本发明专利技术公开了一种含两性离子的多重酸敏感抗肿瘤载药胶束及其制备方法和应用，属于生物材料领域。所述含两性离子的多重酸敏感抗肿瘤载药胶束包括两性离子的亲水外壳，含两个酸敏感键的疏水内核。所述方法利用醇交换法将丙烯酸羟乙酯和2，2‑二甲氧基丙烷脱甲醇，合成2,2‑二（丙烯酰氧基‑1‑乙氧基）丙烷；利用开环β‑丙内酯连接2‑(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯合成羧酸甜菜碱甲基丙烯酸酯；利用原子转移自由基聚合法，得到羧酸甜菜碱甲基丙烯酸酯单体聚合物；利用原子转移自由基聚合法和迈克尔加成一锅法，合成了三嵌段的两亲性聚合物，再采用超声滴入法及透析法制备纳米载药胶束。所述载药胶束可提高化疗药物的抗肿瘤效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物材料领域，特别涉及一种含两性离子的多重酸敏感抗肿瘤载药胶束及其制备方法和应用。技术背景据2013年世界卫生组织统计，肿瘤目前已经成为威胁人类健康的主要疾病之一。当前化疗是临床用于治疗肿瘤最常用且最有效而的手段之一，但由于化疗药物缺乏在肿瘤细胞及正常细胞之间的特异性选择，同时具有较强毒性，导致了治疗过程中严重的毒副作用。纳米载药系统的出现很好的解决了这些问题。一定粒径范围内的纳米粒子利用肿瘤部位增强的渗透与滞留效应（EPR效应），可以通过被动靶向作用可以实体瘤部位的富集；同时纳米载体表面可以进行各种功能化修饰，提高了化疗药物的抗肿瘤效果，同时明显减少了治疗过程中的毒副作用。胶束是一种由两亲性的材料在水中由于亲疏水作用形成的纳米载体，其疏水核部分为疏水性的药物提供了巨大的包载空间，使胶束具有相较其他纳米粒子较高的载药量；同时亲水的外壳部分可以进行各种功能化修饰。这些优良的特性使纳米胶束在临床上有巨大的应用潜力。随着纳米载体的不断发展，有研究表明纳米粒子在血液循环过程中会被蛋白质或者细胞粘附，导致人体网状内皮系统将其清除，不能发挥应有的作用。因此，抵抗生物分子的吸附作用，提高纳米粒子在循环中的稳定性是一项急需解决的难题。目前研究及临床运用较多且有效的策略是在粒子外围修饰亲水性的PEG或者PEG化，可以实现较好的抗蛋白吸附效果。然而，Ishida等的研究表明，PEG在多次运用之后，人体会对其产生明显的体液免疫反应，产生anti-PEG IgM，加速对PEG的清除作用（ABC效应）；同时二次注射进入体内的PEG化纳米粒子会成为anti-PEG IgM的免疫原性抗原表位和结合位点，加速被清除速率。所以发展一种可替代PEG的物质来实现纳米粒子的抗非特异性蛋白吸附非常有必要且有重要意义。当载药纳米胶束经过稳定长循环后经被动靶向作用富集于肿瘤部位，能否被肿瘤细胞摄取，以及进入细胞之后能否快速的将药物释放出来发挥药效，是载药纳米胶束发挥抗肿瘤效果的重要前提。目前研究者们通过利用肿瘤部位与正常组织的差异，使纳米粒子实现对肿瘤部位特异性的响应性，如利用肿瘤部位相对较低的pH值、较高浓度的谷胱甘肽、较高浓度的某些蛋白酶等设计成pH敏感、氧化还原敏感、酶敏感的纳米粒子等。目前大部分纳米材料中仅有一个敏感键，纳米粒子在肿瘤微环境中不能高敏感的快速响应，实现药物突释，难以达到药物治疗浓度，实现抗肿瘤作用。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种含两性离子的多重酸敏感的抗肿瘤纳米胶束载药系统，其生物相容性好；可以在血液中实现稳定长循环；同时具有对肿瘤部位的被动靶向性（EPR效应）；载药量高；在进入肿瘤细胞后可以高敏感的快速释放药物，提高化疗药物的抗肿瘤效果，同时降低对正常组织的毒副作用。本专利技术通过以下技术方案来实现：一种含两性离子的多重酸敏感两亲性分子，包括含两性离子(如聚羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯pCBMA、聚甲基丙稀酰氧基乙基磷酰胆碱pMPC、聚磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯pSBMA，等)的亲水端和含两个酸敏感键的疏水端。两性离子化合物不仅具备抗非特异性蛋白吸附能力，同时还具有良好的生物相容性，避免PEG的诸多弊端。由于两性离子具有较强的亲水性，可以通过与水的溶剂化作用在粒子的外围形成一层较为稳定的水化膜，降低粒子表面的界面能，从而可以有效抵抗蛋白吸附；同时，由于两性离子与水之间的氢键作用，也使其具有超低污染的性质，达到抗蛋白吸附的效果，有利于实现所述两亲性分子自组装形成的纳米粒子在血液中的长循环。作为可选方式，在上述两亲性分子中，所述亲水部分的两性离子为中间含季胺、末端为羧基的物质。在偏酸性的环境中，羧基中不带电，季胺部分带正电，使整个纳米粒子外围呈正电性；在偏碱性环境中，外围的羧基电离带负电荷，使整个纳米粒子外围呈负电性。且外围为羧基时有利于进一步化学修饰。作为可选方式，在上述两亲性分子中，所述两性离子为羧酸甜菜碱甲基丙烯酸酯单体聚合物。作为可选方式，在上述两亲性分子中，所述两个酸敏感键的具有梯度酸敏感特性，其中一个可在pH 6.8左右发生断裂，另一个可在pH 4.5-6.0环境下发生断裂。进一步的，所述酸敏感键分别为缩酮键或叔胺键。