[发明专利]含有吗啉-2，5-二酮衍生物共聚物的两亲性三嵌段共聚物及制备方法及用途

说明书

技术领域

本发明属于基因载体材料技术领域，具体涉及到具有低毒性和高转染率的含有吗啉-2，5-二酮衍生物共聚物的可降解聚合物改性聚乙烯亚胺纳米基因载体及制备方法。也涉及生物医用高分子材料和生物相容性改性领域。

技术背景

随着基因治疗的发展，非病毒基因载体因性能稳定、容易制作、强大的载核酸能力和较低的免疫原性，而得到广泛的应用。阳离子聚合物基因载体材料包括：聚乙烯亚胺（PEI）、聚酰胺胺、聚丙烯亚胺、聚-L-赖氨酸、聚丙烯胺和壳聚糖等。这些材料具有长期安全性和生物相容性，以这些材料制作的纳米粒，因其结构稳定、易被细胞吞噬和较好的特定组织与器官的靶向释放能力，成为基因治疗领域中的研究热点。在众多的阳离子聚合物中，PEI因具有高密度的氨基而带有正电荷，能够高效地吸附和压缩DNA分子，且具有“质子海绵作用”，形成纳米粒基因复合物，进入细胞后能够阻止核酸酶对目的基因的降解。因此携带DNA的PEI纳米粒具有很好的转染效，成为非病毒基因传递载体中的“黄金标准”。

PEI纳米粒的转染效率随着分子量的增大而增大，但是，其细胞毒性也随之增高。其原因在于高分子量的PEI带有较强的正电荷，导致其与细胞表面因静电吸引而发生强烈作用，致使细胞死亡。为了降低PEI毒性，在PEI上修饰聚乙二醇（PEG）和多糖等，或引入带负电荷的丙酸或丁二酸等来中和PEI的正电荷，以及通过化学反应使PEI分子中的氨基乙酰化，以降低PEI所带的正电荷，但是对基因的携带能力有所影响。

PEI25k Da的高毒性限制了其作为基因载体的广泛应用，尤其是在体内应用受到限制。虽然低分子量PEI毒性很低，能够满足基因转染对细胞低毒性的要求，但是低分子量PEI几乎没有转染效率。为此，需要降低PEI25kDa的高毒性，或者提高低分子量PEI的转染率。

聚吗啉-2，5-二酮衍生物是α-氨基酸和α-羟基酸交替共聚物，是一种无毒并且在体内外均可生物降解的聚合物。吗啉-2，5-二酮衍生物的均聚物是一类有价值的生物可降解医用材料。聚吗啉-2，5-二酮衍生物，例如聚3(S)-甲基-吗啉-2，5-二酮，降解产物L-丙氨酸能够通过生物代谢途径而被人体利用。丙交酯和乙交酯共聚物是经美国FDA批准的可用于人体医学替代品的高分子聚合物，它具有良好的生物相容性和可降解性。吗啉-2，5-二酮衍生物可以和其他共聚单体聚合生成共聚物，例如和L-丙交酯、D-丙交酯、D，L-丙交酯、乙交酯、ε-己内酯、对二氧环己酮、三亚甲基环碳酸酯共聚得到优良性能的吗啉-2，5-二酮衍生物的共聚物。通过控制共聚单体化学结构和它们的比例，可以很好地控制共聚物的物理化学性能，尤其是亲水性能、生物降解性能等。因此，吗啉-2，5-二酮衍生物的共聚物在药物和基因载体领域有着广阔的应用前景。

发明内容

本发明的第一个目的是解决现有技术存在的使用PEI25kDa，因其分子量高而具有高细胞毒性的问题，提供一种细胞毒性低且具有高转染性能的基因载体。

本发明的第二个目的是提供一种含有吗啉-2，5-二酮衍生物共聚物的两亲性三嵌段共聚物的制备方法。

本发明的第三个目的是提供一种含有吗啉-2，5-二酮衍生物共聚物的两亲性三嵌段共聚物制备纳米粒的用途。

本发明的第四个目的是提供一种含有吗啉-2，5-二酮衍生物共聚物的两亲性三嵌段共聚物制备纳米粒的第二种用途。

本发明的技术方案概述如下：

一种含有吗啉-2，5-二酮衍生物共聚物的两亲性三嵌段共聚物，是由聚乙二醇单甲醚、吗啉-2，5-二酮衍生物的共聚物和聚乙烯亚胺依次连接构成，所述两亲性三嵌段共聚物的分子量为2000-105000；所述吗啉-2，5-二酮衍生物共聚物为吗啉-2，5-二酮衍生物单体和一种或两种环状单体的共聚物，所述环状单体为L-丙交酯、D-丙交酯、D，L-丙交酯、乙交酯、ε-己内酯、对二氧环己酮或三亚甲基环碳酸酯；

吗啉-2，5-二酮衍生物单体的结构为式（I）：

其中R₁：-H或-CH₃；