高临界相转变温度及pH双响应型“化疗‑光热协同治疗”纳米粒子的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及纳米药物载体技术领域，尤其涉及一种高临界相转变温度及pH双响应型“化疗‑光热协同治疗”纳米粒子的制备方法及应用。其中，高临界相转变温度及pH双响应型聚合物的结构式为：

High critical phase transition temperature and pH responsive type \chemotherapy photothermal synergistic treatment of nanoparticle preparation method and Application

The present invention relates to the technical field of nano drug carrier, in particular to a high critical phase transition temperature and pH responsive type \chemotherapy photothermal synergistic treatment of nanoparticle preparation method and application. Among them, high critical phase transition temperature and pH responsive polymer for structure type:

【技术实现步骤摘要】
高临界相转变温度及pH双响应型“化疗-光热协同治疗”纳米粒子的制备方法及应用
本专利技术涉及纳米药物载体
，尤其涉及一种高临界相转变温度及pH双响应型聚合物及制备方法、利用其制备的两亲性高分子聚合物及制备方法、高临界相转变温度及pH双响应型“化疗-光热协同治疗”纳米粒子的制备方法及应用。
技术介绍
恶性肿瘤已成为严重威胁人类健康的疾病，其不断攀升的发病率和致死率使治愈癌症的相关研究已成为全球关注的热点问题。癌症的主要治疗方法有化疗、热疗、放疗和手术治疗等，其中化疗由于操作简单方便、易被患者接受而得到了广泛的应用。但仅依靠单一的化疗方式进行癌症治疗却存在很大的局限性：化疗药物在体内为非特异性分布且在治疗过程中易出现多重耐药性等缺陷，使得仅依靠传统化疗药物无法有效抑制肿瘤的增长、转移以及复发。因此实有必要对现有的癌症诊疗手段进行优化改进，以进一步改善癌症的诊疗效果。纳米材料目前已在肿瘤的诊断、治疗等领域得到了广泛的研究及应用，同时也给肿瘤的诊疗带来了崭新的思路。虽然现阶段利用纳米材料包载药物进行癌症治疗时仍存在控释能力不足的问题，但是纳米材料可以联合多种治疗手段对肿瘤进行治疗，从而进一步提高肿瘤的治疗效果。目前已有多种组合的协同疗法，例如化疗-放疗协同治疗、化疗-基因治疗协同治疗等。而在众多协同治疗技术中，利用纳米材料进行化疗-光热协同治疗是近年来的研究热点。这主要是由于光热治疗(photothermaltherapy，PTT)使用安全无创的近红外激光作为外界能量源，不仅能通过电磁波辐射产生的热效应来提高肿瘤部位温度杀伤肿瘤细胞、抑制肿瘤生长，还能通过以下几个方面增强化疗的治疗效果：(1)加热增强了细胞膜的通透性，使得纳米粒子更易进入肿瘤细胞，从而进一步提高了药物在细胞内的聚集效率；(2)光热治疗可以阻碍肿瘤细胞由抗癌药物引起的DNA双链损伤的修复，从而增强化疗药物的作用；(3)光热治疗可下调P-gp、MRP等肿瘤多药耐药基因的表达，从而降低或克服肿瘤细胞的多药耐药性。虽然光热治疗能够有效增强化疗的疗效，但是目前对可用于化疗-光热协同治疗的材料研究很少，因此如何制备出生物安全性好、化疗药物缓控释能力强、向肿瘤深部渗透能力强，同时具有“化疗-光热协同治疗”的材料对于提高癌症治疗效果具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服单一化疗方式在癌症治疗中的局限性以及现阶段纳米粒子控释能力不足、进入肿瘤深部难度大的缺陷，提供一种高临界相转变温度及pH双响应型聚合物、其制备方法、利用其制备高临界相转变温度及pH双响应型“化疗-光热协同治疗”纳米粒子以及该纳米粒子在“化疗-光热协同治疗”中的应用，以解决上述问题。第一个方面，本专利技术提供一种高临界相转变温度及pH双响应型聚合物，所述高临界相转变温度及pH双响应型聚合物的结构式为：其中，x为1-50的正整数，y为1-50的正整数，z为1-50的正整数。