[发明专利]一种嵌段共聚物、其制备方法及温度敏感型水凝胶

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氨基酸技术领域，尤其涉及一种嵌段共聚物、其制备方法及温度敏感型水凝胶。

背景技术

缓控释给药系统是指药物在体内非恒速地从制剂中缓慢地释放，从而延长药物作用时间的一类新的给药体系。相对于传统的药物制剂，缓控释给药系统具有用药剂量少、用药次数少、疗效高、药物对正常细胞组织的毒副作用小等特点，成为近20年来药学领域的热门研究课题。

温度敏感型水凝胶具有独特的溶液-凝胶转变特性，控制它的相变温度与人体体温匹配，即可得到温度敏感可注射型水凝胶：在低于人体体温时，温度敏感可注射型水凝胶以溶液状态存在，可以与药物、多肽、蛋白质、细胞等药物或生物活性物质混合；当注入到人体内部后，由于温度的变化，溶液迅速发生相变，形成水凝胶，在形成水凝胶的过程中，混合在其中的药物或生物活性物质被包埋在水凝胶内部，然后通过扩散或水凝胶自身的降解缓慢释放，从而达到长效缓释的目的。这类水凝胶具有流动性好，使用方便，滞留时间长，释药缓慢、持久的特点，而且它对低分子溶质具有较好的透过性，有优良的生物相容性和较好的重现性，容易合成，因此近年来被广泛用于生物医学领域，尤其在蛋白质和多肽类药物的缓控释给药系统中的应用引起了众多药学研究者的关注。另外，这类温度敏感型水凝胶由于注射前为低粘度溶液，适合于任意形状的创口，而且，注射过程中不会造成新的创口，易于被患者接受，因此也可以作为体内原位组织培养的支架材料。

聚合物可形成温度敏感型水凝胶，成为了近年来的研究热点之一。其中，聚氧化乙烯-聚氧化丙烯缩合物(也称Poloxamer，泊洛沙姆)的水溶液可用作温度敏感可注射型水凝胶，它是目前研究最多的一类用作温度敏感型水凝胶的聚合物，但是它在体内只能存在数天即被体液稀释，无法实现长期持续给药，而且泊洛沙姆不能生物降解，这就限制了其在人体内的应用；随后，发展了一种聚乙二醇和聚(L-乳酸)嵌段共聚物的水凝胶(Jeong B，Bae YH，Lee DS，et al.Biodegradable block copolymers as injectable drug-delivery systems[J].Nature，1997，388：860～862.)，它可以被生物降解，但是降解产物为乳酸等小分子化合物，局部过高浓度的乳酸会引起炎症，对人体的健康不利；随着研究的深入，研究人员又制备出了聚氧化乙烯-聚氧化丙烯与聚丙氨酸或聚丙氨酸与苯丙氨酸无规共聚物的水凝胶(Macromalecule，2008，41：8204～8209，Biomacromolecules，2009，10：2476～2481.)，这类水凝胶的生物降解产物为氨基酸，对人体没有任何伤害，但是，形成水凝胶的嵌段共聚物只能通过单方面改变聚丙氨酸嵌段或者聚苯丙氨酸的分子量来调节水凝胶的相变行为，可调节性比较单一，不利于温度敏感型水凝胶的进一步的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种嵌段共聚物、其制备方法及温度敏感型水凝胶，本发明提供的嵌段共聚物形成的温度敏感型水凝胶具有较高的可调节空间，扩充了对温度敏感型水凝胶相变行为的调节手段，有利于温度敏感型水凝胶的进一步应用。

本发明提供了一种嵌段共聚物，包含具有式(I)或式(II)结构的第一嵌段和具有式(III)结构的第二嵌段：

其中，R为含10个以下碳原子的烷基；

m为聚合度，10≤m≤227；

n为聚合度，10≤n≤226；

q为聚合度，3≤q≤150。

优选的，所述R为甲基、乙基、正丙基、异丙基或正丁基。

优选的，所述第二嵌段占所述嵌段共聚物的重量百分数为25％～70％。

本发明提供了一种嵌段共聚物的制备方法，包括以下步骤：

具有式(IV)结构的端氨基化的聚乙二醇单甲醚或具有式(V)结构的端氨基化的聚乙二醇与γ-烷基-L-谷氨酸酯-N-羧酸内酸酐发生聚合反应，得到嵌段共聚物；

其中，m为聚合度，10≤m≤227；

n为聚合度，10≤n≤226。

优选的，所述具有式(IV)结构的端氨基化的聚乙二醇单甲醚或具有式(V)结构的端氨基化的聚乙二醇与γ-烷基-L-谷氨酸酯-N-羧酸内酸酐的摩尔比为1∶(5～120)。

优选的，所述γ-烷基-L-谷氨酸酯-N-羧酸内酸酐按照以下方法制备：

L-谷氨酸和醇类化合物发生酯化反应，得到γ-烷基-L-谷氨酸酯；