一种透明质酸涂覆的聚乙烯亚胺‑聚三亚甲基碳酸酯聚合物纳米载体及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及高分子聚合物领域，特别涉及一种聚乙烯亚胺‑聚三亚甲基碳酸酯聚合物及其制备方法和应用。该聚合物是由聚乙烯亚胺与聚三亚甲基碳酸酯经聚合反应获得的。该聚合物生物相容性好，生物降解性好，毒性低。本发明专利技术一并提供一种透明质酸涂覆的聚乙烯亚胺‑聚三亚甲基碳酸酯聚合物纳米载体及其制备方法。所述纳米载体在靶向型药物输送载体中的应用具有稳定性好，体内循环时间长，细胞摄取强的特点，能提高其靶向性并降低其毒副作用，从而提高抗肿瘤效果。

【技术实现步骤摘要】
一种透明质酸涂覆的聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物纳米载体及其制备方法与应用
本专利技术涉及高分子聚合物领域，尤其涉及一种聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物及其制备方法，以及该聚合物的应用。
技术介绍
目前为止，阳离子聚合物是一种很重要的非病毒载体。聚乙烯亚胺因为其链的灵活性和易于制造被认为是典范。但其缺少与目标的特异性反应，以及阳离子与细胞膜的破坏性作用会导致不可避免的细胞毒性。阳离子聚合物的疏水修饰可以提高稳定性并且通过自组装为密集胶束结构促进细胞的摄入。聚乙烯亚胺为一种阳离子聚合物，修饰后所形成的两亲性材料可以降低聚乙烯亚胺材料的毒副作用。在前期的研究中，一种疏水生物材料聚三亚甲基碳酸酯具有很高的生物相容性、无毒性、和良好的生物可降解性。聚三亚甲基碳酸酯的降解不会释放会导致炎症及其他身体损伤的有害酸性化合物。因此，将聚三亚甲基碳酸酯与聚乙烯亚胺连接也许可以提高聚乙烯亚胺的生物相容性。透明质酸对癌细胞具有靶向作用，乳腺癌细胞的一个重要特征为细胞表面的CD44过表达以及CD24的缺失，CD44在癌细胞表明大量聚集并且与癌症的转移有关，且透明质酸与CD44可以特异性识别并结合，使得表面涂覆着透明质酸的纳米颗粒可以准确的识别癌细胞而不会影响正常细胞。并且透明质酸带负电，能够在血液循环中稳定存在，提高血液循环稳定性，到达肿瘤部位后能被肿瘤微环境中大量存在的透明质酸酶降解，降解后裸露出带正电的聚乙烯亚胺，能够与带负电的细胞膜结合，促进细胞内吞。因此，本专利技术中构建透明质酸-聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯材料纳米载药系统，以提高其靶向性并降低其毒副作用，从而提高抗肿瘤效果。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物。本专利技术的第二个目的是提供一种聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物的制备方法。本专利技术的第三个目的是提供一种透明质酸涂覆的聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物纳米载体的制备方法。本专利技术的第四个目的是提供聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物，特别是所述透明质酸涂覆的聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物纳米载体在靶向型药物输送载体中的应用。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方法：一种聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物，其结构式如下(m和n相同或不同)：所述聚合物由聚乙烯亚胺和聚三亚甲基碳酸酯经聚合反应制得。所述聚乙烯亚胺的重均分子质量为15000-25000Da，和/或，所述聚三亚甲基碳酸酯的重均分子量为20000-30000Da。所述聚乙烯亚胺与所述聚三亚甲基碳酸酯的优选摩尔用量比为1:1。本专利技术所述聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物，生物相容性好，生物降解性好，毒性低。该聚合物同时具有亲水和疏水两部分组成,亲水部分为聚乙烯亚胺,疏水部分为聚三亚甲基碳酸酯,这种两亲性衍生物在水溶液中可以自组装成聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物胶束，亲水片段形成外壳,疏水片段形成内核,构成独特的壳-核结构。本专利技术还提供一种聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物的制备方法。所述聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物的制备方法，是将聚乙烯亚胺和聚三亚甲基碳酸酯经聚合反应，即得，具体包括如下步骤：1)将聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)溶于有机溶剂A并加入活化剂活化；2)将聚乙烯亚胺(PEI)和催化剂溶于有机溶剂A；3)将步骤1)，步骤2)所得溶液混合，搅拌、透析、冻干，即得。所述聚三亚甲基碳酸酯的重均分子量优选为15000-25000Da，和/或，所述聚乙烯亚胺的重均分子量优选为20000-30000Da。所述聚三亚甲基碳酸酯与所述聚乙烯亚胺的优选摩尔比为1：1。步骤1)将聚三亚甲基碳酸酯溶于有机溶剂A并加入活化剂活化，所述活化剂优选为二环己基碳二亚胺(DCC)。所述聚三亚甲基碳酸酯与二环己基碳二亚胺的优选摩尔比为1:9-12，进一步优选为1：10。进一步优选地，所述步骤1)在室温下反应2小时。步骤2)所述催化剂优选为4-二甲氨基吡啶(DMAP)。所述聚乙烯亚胺与4-二甲氨基吡啶的优选摩尔比为1:9-12，进一步优选为1：10。步骤3)将步骤1)与步骤2)所得溶液混合，经聚合反应制得所述聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物；其具体操作为：搅拌、透析、冻干，即得。