一种谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束及其制备方法与应用，属于生物医学工程材料领域。本发明专利技术的制备方法温和、简单，不需要特殊处理。本发明专利技术制备的双载药物聚合物胶束水溶性好、生物相容性好、其代谢产物易降解且毒性小；成分简单，原料易得，有望在生物医学工程材料领域得到广泛的应用。利用胶束可以包裹疏水性药物，同时正电性的高分子材料可通过静电作用携载基因药物，形成双载药物载体，发挥协同效果。由于多肽的修饰作用，赋予了其进入肿瘤细胞的能力，并且基因药物与疏水药物不同机制抑制肿瘤细胞的生长，提高了聚合物胶束对肿瘤细胞的治疗效果；因此，该双载药物聚合物胶束在恶性肿瘤的复合化疗中具备广阔的应用前景。

Glutathione responsive double drug loaded polymeric micelles and preparation method and application thereof

The invention discloses a glutathione responsive double-loaded drug polymer micelle and a preparation method and application thereof, belonging to the field of Biomedical Engineering materials. The preparation method of the invention is mild and simple, and does not require special treatment. The polymer micelles prepared by the invention have good water solubility, good biocompatibility, easy degradation of metabolites and low toxicity, simple composition and easy availability of raw materials, and are expected to be widely used in the field of Biomedical Engineering materials. Micelles can be used to encapsulate hydrophobic drugs, while positive polymer materials can carry gene drugs through electrostatic interaction to form double-loaded drug carriers and play a synergistic effect. Because of the modification of polypeptide, it has the ability to enter into cancer cells, and the different mechanisms of gene drugs and hydrophobic drugs inhibit the growth of cancer cells, which improves the therapeutic effect of polymer micelles on cancer cells. Therefore, the polymer micelles loaded with double-drug have a broad application in the combined chemotherapy of malignant tumors. Prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束及其制备方法与应用
本专利技术属于生物医学工程材料领域，具体的说，涉及一种谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束及其制备方法与应用。
技术介绍
目前，在众多的药物载体中，聚合物胶束因其核-壳纳米材料结构、核具有较高的药物负载能力，适合的药物范围较广、粒径小且分布非常窄、优良的生物相容性、生物可降解性及易于进行表面修饰等优点而受到人们广泛的关注，也因此使其在控制药物释放、达到靶向释放等方面展现出优良的性能，具有远大的发展前景。此外，具有还原性琉基的谷胱甘肽在肿瘤组织中的浓度远远高于在正常组织中的浓度，近年来谷胱甘肽响应型的智能药物载体由于其高效的释放效果也引起了人们极大的关注。Tang等合成了聚己内酯和聚乙基乙烯磷酸酯(PCL-SS-PEEP)两嵌段共聚合物,该聚合物与药物分子在水中自组装成70nm左右的胶束，其CMC约3.1mg·mL-1，包封率为28％。研究表明，包裹阿霉素后能提高对A549肿瘤细胞的抑制作用，改善抗肿瘤药物的疗效，但该载体对阿霉素包封率低。Kim等研究了聚乙二醇单甲醚和聚己内酯用3个半胱胺偶联的聚合物(mPEG-Cys-PCL)和阿霉素在水中的自组装，发现该聚合物在其较低的临界浓度(0.07mg·mL-1)下能形成210nm左右的胶束，加之半胱胺上的巯基相互交联形成二硫键，导致该载体稳定性较好，阿霉素的包封率为26.8％，在模拟人体血液环境下持续释放阿霉素可达24h。然而，上述聚合物大多不可生物降解，且无法实现化疗药物与基因药物的协同效果，使其在体内的实际应用受到限制。因此，如何得到可生物降解、化疗药物与基因药物具有协同效应的新型药物载体材料，便成为当前生物医学工程领域亟待解决的重要课题。