[发明专利]一种生理条件下糖响应胰岛素载体的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料与生物医学工程领域，具体涉及一种生理条件下糖响应胰岛素药物载体的制备方法。

背景技术

糖尿病是以高血糖为主要特征的内分泌代谢性常见慢性病，分为I型和II型，降低患者血糖浓度是主要的治疗方法。目前为止，皮下注射胰岛素降低I型糖尿病患者血糖浓度的唯一治疗方法，然而这种给药方式不仅给患者注射部位造成不可愈合的伤害，而且很难实现同步和适量，不易控制调节患者体内血糖浓度。

近年来，智能高分子材料凭借着其在药物控制释放载体、生物传感器、生物智能开关等领域具有应用前景而受到人们的广泛关注。智能高分子材料是一类能够对外界环境发生变化做出响应，并产生相应的物理结构以及化学结构突变的高分子材料。当前研究的主要有温度敏感性、pH敏感性、糖响应性、CO₂响应性和生物酶响应性等。

苯硼酸及其衍生物(PBA)在水溶液中有两种存在形式，溶液pH值高于其pK_a时，PBA能够结合氢氧根溶解于水，溶液pH值低于其pK_a时，PBA基本不溶，是一类具有糖响应性的分子。文献已经报道了很多利用PBA及其衍生物构筑胰岛素糖响应性控制释放的载药体系，如微凝胶(Matsumoto A,Ishii T,Nishida J,Matsumoto H,Kataoka K,Miyahara Y.,Angew.Chem.Int.Ed.2012,51,2124)、聚合物胶束(Yang H,Sun X,Liu G,Ma R,Li Z,An Y,Shi L.,Soft Matter 2013,9,8589)、聚合物囊泡(Kim H,Kang YJ,Kang S,Kim KT.,J.Am.Chem.Soc.2012,134,4030)等，然而这些体系负载胰岛素是以非公价键作用负载的，胰岛素和载体之间的相互作用较弱，因此很容易存在负载效率较低和体系不够稳定的问题；同时这些PBA衍生物的pK_a往往高于人体正常的pH值(pH 7.4)，因此很难实现生理条件下糖响应控制释放。

利用PMPC和PAH本身良好的生物相容性，邻位乙羰基苯硼酸与氨基形成化学键的动态可逆性和良好的糖响应性，邻位乙羰基苯硼酸具有较低的pk_a，结合可逆加成裂解链转移自由基聚合(RAFT)的反应可控性，制备了一种生理条件下糖响应性胰岛素药物载体。利用RAFT聚合合成结构和分子量可控、分子量窄分布的嵌段聚合物PMPC-b-PAH，酰化反应侧链接枝修饰接枝邻位含有乙羰基苯硼酸衍生物，获得嵌段聚合物PMPC-b-P(AH-co-FAPBA)。加入胰岛素到嵌段聚合物水溶液中，FAPBA的乙羰基和苯硼酸官能团能够与胰岛素中的胺基发生反应，形成胶束的核，PMPC形成胶束的壳，从而负载胰岛素。生理条件下，加入葡萄糖等内源分子，聚合物胶束解离，胰岛素从胶束中释放出来。这种药物载体在糖尿病的治疗中具有广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够生理条件下(pH 7.4)糖响应性胰岛素药物控制释放载体的制备方法。这种方法采用活性自由基聚合的方式制备了分子量和分子量分布可控的嵌段聚合物，羧基和胺基的酰化反应将功能性苯硼酸衍生物分子侧链接枝于嵌段聚合物上，胰岛素胺基和邻位乙羰基苯硼酸形成B-N五元杂环，键合负载胰岛素，客服了现有非键合负载胰岛素载药体系稳定性差、药物负载效率较低的缺点；这种方法制备的嵌段聚合物具有较低的pK_a，能够实现生理条件下糖响应控制释放；PMPC优异的亲水性，可以不容易被巨噬细胞识别，具有更长的体内循环时间。

技术方案

利用可逆加成裂解链转移自由基聚合方法合成分子量可控和分子量窄分布的嵌段聚合物，酰化反应将功能性分子侧链接枝于嵌段聚合物上，得到可以键合负载胰岛素的嵌段聚合物。通过改变反应物比例，控制聚合物链段长度和分子量分布，通过改变苯硼酸衍生物和聚合物比例调节材料的pK_a和糖响应性能。

本发明提供的糖响应嵌段聚合物是带有邻位带有乙羰基的苯硼酸衍生物，邻位醛基的苯硼酸衍生物。

本发明所述的链转移剂是二硫代苯甲酸-2-氰基异丙基酯(CDPB)，4-氰基戊酸二硫代苯甲酸酯(CPADB)，二硫代苯甲酸-2-甲基-N(2-羟乙基)丙酰腙酯或三硫代碳酸酯中的一种或几种。

本发明所述的溶剂为1,4-二氧六环，二氯甲烷，甲醇或四氢呋喃中的一种或者几种。