[发明专利]一种环境响应型星形共聚物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料和生物医学工程领域，具体涉及一种环境响应型星形共聚物的制备方法。

背景技术

目前针对药物在体内代谢快，半衰期短，需频繁大量给药，且靶向性差的缺点，药物载体开始被广泛研究。药物与载体形成载药系统后，药物的吸收和分布受载体的理化性质的影响。根据临床要求选择适当的载体材料，不仅可以将药物输送到靶器官，而且对于药物载体性质和药理活性也起到有益的作用。

但是药物缓释对于肿瘤细胞的治疗仍然存在一些不足。例如，化疗药物一般需要进入肿瘤细胞内后才能产生疗效，而传统纳米载体的药物释放行为在细胞内外的差异没有明显区别，药物较多在细胞外就已经释放，导致药物的生物利用度较低，副作用较大。目前常见的刺激响应纳米胶束也不能区分细胞内和细胞外环境，因此研究能够进行细胞内药物传递的智能型载药纳米胶束具有重大意义。

细胞内药物传递的药物载体可通过设计在细胞内壳层可选择性脱落的智能型载药纳米胶束，壳层在细胞内的脱落将直接导致细胞内的药物释放速度远远大于细胞外的释放速度，因此可以极大提高药物的生物利用度，提高化学治疗效果，这是胶束类药物载体的发展前沿。

基于上述原因，还原敏感型的两亲性二硫键（S-S）桥连聚合物胶束备受关注。从结构上来看，这是一种两亲性的嵌段共聚物。在水中，它会自组装成胶束，其中胶束的核是疏水的，壳是亲水的。加入疏水性药物，由于相似相溶，疏水性药物会进入胶束的中心，被亲水性外壳包裹起来。由于肿瘤细胞中谷胱甘肽浓度比正常细胞高，提供还原环境，当含有S-S键的载药胶束进入肿瘤细胞时，对还原环境敏感的S-S键会断裂，胶束结构被破坏，亲水段和疏水段分开，药物被选择性地释放进肿瘤细胞内部，从而有效提高药物利用率。

目前用作制备还原环境响应性胶束载体的共聚物多采用生物相容性好的可降解聚合物作为亲水和疏水链段，再采用二硫键连接，从而形成两亲性的嵌段共聚物。例如，Sun等人制备了聚乙二醇（PEG）为亲水链，可降解的聚己内酯（PCL）为疏水链的线形两嵌段共聚物（PCL-S-S-PEG）（Biomaterials, 2009, 30, 6358-6366）；而Ren等人则制备了嵌段共聚物PCL-S-S-PEG的六臂星形共聚物（Soft Matter, 2011, 7, 2329-2331）。此外，Zhong等人制备了以生物大分子葡聚糖（Dextran）作为亲水链的两嵌段共聚物（Dextran-S-S-PCL）（Biomacromolecules, 2010, 11, 848-854）； Li等人则制备了以聚亮氨酸为疏水链段的两嵌段共聚物（PEG-S-S-Pleu）（Polymer, 2011, 52, 3580-3586）。这类共聚物制备的胶束均具有在细胞内部药物控释的功能。但目前的这类还原响应性共聚物均是将亲疏水链段通过二硫键连接的嵌段共聚物，本发明制备了一种新型的还原响应性共聚物，其亲水链和疏水链分别连接在同一个核心上，从而组成一个星形的两亲性共聚物，不同于以前制备的共聚物的嵌段结构。该共聚物同样具备对肿瘤细胞内部还原环境的响应性，并且由于星形聚合物较小的流体力学体积，用其制备的胶束在血液中具有更好的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环境响应型星形共聚物的制备方法。

本发明的目的是在同一个核心上同时连接上两条亲水链和两条疏水链，组成一个两亲性四臂星形共聚物，并使其具有良好的环境响应性。本发明采用了含双硫键的聚乙二醇单甲醚为亲水链，聚氨基酸为疏水链，制备了一系列具有还原响应性的两亲性四臂星形共聚物。

本发明提出的环境响应型星形共聚物的制备方法，具体步骤如下：

(1)取分子量为1000~10000含二硫键的羧基封端聚乙二醇单甲醚、2,2-二(溴甲基)-1,3-丙二醇、N,N'-二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶，按摩尔比为2：1：(2~20)：(0.2~2)的比例溶于溶剂A中, 常温反应12-48小时，过滤除去N,N'-二环乙基脲，滤液浓缩后用乙醚沉淀2~3次，过滤并真空干燥，得到含两个溴基团的两臂聚乙二醇；

(2)将步骤(1)得到的含两个溴基团的两臂聚乙二醇溶于N,N’-二甲基甲酰胺中，加入1~10倍当量的叠氮化钠，在40~130℃下反应3~24小时，冷却过滤；滤液减压蒸除N,N’-二甲基甲酰胺，用二氯甲烷溶解，过滤，滤液浓缩后在乙醚中沉淀，过滤并真空干燥，得含两个叠氮基团的两臂聚乙二醇；