迄今为止，关于使用非共价键方式包埋DOX于胶束疏水核中，通过麦克尔加成反应制备的具有谷胱甘肽响应型的双载药物聚合物胶束尚未见报道。故该种谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束在恶性肿瘤的复合化疗中具备广阔的应用前景。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束的制备方法。本专利技术的另一目的是提供通过上述制备方法制备得到的谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束。本专利技术的再一目的是提供所述谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束在生物医学工程材料领域中的应用。本专利技术提供的谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束来作为肿瘤靶向双载药递释系统，尤其涉及一种多肽修饰的肿瘤靶向基因药物与疏水药物的双载药共递释系统。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束的制备方法，包括以下操作步骤：用具有双硫键的胱胺引发ε-己内酯得到具有双硫键的双羟基聚己内酯(PCL)，再用丙烯酰氯来封端得到丙烯酸酯封端的双羟基聚己内酯(PCL-Acrylate)，接着与聚乙烯亚胺(PEI)发生酰胺反应生成聚己内酯-聚乙烯亚胺(PCL-PEI)，最后再与双嵌段聚乙二醇(PEG)及多肽反应后冷冻干燥形成谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束。具体包括以下操作步骤：(1)具有双硫键的双羟基聚己内酯(PCL)的制备：将具有双硫键的胱胺和ε-己内酯溶解于干燥的甲苯中，在无水无氧条件下缓慢滴加入催化剂，滴加完后在氮气环境中冷凝回流反应，旋转蒸发除去未反应的甲苯，再用冷乙醚沉淀，干燥，得到具有双硫键的双羟基聚己内酯(PCL)；(2)丙烯酸酯封端的双羟基聚己内酯(PCL-Acrylate)的制备：将三乙胺、丙烯酰氯分别溶于干燥的甲苯中，向步骤(1)制备得到的具有双硫键的双羟基聚己内酯(PCL)中先抽真空通氮气后再依次将三乙胺和丙烯酰氯的甲苯溶液在冰浴和避光的条件下缓慢滴加其中；冷凝回流，开始反应，反应结束后，反应液过滤除去三乙胺盐酸盐结晶，滤液在过量的冷正己烷中沉淀，抽滤，收集白色粉末产物，最后干燥得到丙烯酸酯封端的双羟基聚己内酯(PCL-Acrylate)；(3)聚己内酯-聚乙烯亚胺-聚乙二醇(PCL-PEI-PEG)的制备：将聚乙烯亚胺(PEI)和步骤(2)制备的丙烯酸酯封端的双羟基聚己内酯(PCL-Acrylate)分别溶于氯仿中，聚乙烯亚胺(PEI)在一定的温度和氮气环境下完全溶解，然后将步骤(2)制备的丙烯酸酯封端的双羟基聚己内酯(PCL-Acrylate)的氯仿溶液滴加入上述溶液，最后抽真空，通氮气冷凝回流反应；反应结束后在三氯甲烷中透析掉未反应的单体，再用过量的冷石油醚沉淀，得到白色沉淀再用二氯甲烷溶解后缓慢滴加到去离子水中搅拌过夜，挥发有机溶剂后，冷冻干燥，得到聚己内酯-聚乙烯亚胺(PCL-PEI)；再将聚己内酯-聚乙烯亚胺(PCL-PEI)溶于磷酸盐缓冲液，调节pH，再加入双嵌段聚乙二醇(PEG)，室温下反应，制得聚己内酯-聚乙烯亚胺-聚乙二醇(PCL-PEI-PEG)；(4)谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束的制备：将多肽溶于磷酸盐缓冲液，配制成多肽溶液，加入到已调好pH的步骤(3)得到的聚己内酯-聚乙烯亚胺-聚乙二醇(PCL-PEI-PEG)溶液中，在常温下反应，转移到超滤离心管中超滤，去除未反应的聚合物和多肽，冷冻干燥，制得肿瘤靶向纳米载体，即谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束。为了更好的实现本专利技术，还包括：(5)将步骤(4)得到的谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束再用磷酸盐缓冲液复溶，得到谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束溶液；将疏水药物溶于丙酮中，然后将疏水药物的丙酮溶液缓慢滴加到谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束溶液中，搅拌，透析，冷冻干燥，制成疏水药物复合物；再与基因药物在磷酸盐缓冲液中复合，室温条件下涡旋，孵育，即得载有疏水药物和基因药物的谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束。步骤(1)中，所述的胱胺、ε-己内酯、催化剂的摩尔比为1:100～200:0.05～0.1；优选为1:132:0.05～1；所述的胱胺在反应体系中的浓度为5～20mg/mL；优选为10～20mg/mL；所述的缓慢滴加的时间为20～100min；优选为20～50min；所述的催化剂为异辛酸亚锡或氯化亚锡；所述的冷凝回流反应的条件是在搅拌速率300～600rpm下反应18h～30h，反应温度80～160℃；优选是在搅拌速率300～600rpm下反应18～24h，反应温度110℃；所述的冷乙醚与反应体系溶液的体积比为10～20:1；所述的旋蒸的温度为40～60℃；所述的干燥的条件为40～60℃真空干燥12～24h；优选为40℃真空干燥12～24h。