本发明专利技术公开了一种基于聚磷酸酯的叶酸靶向酸敏感核交联载药胶束。首先，采用“一锅法”开环制备两亲性聚磷酸酯嵌段共聚物；再将其末端羟基进行修饰，得到叶酸修饰的嵌段共聚物；随后，将四甘醇上羟基修饰为末端含有缩醛基及叠氮基的分子；最后，采用“CuAAC”点击反应制备得到酸敏感核交联载药胶束。本发明专利技术制备的核交联胶束可通过自组装包载疏水性抗癌药物，并且在酸性条件下，由于缩醛基的断裂，导致胶束结构破坏，释放出所包载药物，可以用作可控释放药物载体。本发明专利技术公开的核交联胶束可以用作高效可控释放药物载体，在生物材料及生物医药领域具有良好的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
本申请为申请号为2014103660130的中国专利技术专利申请的分案申请，原申请的申请日为：2014年7月29日，申请号为：2014103660130，专利技术名称为：基于聚磷酸酯的叶酸靶向酸敏感核交联载药胶束及其制备方法。
本专利技术属于生物医用高分子材料领域，具体涉及一种基于聚磷酸酯的叶酸靶向酸敏感生物可降解核交联载药胶束。
技术介绍
两亲性共聚物一般由亲水和疏水链段组成，由于其在水溶液中可以自组装成多种形状纳米粒子，如胶束、囊泡、纳米棒及薄片等，在生物医药、超分子及纳米科技等领域具有广阔的应用前景。众所周知，多数的抗癌药物都具有很强的疏水性，而两亲性共聚物自组装形成的核-壳结构的胶束具有疏水性内核，可以用于包载疏水性抗癌药物，而亲水性的外壳可以起到稳定胶束、增加药物水溶性的作用，并极大地提高了载药胶束在体内的循环时间。传统两亲性共聚物载药胶束主要通过物理包埋方式包载疏水性抗癌药物。当其注射到体内后存在一定的热力学不稳定性，在体内循环过程中，由于体液稀释（低于临界胶束浓度值）及体液的复杂环境等作用，胶束结构容易被破坏，使抗癌药物易从胶束内扩散出来，导致药物在癌变组织部位富集程度较低，严重影响治疗效果。同时，药物的毒性对人体带来很多不良反应。近年来，文献报道多采用交联方式来降低抗癌药物在体内循环过程中的扩散，增加药物在癌变组织部位的富集。胶束交联的方法主要有两种：“物理交联法（Physical cross-links）”和“化学交联法（Chemical cross-links）”。物理交联胶束主要通过非共价键作用形成，例如：静电作用、氢键、配位键、疏水作用及超分子络合作用等；而化学交联胶束主要通过共价键作用形成，即功能性共聚物分子链间的相互反应或者添加功能性小分子交联剂与共聚物链发生化学反应。根据胶束交联位置的不同，交联胶束可以分为“核交联胶束（Core cross-linkedmicelle）”和“壳交联胶束（Shell cross-linked micelle）”，这种交联胶束作为药物载体在体内循环过程中可以稳定存在。尽管药物载体的研究已经有了长足的进展，但是能够应用到临床试验的产品种类有限，药物载体到达体内后很难以预期的速度在特定的时间和特定的部位进行药物释放，这成为限制药物载体发展的最大障碍。具有良好稳定性的交联纳米粒子在体内循环过程中有效的延长了循环时间，但是进入癌细胞后，载药胶束将会面临以预期的速度在特定的时间和特定的部位进行药物释放问题，这成为限制药物载体发展的最大障碍。对此，研究者设计开发了智能响应性纳米粒子药物载体，这类药物载体受到来自外界环境的刺激（包括温度、氧化还原条件、光和pH值等）时，其性质会发生相应变化，利用这一点，研究者设计合成了多种刺激响应性纳米粒子药物载体。当受到外界刺激时，纳米粒子结构会被破坏，从而将其内部包载的药物释放出来，达到药物的可控释放。