三重刺激响应性核交联聚合物胶束及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种三重刺激响应性核交联聚合物胶束及其制备方法和应用，该胶束的结构式为：

Triple Stimulation Responsive Nuclear Crosslinked Polymer Micelles and Their Preparation and Application

The invention discloses a triple stimulus responsive nuclear crosslinked polymer micelle, a preparation method and application thereof. The structure of the micelle is as follows:

【技术实现步骤摘要】
三重刺激响应性核交联聚合物胶束及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种光、氧化、还原三重刺激响应性核交联聚合物胶束及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来随着纳米科学技术的快速发展，越来越多的新型纳米材料被用于药物传递系统。目前，以聚合物为基础的纳米载体主要有药前体、囊泡、纳米“笼”、微凝胶和聚合物胶束等。聚合物胶束因其独特的核-壳纳米结构，使其作为药物载体时能够提高难溶药物的溶解度并保护核内的药物以避免被降解或酶解。由于载药聚合物胶束较小的尺寸，还能通过增强的细胞通透性和EPR作用提高药物在癌症细胞中积累量，同时聚合物胶束的亲水壳层在血液运输过程中，不会造成血管阻力和血液粘度的增加，对正常机体的副作用小。然而聚合物胶束在体内运输过程中，由于稀释、离子强度、pH值等条件的改变，聚合物胶束会出现结构的破坏、运载药物的过早释放、癌细胞靶向效率低等现象。因此增强聚合物胶束在人体生理环境中的稳定性，减少药物在运输过程中对机体其它部位的损害、提高其药物的有效利用度是研究的新方向。为增强载体的抗干扰能力，提高聚合物胶束的稳定性，以便于更好地应用于生物环境中，交联的方式被广泛的采用。按照交联的部位不同可以分为疏水的核交联、亲水的壳交联和核-壳界面交联三种。壳交联胶束和核-壳界面交联胶束均具有良好的稳定性，交联的结构能保护药物不受外界环境因素影响。然而，交联反应通常要求在高度稀释的条件下进行制备，以避免胶束之间的交联而导致的聚集体产生，这就使得难以进行大规模的制备和应用。核交联是指将聚合物胶束疏水核层带有的活性基团通过化学反应进行交联而形成的组装体的一种手段。交联后的胶束内核层会变的更加紧实，能够更好地包裹药物以减少泄露。到目前为止，核交联技术已经得到了广泛和深入的研究。Zhu等设计合成了一种具有还原响应的生物可降解核交联聚合物胶束，其中聚乙二醇为亲水壳层，聚己内酯和聚5,5-二叠氮甲基三亚甲基碳酸酯为疏水的内核，交联剂为炔丙基二硫代丙酸酯。另外利用疏水荧光分子尼罗红为探针，研究了其在体外的控制释放行为。Lim等通过可逆加成-断裂链转移聚合成功制备了聚(环氧乙烷)-b-聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)双亲性嵌段聚合物及不同的交联剂，探究了其在水中的自组装行为及不同交联剂对所形成的核交联聚合物胶束性能的影响。众所周知，癌细胞内的微环境十分复杂，故聚合物胶束要成为一个理想的药物载体，不仅需要有良好的血液稳定性，同时也应具备刺激响应功能才能满足临床的应用。常见的刺激响应聚合物胶束包括氧化、还原、温度、pH、盐离子、电磁场、光、葡萄糖等刺激响应。其中还原刺激响应性聚合物胶束以其快速释药、毒副作用小、可生物降解等优良特性，逐渐成为药物载体研究领域的热点。例如，Wu等合成了一种基于壳聚糖的新型还原响应核交联聚合物胶束，通过3,3-二硫代二丙酸进行交联，将其作为纳米载体运载抗癌药物。然而，研究表明单一的刺激响应核交联聚合物胶束在应用中往往具有一定的局限性。到目前为止，关于设计合成一种同时具备多种刺激响应的核交联聚合物胶束用于抗癌药物的运载的研究报道很少。所以为了应对癌变细胞的复杂环境，更加优异的药物运输系统需要被研发。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有光、氧化、还原刺激响应的三重刺激响应性核交联聚合物胶束及其制备方法和应用。本专利技术采用的三重刺激响应性核交联聚合物胶束的结构式如下所示：其中x为30～70的整数，y为20～50的整数，x1的取值为x的20％～50％。上述三重刺激响应性核交联聚合物胶束的合成路线和具体制备方法如下：1、以溴化亚铜(CuBr)为催化剂、五甲基二乙烯三胺(PDMETA)为配体、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，在惰性气体保护下，将邻硝基苯甲基丙烯酸酯(NBM)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)在甲氧基聚乙二醇-溴(mPEG-Br)引发下进行原子转移自由基聚合(ATRP)反应，得到式I所示的双亲性两嵌段聚合物(mPEG-b-P(GMA-co-NBM))。2、将步骤1所得双亲性两嵌段聚合物、叠氮化钠(NaN3)、氯化铵(NH4Cl)溶于DMF中，在搅拌条件下进行叠氮化反应，得到式II所示的叠氮化修饰的双亲性两嵌段聚合物(mPEG-b-P(GMA-N3-co-NBM))。3、以二氯甲烷(DCM)为溶剂，将3-丁炔-1-醇与草酰氯常温反应，得到丁炔基氧基草酰氯；丁炔基氧基草酰氯再与双(2-羟乙基)二硫化物、三乙胺(TEA)常温反应，得到式III所示的交联剂(Cross-linker)；4、将步骤2得到的叠氮化修饰的双亲性两嵌段聚合物和步骤3得到的交联剂溶于四氢呋喃(THF)中，利用透析法形成胶束，然后加入五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O)及抗坏血酸钠，在氮气保护下进行点击化学反应，得到式IV所示的光、氧化、还原三重刺激响应性核交联聚合物胶束。上述步骤1中，优选NBM与GMA、mPEG-Br、CuBr、PDMETA的摩尔比为50～70:30～50:1:1～2:1～2，优选ATRP反应的温度为50～70℃、时间为18～24小时。上述步骤2中，优选mPEG-b-P(GMA-co-NBM)与、NaN3、NH4Cl的摩尔比为1:1～6:1～6，优选叠氮化反应的温度为25～60℃、时间为24～32小时。上述步骤3中，优选3-丁炔-1-醇与草酰氯的摩尔比为1:1～3，双(2-羟乙基)二硫化物与TEA、丁炔基氧基草酰氯的摩尔比为1:1～3:1～3。上述步骤4中，优选mPEG-b-P(GMA-N3-co-NBM)与Cross-linker、CuSO4·5H2O、抗坏血酸钠的摩尔比为1～2:1:1～5:1～5，优选点击化学反应的温度为25～40℃、时间为48～72小时。上述NBM根据RSCAdvances,2015,5,65847-65855.合成；mPEG-Br根据RSCAdvances,2016,6,88444-88452.合成。本专利技术三重刺激响应性核交联聚合物胶束作为疏水药物载体的应用，具体方法为：在上述步骤4中，将叠氮化修饰的双亲性两嵌段聚合物、交联剂和药物溶于四氢呋喃中，利用透析法形成胶束，然后加入五水合硫酸铜及抗坏血酸钠，在氮气保护下进行点击化学反应，得到三重刺激响应性核交联聚合物载药胶束。本专利技术具有如下优点：1、本专利技术中的光、氧化、还原三重刺激性核交联聚合物胶束呈球形，粒径分布范围小。2、本专利技术中的光、氧化、还原三重刺激性核交联聚合物胶束包括一个邻硝基苯甲醇为侧基的光敏感的疏水核，有利于疏水分子的包埋；一个具良好生物相容性的聚乙二醇亲水壳，使得其更好的适应体内环境；核交联结构包含过氧草酸酯和二硫键，赋予了其氧化、还原性刺激响应性，在增加胶束的稳定性的同时能高效的实现对药物的控制释放。3、本专利技术三重刺激响应性核交联聚合物胶束在对药物的控制释放过程中，药物在单一刺激触发可以得到一定量的释放，但在多种刺激的共同触发下，能够更好的实现对药物的控制释放。4、本专利技术三重刺激响应性核交联聚合物胶束的合成方法简单，对环境无特殊要求，如双亲性两嵌段聚合物的合成为一步ATRP聚合反应，操作简单；胶束的交联过程为点击化学反应，反应条件温和，通过透析就可以实现纯化。附图说明图1是实施例1制备的叠氮化修饰的双亲性两嵌段聚合物的核本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三重刺激响应性核交联聚合物胶束，其特征在于该胶束的结构式如下所示：