步骤(2)中，所述的具有双硫键的双羟基聚己内酯(PCL)与丙烯酰氯、三乙胺的摩尔比为1:4.2～10：4.2～10；优选为1:5～10:5～10；所述的具有双硫键的双羟基聚己内酯(PCL)在反应体系中的浓度为10mg～50mg/mL；优选为20～50mg/mL；所述的缓慢滴加的时间为30～45min；所述的冷凝回流的反应条件是在搅拌速率300～600rpm下反应6～12h，反应温度60～100℃；优选是在搅拌速率300～600rpm下反应8～12h，反应温度80～100℃；所述的冷正己烷与反应体系溶液的体积比为5～10:1；所述的干燥的条件为40～60℃真空干燥12～24h。步骤(3)中，所述的聚乙烯亚胺(PEI)与丙烯酸酯封端的双羟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：(1)具有双硫键的双羟基聚己内酯的制备：将具有双硫键的胱胺和ε‑己内酯溶解于干燥的甲苯中，在无水无氧条件下缓慢滴加入催化剂，滴加完后在氮气环境中冷凝回流反应，旋转蒸发除去未反应的甲苯，再用冷乙醚沉淀，干燥，得到具有双硫键的双羟基聚己内酯；(2)丙烯酸酯封端的双羟基聚己内酯的制备：将三乙胺、丙烯酰氯分别溶于干燥的甲苯中，向步骤(1)制备得到的具有双硫键的双羟基聚己内酯中先抽真空通氮气后再依次将三乙胺和丙烯酰氯的甲苯溶液在冰浴和避光的条件下缓慢滴加其中；冷凝回流，开始反应，反应结束后，反应液过滤除去三乙胺盐酸盐结晶，滤液在过量的冷正己烷中沉淀，抽滤，收集白色粉末产物，最后干燥得到丙烯酸酯封端的双羟基聚己内酯；(3)聚己内酯‑聚乙烯亚胺‑聚乙二醇的制备：将聚乙烯亚胺和步骤(2)制备的丙烯酸酯封端的双羟基聚己内酯分别溶于氯仿中，聚乙烯亚胺在一定的温度和氮气环境下完全溶解，然后将步骤(2)制备的丙烯酸酯封端的双羟基聚己内酯的氯仿溶液滴加入上述溶液，最后抽真空，通氮气冷凝回流反应；反应结束后在三氯甲烷中透析掉未反应的单体，再用过量的冷石油醚沉淀，得到白色沉淀再用二氯甲烷溶解后缓慢滴加到去离子水中搅拌过夜，挥发有机溶剂后，冷冻干燥，得到聚己内酯‑聚乙烯亚胺；再将聚己内酯‑聚乙烯亚胺溶于磷酸盐缓冲液，调节pH，再加入双嵌段的聚乙二醇，室温下反应，制得聚己内酯‑聚乙烯亚胺‑聚乙二醇；(4)谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束的制备：将多肽溶于磷酸盐缓冲液，配制成多肽溶液，加入到已调好pH的步骤(3)得到的聚己内酯‑聚乙烯亚胺‑聚乙二醇溶液中，在常温下反应，转移到超滤离心管中超滤，去除未反应的聚合物和多肽，冷冻干燥，制得肿瘤靶向纳米载体，即谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束。...

【技术特征摘要】
1.一种谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：(1)具有双硫键的双羟基聚己内酯的制备：将具有双硫键的胱胺和ε-己内酯溶解于干燥的甲苯中，在无水无氧条件下缓慢滴加入催化剂，滴加完后在氮气环境中冷凝回流反应，旋转蒸发除去未反应的甲苯，再用冷乙醚沉淀，干燥，得到具有双硫键的双羟基聚己内酯；(2)丙烯酸酯封端的双羟基聚己内酯的制备：将三乙胺、丙烯酰氯分别溶于干燥的甲苯中，向步骤(1)制备得到的具有双硫键的双羟基聚己内酯中先抽真空通氮气后再依次将三乙胺和丙烯酰氯的甲苯溶液在冰浴和避光的条件下缓慢滴加其中；冷凝回流，开始反应，反应结束后，反应液过滤除去三乙胺盐酸盐结晶，滤液在过量的冷正己烷中沉淀，抽滤，收集白色粉末产物，最后干燥得到丙烯酸酯封端的双羟基聚己内酯；(3)聚己内酯-聚乙烯亚胺-聚乙二醇的制备：将聚乙烯亚胺和步骤(2)制备的丙烯酸酯封端的双羟基聚己内酯分别溶于氯仿中，聚乙烯亚胺在一定的温度和氮气环境下完全溶解，然后将步骤(2)制备的丙烯酸酯封端的双羟基聚己内酯的氯仿溶液滴加入上述溶液，最后抽真空，通氮气冷凝回流反应；反应结束后在三氯甲烷中透析掉未反应的单体，再用过量的冷石油醚沉淀，得到白色沉淀再用二氯甲烷溶解后缓慢滴加到去离子水中搅拌过夜，挥发有机溶剂后，冷冻干燥，得到聚己内酯-聚乙烯亚胺；再将聚己内酯-聚乙烯亚胺溶于磷酸盐缓冲液，调节pH，再加入双嵌段的聚乙二醇，室温下反应，制得聚己内酯-聚乙烯亚胺-聚乙二醇；(4)谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束的制备：将多肽溶于磷酸盐缓冲液，配制成多肽溶液，加入到已调好pH的步骤(3)得到的聚己内酯-聚乙烯亚胺-聚乙二醇溶液中，在常温下反应，转移到超滤离心管中超滤，去除未反应的聚合物和多肽，冷冻干燥，制得肿瘤靶向纳米载体，即谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束。2.根据权利要求1所述的谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束的制备方法，其特征在于还包括：(5)将步骤(4)得到的谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束再用磷酸盐缓冲液复溶，得到谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束溶液；将疏水药物溶于丙酮中，然后将疏水药物的丙酮溶液缓慢滴加到谷胱甘肽响应型双载药物聚合物胶束溶液中，搅拌，透析，冷冻干燥，制成疏水药物复合物；再与基因药物在磷酸盐缓冲液中复合，室温条件下涡旋，孵育，即得载有疏水药物和基因药物的谷胱甘...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭瑞，薛巍，冯龙宝，刘璇，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东,44