一般而言，人体内不同组织及细胞器的pH值会有所差异，如：血液及正常组织部位的pH值一般为7.4，肿瘤及病变部位的pH值为6.5左右，而内涵体及溶酶体内的pH甚至达到5.0～5.5。利用这一特点，可以设计具有酸敏感的聚合物胶束，这些胶束在制备过程中可以包载疏水性药物，进入体内循环后，在正常组织及体液条件下载药胶束可以稳定存在，而到达肿瘤部位等酸性环境下，酸敏感基团会发生改变，导致胶束结构破坏，将包载的药物释放出来，达到可控药物释放目的。常用酸敏感基团主要包括两种：一种是可逆的酸敏感基团，包括-COOH、-NH2和-SO3H等，其主要是通过在不同pH环境下的质子化及去质子化来作用；另一种是不可逆的酸断裂键，包括缩醛基、缩酮基、腙键、肟键及原甲酸酯等，在酸性条件下，这些化学键会发生不可逆的化学键断裂。传统的交联结构胶束大多使用具有良好生物相容性的聚乙二醇和聚酯，但是当聚乙二醇分子量较大时，难以通过代谢排出体内，而聚磷酸酯与生物大分子核酸的结构相似，有极好的生物相容性，而且，在体内磷酸二酯酶存在下，磷酸酯可以水解，具有良好的生物降解性；另外，传统的交联结构胶束多采用酯键或者还原敏感结构来控制药物释放，未见将酸敏感基团引入核交联胶束的报道。理想的药物载体应当具有良好的生物相容性和生物可降解性，并且，作为抗肿瘤药物的载体，还应当具有下列特征：在水溶液中可以形成稳定的聚合物胶束，其疏水性内核可以包载疏水性抗癌药物，亲水性外壳起到稳定胶束的作用；在体内循环过程中可以避免药物的扩散及载体的聚集，提高胶束在体内循环时间；当载药胶束到达肿瘤或病变组织时，能够利用主动或者被动靶向，高效进入癌细胞；同时，胶束进入癌细胞后应当具有“智能”响应性，在癌细胞特殊环境下，达到药物的控制释放。尽管对于药物载体的研究已经取得了长足的进展，但是药物载体的发展仍然面临巨大的挑战。因此，需要研发新型的核交联胶束结构用于药物载体。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于聚磷酸酯的叶酸靶向酸敏感核交联载药胶束，该核交联载药胶束具有良好的生物相容性、生物可降解性及酸敏感性，可以用作刺激响应性药物体系。本专利技术的总体构思是：将开环聚合（ROP）和端炔基与叠氮的环加成反应（CuAAC）联用，合成叶酸靶向的酸敏感生物可降解核交联载药胶束。首先，以含羟基的小分子为引发剂，对环状磷酸酯类单体进行开环聚合，得到两亲性聚磷酸酯嵌段共聚物；随后，用叶酸对该嵌段共聚物末端羟基进行修饰，得到叶酸修饰的聚磷酸酯嵌段共聚物；之后，从双羟基化合物制备得到末端含有叠氮基及缩醛基的小分子；最后，将疏水性抗癌药物、侧链含有炔基的叶酸修饰的聚磷酸酯嵌段共聚物和末端含有叠氮基的小分子在水溶液中自组装，并进行“CuAAC”点击反应，得到具有酸敏感的核交联载药胶束。为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是，一种基于聚磷酸酯的叶酸靶向酸敏感核交联载药胶束，其制备方法如下：(1) 制备聚磷酸酯嵌段共聚物：惰性气氛中，在1, 8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯的催化作用下，以二氯甲烷为溶剂，在10～50℃条件下，以异丙醇为引发剂，以环状磷酸酯为单体进行开环聚合，反应30秒～60分钟；再加入环状磷酸酯单体，继续反应30秒～60分钟；得到聚磷酸酯嵌段共聚物；环状磷酸酯单体结构式中，R1为CH2或CH2CH2；R2为甲基、乙基、异丙基、丁基或单甲基封端的聚环氧乙烷基中的一种；所述单甲基封端的聚环氧乙烷基的化学结构式为：(CH2CH2O)xCH3，式中x = 2～10；m = 20～90，n = 20～90；所述引发剂、、及1, 