作为可选方式，在上述两亲性分子中，所述亲水端包括含缩酮键的2,2-二（丙烯酰氧基-1-乙氧基）丙烷和含叔胺键的4,4-丙基哌啶基哌啶。为了使通过被动靶向作用富集于肿瘤部位的载药纳米胶束,被摄取进入肿瘤细胞后可以将包裹的药物高选择的较快速释放出来，本专利技术利用了肿瘤微环境的酸度（pH 6.8）与正常体液（pH 7.4-7.2）的微小差异，同时利用胞内溶酶体较强的酸性（pH 4.5-6.0），在聚合物中加入多重酸敏感片段，使载药胶束可以对肿瘤环境更加敏感，在细胞内实现药物突释，有效发挥药效。在疏水内核片段中运用两种具有酸敏感键的物质，包括含缩酮键的2,2-二（丙烯酰氧基-1-乙氧基）丙烷和含叔胺键的4,4-丙基哌啶基哌啶。当通过EPR效应进入肿瘤部位后（pH 6.8），胶束由于外围的羧酸甜菜碱甲基丙烯酸酯末端羧基的水解作用，使胶束表面发生电荷翻转，由之前的电负性变成电正性，增强与电负性的肿瘤细胞膜相互作用，促进肿瘤细胞的摄取；载药胶束进入溶酶体后，在强酸性条件下，疏水部分ADA的缩酮键发生断裂，破坏载药胶束；同时4,4-丙基哌啶基哌啶的叔胺发生质子化作用，其由疏水性转变为亲水性，促使更多的酸性液体进入胶束内部，加速胶束的解体，实现胶束的溶酶体逃逸，快速释放药物。作为可选方式，上述两亲性分子结构式为：其中n、 m为聚合度。作为可选，在上述两亲性分子中最终合成的该聚合物分子量为15 KD。作为优选，所述n:m=2:3。本专利技术还提供了一种制备上述的含两性离子的多重酸敏感两亲性分子的方法，其特征在于，包括以下制备步骤：(1)利用醇交换法制备2,2-二（丙烯酰氧基-1-乙氧基）丙烷（ADA）；(2)利用2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯和β-丙内酯开环反应制备羧酸甜菜碱甲基丙烯酸酯（CBMA）；(3)利用步骤（2）所制备的羧酸甜菜碱甲基丙烯酸酯，经原子转移自由基聚合法合成羧酸甜菜碱甲基丙烯酸酯单体聚合物（pCBMA）；(4)利用步骤（3）所制备的单体聚合物（pCBMA）、步骤（1）所制备的2,2-二（丙烯酰氧基-1-乙氧基）丙烷（ADA）和4,4—丙基哌啶基哌啶（TMDP），经原子转移自由基聚合法和迈克尔加成一锅法合成两亲性的聚合物pCBMA-p(ADA-TMDP)。作为可选方式，在上述制备方法中，步骤（1）中醇交换后产生的甲醇-苯共沸物应及时蒸出。作为可选方式，在上述制备方法中，步骤（4）中所合成的聚合物中，其组成成分羧酸甜菜碱甲基丙烯酸酯单体聚合物、2，2-二（丙烯酰氧基-1-乙氧基）丙烷、4,4—丙基哌啶基哌啶的摩尔比例约为2:3:3。本专利技术还提供了一种含两性离子的多重酸敏感抗肿瘤载药胶束，由上述任意一种两亲性分子自组装形成纳米载药胶束，包括含两性离子的亲水外壳和含两个酸敏感键的疏水内核，所述疏水内核中包载有药物。所述载药胶束中外围是亲水性的两性离子，可以有效抗非特异性蛋白吸附，使载药胶束在血液中实现稳定长循环；具有较高的载药量；在肿瘤进入肿瘤微环境后发生电荷翻转，促进入胞；对酸性环境本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含两性离子的多重酸敏感两亲性分子，其特征在于，包括含两性离子的亲水端和含两个酸敏感键的疏水端。
【技术特征摘要】
1.一种含两性离子的多重酸敏感两亲性分子，其特征在于，包括含两性离子的亲水端和含两个酸敏感键的疏水端。2.根据权利要求1所述的两亲性分子，其特征在于，所述两性离子为中间含季胺、末端为羧基的物质；作为优选，所述两性离子为羧酸甜菜碱甲基丙烯酸酯单体聚合物。3.根据权利要求1所述的两亲性分子，其特征在于，所述酸敏感键分别为缩酮键或叔胺键；作为优选，所述亲水端包括含缩酮键的2,2-二（丙烯酰氧基-1-乙氧基）丙烷和含叔胺键的4,4-丙基哌啶基哌啶。4.根据权利要求1所述的两亲性分子，其特征在于，其结构式为：。5.一种如权利要求1所述的含两性离子的多重酸敏感两亲性分子的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：(1)利用醇交换法制备2,2-二（丙烯酰氧基-1-乙氧基）丙烷；(2)利用2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯和β-丙内酯开环反应制备羧酸甜菜碱甲基丙烯酸酯；(3)利用步骤（2）所制备的羧酸甜菜碱甲基丙烯酸酯，经原子转移自由基聚合法合成羧酸甜菜碱甲基丙烯酸酯单体聚合物；(4)利用步骤（3）所制备的单体聚合物、步骤（1）所制备的2,2-二（丙烯酰氧基-1-乙氧基）丙烷和4,4—丙基哌啶基哌啶，经原子转移自由基聚合法和迈克尔加成一锅法合成两亲性的聚合物。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中醇交换后...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾忠伟，马瑾，易强英，康珂，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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