[发明专利]聚乙烯亚胺-脂肪族聚酯接枝聚合物及其制备方法和纳米粒子

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯亚胺-脂肪族聚酯接枝聚合物及其制备方法和一种纳米粒子。 

背景技术

聚乙烯亚胺是一类阳离子聚合物，它主要有线性和分枝状两种；线性聚乙烯亚胺包含的全是仲胺，而分枝状聚乙烯亚胺则有伯胺、仲胺和叔胺基。聚乙烯亚胺是一种极有潜力的转染试剂，线性和支链聚乙烯亚胺及其相应的衍生物已经被广泛的应用于基因治疗的相关研究，但聚乙烯亚胺的毒性限制了其临床实际应用。Pastor-Perez研究表明线性和支链聚乙烯亚胺能够自发荧光；其中，线性聚乙烯亚胺荧光较强，量子产率最高能达到6％；而支链聚乙烯亚胺则只有1％(L.Pastor-Perez，Macromol.Rapid Commun.2007，28，1404)。因此，降低聚乙烯亚胺的毒性并提高其荧光效率会使其得到更为广泛的应用。 

聚乳酸(PLA)是最早获美国FDA批准认可能进入人体的可生物降解高分子材料。PLA生物相容性好，在体内降解的最终产物是二氧化碳和水，中间产物乳酸也是体内正常糖代谢的产物，因此，适宜于用作药物载体材料，目前在人工皮肤及组织工程、药物的控制释放等方面已被广泛应用。 

众所周知，如果聚合物中同时具有亲水和疏水两部分组成，那么这种两亲性聚合物在水溶液中就可以组装形成聚合物纳米颗粒，亲水性片段形成外壳，疏水性片段形成内核，形成独特的核壳结构。这种两亲性聚合物纳米颗粒具有载药量高、载药范围广、稳定性好、体内滞留时间长、独特的体内分布以及增加药物的稳定性、提高生物利用度和降低毒副作用等特点。 

大量研究表明，两亲性聚合物在水溶液中胶束化形成的胶束在纳米尺寸范围内，这些纳米粒子大小分布很窄，具有核壳结构，因此，在水中胶束化是制备聚合物纳米粒子的有效途径。聚合物纳米粒子内核由疏水链段组成，可以包裹疏水性药物，也可以通过形成W/O/W复乳的办法包载亲水性药物；粒子的外壳是亲水链段并伸展在水中，不仅为聚合物纳米粒子分散在水中起立稳定作用还可以引入具有靶向功能的组分。而且，通过调整两亲性聚合物的结构，可以很容易地控制聚合物胶束的尺寸和形态。因此，这些核-壳型的胶束可以用于药物载体包载水溶性差的药物。 

荧光探针在生物标记、细胞示踪和实时成像及生物检测和识别等领域具有广泛的应用前景。但传统的有机荧光染料在应用中也存在一些难以克服的缺陷，如容易光致褪色，具有较大的毒性等。 

发明内容

本发明的目的是提供一种聚乙烯亚胺-脂肪族聚酯接枝聚合物及其制备方法，以及一种负载有水溶性药物的聚乙烯亚胺-脂肪族聚酯接枝聚合物的纳米粒子。 

本发明提供了一种聚乙烯亚胺-脂肪族聚酯接枝聚合物，其中，所述聚乙烯亚胺-脂肪族聚酯接枝聚合物具有式(1)所示的结构： 

其中，a为10-500的整数，b为10-500的整数，R₁-R₃各自独立地选自式(2)-式(4)所示结构中的一种或多种； 

其中，n为12-240的整数，z为6-120的整数，x为12-240的整数，y为12-240的整数。 

本发明还提供了一种聚乙烯亚胺-脂肪族聚酯接枝聚合物的制备方法，其中，该方法包括在有机胺的存在下，将酯和聚乙烯亚胺在有机溶剂中接触，所述接触的条件使得到含有式(1)所示的聚乙烯亚胺-脂肪族聚酯接枝聚合物的反应产物的混合物；所述酯选自丙交酯、乙交酯和己内酯中的一种或多种；所述聚乙烯亚胺具有式(5)所示的结构： 

其中，a为10-500的整数，b为10-500的整数。 

此外，本发明还提供了一种纳米粒子的制备方法，其中，该方法包括将上述聚乙烯亚胺-脂肪族聚酯接枝聚合物和水溶性有机溶剂的混合物与水溶性药物的水溶液混合，得到乳液；并将所述乳液中的有机溶剂和水除去。 

本发明提供的聚乙烯亚胺-脂肪族聚酯接枝聚合物同时含有聚乙烯亚胺链段(亲水链段)和脂肪族聚酯链段(疏水链段)，这种两亲性聚合物在水溶液中可以自组装成聚乙烯亚胺-脂肪族聚酯接枝聚合物的纳米胶束，从而能够有效延长药效、降低毒性、提高生物利用度和生物活性。此外，所述聚乙烯亚胺-脂肪族聚酯接枝聚合物具有荧光性能，并且所述聚乙烯亚胺和脂 肪族聚酯是获美国FDA批准能够进入人体的物质，因此，所述聚乙烯亚胺-脂肪族聚酯接枝聚合物的毒性较低，且能够利用其荧光性质追踪药物的释放。因此，本发明所述的聚乙烯亚胺-脂肪族聚酯接枝聚合物具有广泛的应用前景。