反应历程如下所示：优选地，所述搅拌过程为20-30小时，进一步优选为24小时。优选地，所述透析采用蒸馏水作为试剂。优选地，所述透析时间为40-50小时，进一步优选为48小时。优选地，所述透析截留分子量为30000Da。本专利技术一并提供一种纳米载体的制备方法，即：采用所述聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物制备成纳米颗粒，再经透明质酸涂覆而制得。具体包括如下步骤：a)将所述聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物溶于有机溶剂后，逐滴滴入超纯水中，制得含有纳米颗粒的溶液；b)将透明质酸溶液逐滴滴加于所述含有纳米颗粒的溶液中，搅拌，透析，即得。步骤a)中，所述聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物优选采用上述聚合物的制备方法制得。优选地，步骤a)的具体操作为：将聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物溶于有机溶剂中，逐滴加入超纯水中，优选搅拌0.5-1小时，透析，即得。优选地，所述透析截留分子量为3500Da。优选地，所述透析时间为0.5-1小时，以0.5小时为宜。步骤b)将透明质酸溶液逐滴滴加于所述纳米载体粒子的溶液中，搅拌，透析，所述透明质酸溶液的浓度为8-12mg/ml。其优选操作为：将浓度为10mg/ml的透明质酸溶液以1：1～10的比例，以1：5为最佳，逐滴加入所述含有纳米颗粒的溶液中，搅拌，透析。优选地，所述透析截留分子量为3500Da。优选地，所述透析选用试剂为蒸馏水。优选搅拌1-2小时，以1小时为宜。所述有机溶剂可根据本领域技术人员的要求分别选择有机溶剂，在此不做特别限定。本专利技术提供优选为二甲基亚砜，选用二甲基亚砜作为溶剂所有原料皆溶解度最好。本专利技术还提供上述聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物，具体为上述透明质酸涂覆的聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物纳米载体在靶向型药物输送载体上的应用。优选地，所述纳米载体的粒径为100-200nm。本专利技术所述的靶向型药物运输载体，具有稳定性好，体内循环时间长，细胞摄取强的特点，能提高其靶向性并降低其毒副作用，从而提高抗肿瘤效果。附图说明图1为实施例1中的聚乙烯亚胺聚合物核磁共振检测图；图2为实施例1中的聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯共聚物核磁共振检测图；图3为实施例1中的聚乙烯亚胺的红外谱图；图4为实施例1中的聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯的红外谱图；图5为实施例2中的透明质酸涂覆量对聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯纳米颗粒粒径和zeta电位的影响；图6为实施例3中的透明质酸涂覆的聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯纳米载体透射电镜图；图7为试验例1中透明质酸涂覆的聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯纳米载体在MDA-MB-231细胞中的定位，A为Hoechst33342染色后呈蓝色荧光的细胞核，B为在630nm激光束照射下呈红色荧光的包裹于纳米粒子中的IR780，C和D为细胞核染色和IR780的Merge图；图8为试验例2中聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯纳米颗粒与透明质酸涂覆的聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯纳米载体对细胞存活率的影响折线图。具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乙烯亚胺‑聚三亚甲基碳酸酯聚合物，其特征在于：由聚乙烯亚胺和聚三亚甲基碳酸酯经聚合反应制得。

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物，其特征在于：由聚乙烯亚胺和聚三亚甲基碳酸酯经聚合反应制得。2.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于：所述聚乙烯亚胺的重均分子质量为15000-25000Da，和/或，所述聚三亚甲基碳酸酯的重均分子量为20000-30000Da。3.根据权利要求1或2所述的聚合物，其特征在于：所述聚乙烯亚胺与所述聚三亚甲基碳酸酯的摩尔用量比为1:1。4.一种制备聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物的方法，其特征在于：将聚乙烯亚胺和聚三亚甲基碳酸酯经聚合反应，即得；优选所述方法具体步骤包括：1)将聚三亚甲基碳酸酯溶于有机溶剂并向其中加入活化剂对其进行活化；2)将聚乙烯亚胺和催化剂溶于所述有机溶剂中；3)将步骤1)和步骤2)所得溶液混合后经聚合反应制得所述聚乙烯亚胺-聚三亚甲基碳酸酯聚合物；优选地，所述活化剂为二环己基碳二亚胺；和/或，所述催化剂为4-二甲氨基吡啶。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1)具体为：将聚三亚甲基碳酸酯溶于二甲基亚砜并向其中加入二环己基碳二亚胺对其进行活化；优选地，聚三亚甲基碳酸酯与所述活化剂的摩尔比为1：...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴雁，赵彩艳，袁梦，王君妍，李昱廷，吴宇轩，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京,11