8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯的摩尔比为1∶(20～90)∶(20～90)∶(0.1～2)；上述反应式如下：(2) 制备叶酸修饰的聚磷酸酯嵌段共聚物：在二环己基碳二亚胺的催化作用下，以叶酸和N-羟基琥珀酰亚胺为原料，以二甲亚砜为溶剂，在4-二甲氨基吡啶的存在下，于10～40℃反应8～16小时，再加入步骤(1)制备的聚磷酸酯嵌段共聚物，搅拌，继续反应8～48小时，得到叶酸修饰的聚磷酸酯嵌段共聚物；所述聚磷酸酯嵌段共聚物、叶酸、N-羟基琥珀酰亚胺、二环己基碳二亚胺及4-二甲氨基吡啶的摩尔比为1∶(1～2)∶(1.2～3)∶(1.2～3)∶(0.1～1)；上述反应式如下：式中R1为CH2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于聚磷酸酯的叶酸靶向酸敏感核交联载药胶束，其特征在于，所述基于聚磷酸酯的叶酸靶向酸敏感核交联载药胶束的制备如下：(1) 制备聚磷酸酯嵌段共聚物：惰性气氛中，在1, 8‑二氮杂二环[5.4.0]十一碳‑7‑烯的催化作用下，以二氯甲烷为溶剂，在10～50℃条件下，以异丙醇为引发剂，以环状磷酸酯为单体进行开环聚合，反应30秒～60分钟；再加入环状磷酸酯单体，继续反应30秒～60分钟；得到聚磷酸酯嵌段共聚物；环状磷酸酯单体结构式中，R1为CH2或CH2CH2；R2为甲基、乙基、异丙基、丁基或单甲基封端的聚环氧乙烷基中的一种，所述单甲基封端的聚环氧乙烷基的化学结构式为：(CH2CH2O)xCH3，式中x = 2～10；所述引发剂、、及1, 8‑二氮杂二环[5.4.0]十一碳‑7‑烯的摩尔比为1∶(20～90)∶(20～90)∶(0.1～2)；(2) 制备叶酸修饰的聚磷酸酯嵌段共聚物：在二环己基碳二亚胺的催化作用下，以叶酸和N‑羟基琥珀酰亚胺为原料，以二甲亚砜为溶剂，在4‑二甲氨基吡啶的存在下，于10～40℃反应8～16小时，再加入步骤(1)制备的聚磷酸酯嵌段共聚物，搅拌，继续反应8～48小时，得到叶酸修饰的聚磷酸酯嵌段共聚物；所述聚磷酸酯嵌段共聚物、叶酸、N‑羟基琥珀酰亚胺、二环己基碳二亚胺及4‑二甲氨基吡啶的摩尔比为1∶(1～2)∶(1.2～3)∶(1.2～3)∶(0.1～1)；(3) 制备叠氮基封端的酸敏感小分子：在4‑甲基苯磺酸吡啶鎓的催化作用下，以HO‑R3‑OH和2‑氯乙基乙烯基醚为原料，在冰水浴条件下，反应0.5～1小时，制备氯官能团封端的小分子；然后将上述氯官能团封端的小分子、叠氮化钠加入N, N‑二甲基甲酰胺溶液中，于40～80℃反应30～50小时，得到叠氮基封端的酸敏感小分子；所述HO‑R3‑OH中，R3为(CH2CH2O)yCH2CH2，其中y = 0～7；所述氯官能团封端的小分子的结构式为；所述HO‑R3‑OH、2‑氯乙基乙烯基醚及4‑甲基苯磺酸吡啶鎓的摩尔比为1∶(4～20)∶(0.1～0.5)；所述氯官能团封端的小分子与叠氮化钠的摩尔比为1∶(4～40)；(4) 制备基于聚磷酸酯的叶酸靶向酸敏感核交联载药胶束：惰性气氛中，以疏水性抗癌药物、步骤(2)制备的叶酸修饰的聚磷酸酯嵌段共聚物和步骤(3)制备的叠氮基封端的酸敏感小分子为原料，在端炔基与叠氮的环加成点击反应催化剂、催化剂配体及还原性物质存在下，以水/N, N‑二甲基甲酰胺混合液为溶剂，于25～40℃反应18～30小时，得到基于聚磷酸酯的叶酸靶向酸敏感核交联载药胶束；所述叶酸修饰的聚磷酸酯嵌段共聚物的炔基、叠氮基封端的酸敏感小分子、端炔基与叠氮的环加成点击反应催化剂、催化剂配体及还原性物质的摩尔比为1∶0.5∶1∶(1～2)∶(1～2)。...