【技术特征摘要】
1.一种三重刺激响应性核交联聚合物胶束，其特征在于该胶束的结构式如下所示：其中x为30～70的整数，y为20～50的整数，x1的取值为x的20％～50％。2.一种权利要求1所述的三重刺激响应性核交联聚合物胶束的制备方法，其特征在于它由下述步骤组成：(1)以溴化亚铜为催化剂、五甲基二乙烯三胺为配体、N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，在惰性气体保护下，将邻硝基苯甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯在甲氧基聚乙二醇-溴引发下进行原子转移自由基聚合反应，得到式I所示的双亲性两嵌段聚合物；(2)将步骤(1)所得双亲性两嵌段聚合物、叠氮化钠、氯化铵溶于N,N-二甲基甲酰胺中，在搅拌条件下进行叠氮化反应，得到式II所示的叠氮化修饰的双亲性两嵌段聚合物；(3)以二氯甲烷为溶剂，将3-丁炔-1-醇与草酰氯常温反应，得到丁炔基氧基草酰氯；丁炔基氧基草酰氯再与双(2-羟乙基)二硫化物、三乙胺常温反应，得到式III所示的交联剂；(4)将步骤(2)得到的叠氮化修饰的双亲性两嵌段聚合物和步骤(3)得到的交联剂溶于四氢呋喃中，利用透析法形成胶束，然后加入五水合硫酸铜及抗坏血酸钠，在氮气保护下进行点击化学反应，得到三重刺激响应性核交联聚合物胶束。3.根据权利要求2所述的三重刺激响应性核交联聚合物胶束的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述邻硝基苯甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲氧基聚乙二醇-溴、溴化亚铜、五甲基二...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷忠利，马肖，杨红，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61