【技术特征摘要】
1.一种基于聚磷酸酯的叶酸靶向酸敏感核交联载药胶束，其特征在于，所述基于聚磷酸酯的叶酸靶向酸敏感核交联载药胶束的制备如下：(1) 制备聚磷酸酯嵌段共聚物：惰性气氛中，在1, 8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯的催化作用下，以二氯甲烷为溶剂，在10～50℃条件下，以异丙醇为引发剂，以环状磷酸酯为单体进行开环聚合，反应30秒～60分钟；再加入环状磷酸酯单体，继续反应30秒～60分钟；得到聚磷酸酯嵌段共聚物；环状磷酸酯单体结构式中，R1为CH2或CH2CH2；R2为甲基、乙基、异丙基、丁基或单甲基封端的聚环氧乙烷基中的一种，所述单甲基封端的聚环氧乙烷基的化学结构式为：(CH2CH2O)xCH3，式中x = 2～10；所述引发剂、、及1, 8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯的摩尔比为1∶(20～90)∶(20～90)∶(0.1～2)；(2) 制备叶酸修饰的聚磷酸酯嵌段共聚物：在二环己基碳二亚胺的催化作用下，以叶酸和N-羟基琥珀酰亚胺为原料，以二甲亚砜为溶剂，在4-二甲氨基吡啶的存在下，于10～40℃反应8～16小时，再加入步骤(1)制备的聚磷酸酯嵌段共聚物，搅拌，继续反应8～48小时，得到叶酸修饰的聚磷酸酯嵌段共聚物；所述聚磷酸酯嵌段共聚物、叶酸、N-羟基琥珀酰亚胺、二环己基碳二亚胺及4-二甲氨基吡啶的摩尔比为1∶(1～2)∶(1.2～3)∶(1.2～3)∶(0.1～1)；(3) 制备叠氮基封端的酸敏感小分子：在4-甲基苯磺酸吡啶鎓的催化作用下，以HO-R3-OH和2-氯乙基乙烯基醚为原料，在冰水浴条件下，反应0.5～1小时，制备氯官能团封端的小分子；然后将上述氯官能团封端的小分子、叠氮化钠加入N, N-二甲基甲酰胺溶液中，于40～80℃反应30～50小时，得到叠氮基封端的酸敏感小分子；所述HO-R3-OH中，R3为(CH2CH2O)yCH2CH2，其中y = 0～7；所述氯官能团封端的小分子的结构式为；所述HO-R3-OH、2-氯乙基乙烯基醚及4-甲基苯磺酸吡啶鎓的摩尔比为1∶(4～20)∶(0.1～0.5)；所述氯官能团封端的小分子与叠氮化钠的摩尔比为1∶(4～40)；(4) 制备基于聚磷酸酯的叶酸靶向酸敏感核交联载药胶束：惰性气氛中，以疏水性抗癌药物、步骤(2)制备的叶酸修饰的聚磷酸酯嵌段共聚物和步骤(3)制备的叠氮基封端的酸敏感小分子为原料，在端炔基与叠氮的环加成点击反应催化剂、催化剂配体及还原性物质存在下，以水/N, N-二甲基甲酰胺混合液为溶剂，于25～40℃反应18～30小时，得到基于聚磷酸酯的叶酸靶向酸敏感核交联载药胶束；所述叶酸修饰的聚磷酸酯嵌段共聚物的炔基、叠氮基封端的酸敏感小分子、端炔基与叠氮的环加成点击反应催化剂、催化剂配体及还原性物质的摩尔比为1∶0.5∶1∶(1～2)∶(1～2)。2.根据权利要求1所述基于聚磷酸酯的叶酸靶向酸敏感核交联载药胶束，其特征在于：所述步骤(3)中制备氯官能团封端的小分子时以无水二氯甲烷为溶剂。3.根据权利要求1所述基于聚磷酸酯的叶酸靶向酸敏感...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪沛红，胡健，何金林，张明祖，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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