第二个方面，本专利技术提供一种上述高临界相转变温度及pH双响应型聚合物的制备方法，所述制备方法是以丙烯腈、丙烯酰胺及乙烯基咪唑为单体通过可逆加成-断裂链转移自由基聚合反应合成所述高临界相转变温度及pH双响应型聚合物。进一步地，所述制备方法包括以下步骤：溶解：取丙烯酰胺、丙烯腈、乙烯基咪唑、链转移剂半胱胺盐酸盐、AIBN及DMF，溶解后得到第一混合液；除氧：对所述第一混合液进行除氧；反应：除氧后的所述第一混合液在50-70℃下反应20-30h，得到聚(丙烯酰胺-丙烯腈-乙烯基咪唑)，所述聚(丙烯酰胺-丙烯腈-乙烯基咪唑)为所述高临界相转变温度及pH双响应型聚合物。其中，AIBN为偶氮二异丁腈；DMF为N，N-二甲基甲酰胺。另外，丙烯酰胺、丙烯腈、乙烯基咪唑、链转移剂半胱胺盐酸盐、AIBN及DMF均可通过商业购买获得，并可以利用常规技术手段对其进行提纯。进一步地，在所述高临界相转变温度及pH双响应型聚合物的制备方法中，在所述溶解步骤中，所述丙烯酰胺：所述丙烯腈：所述乙烯基咪唑的摩尔比为60～70:30～40:0～30；所述链转移剂半胱胺盐酸盐的分子量为5000～20000，所述链转移剂半胱胺盐酸盐与所述AIBN的摩尔比为5～10:1。进一步地，所述除氧步骤是：对所述第一混合液密封、放入液氮中冷却，抽真空后解冻，通入氮气，反复三次。进一步地，所述反应步骤是：除氧后的所述第一混合液放在60℃已预热的油浴中反应24h，冷却停止反应。进一步地，所述高临界相转变温度及pH双响应型聚合物的制备方法还包括在反应后进行纯化，所述纯化的步骤包括：将停止反应后的第一混合液在甲醇中重沉淀，过滤收集沉淀物；用DMF溶解所述沉淀物，再过滤，在-60℃至-90℃冷冻一天，再冷冻干燥1-3天，得到所述高临界相转变温度及pH双响应型聚合物。优选地，在所述纯化的步骤中，用DMF溶解所述沉淀物，再过滤，在-80℃冷冻一天，再冷冻干燥2天，得到所述高临界相转变温度及pH双响应型聚合物。进一步地，所述乙烯基咪唑为1-乙烯基咪唑或2-乙烯基咪唑。第三个方面，本专利技术提供一种两亲性高分子聚合物，所述两亲性高分子聚合物的结构式为：其中，x为1-50的正整数，y为1-50的正整数，z为1-50的正整数，n为1-150的正整数。优选地，n为113。进一步地，所述两亲性高分子聚合物的中心粒径分布在100-300nm。第四个方面，本专利技术提供一种上述两亲性高分子聚合物的制备方法，所述制备方法是将甲氧基-聚乙二醇-羧基通过酰胺化反应连接在上述高临界相转变温度及pH双响应型聚合物末端以形成所述两亲性高分子聚合物。进一步地，所述制备方法，包括以下步骤：溶解：分别称取所述高临界相转变温度及pH双响应型聚合物、甲氧基-聚乙二醇-羧基、NHS、EDC、DMSO、三乙胺，全部溶解后得到第二混合液；除氧：对所述第二混合液除氧；反应：除氧后的所述第二混合液在30-40℃、250-350rpm的条件下反应20-30h，得到聚乙二醇-聚(丙烯酰胺-丙烯腈-乙烯基咪唑)，所述聚乙二醇-聚(丙烯酰胺-丙烯腈-乙烯基咪唑)为所述两亲性高分子聚合物。其中，NHS为N-羟基琥珀酰亚胺；EDC为可溶于水的碳二亚胺；DMSO为二甲基亚砜。另外，甲氧基-聚乙二醇-羧基、NHS、EDC、DMSO、三乙胺均可通过商业购买获得。进一步地，在所述两亲性高分子聚合物的制备方法中，所述溶解步骤是：分别取所述高临界相转变温度及pH双响应型聚合物在60℃的油浴下溶于DMSO中、取所述甲氧基-聚乙二醇-羧基溶于DMSO中、取所述NHS溶于DMSO中、取所述EDC溶于DMSO中、在DMSO中加入三乙胺，全部混合溶解。进一步地，所述甲氧基-聚乙二醇-羧基、所述NHS、所述EDC之间的物质的量之比为1:1-4:1-4；所述NHS与所述三乙胺的物质的量之比为1:1-4。优选地，所述甲氧基-聚乙二醇-羧基、所述NHS、所述EDC之间的物质的量之比为1:2.5:1-2.5；所述NHS与所述三乙胺的物质的量之比为1:2。进一步地，在所述两亲性高分子聚合物的制备方法中，所述溶解步骤是：分别取500mg所述高临界相转变温度及pH双响应型聚合物在60℃的油浴下溶于4mLDMSO中、取375mg所述甲氧基-聚乙二醇-羧基溶于2mLDMSO中、取2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高临界相转变温度及pH双响应型聚合物，其特征在于，所述高临界相转变温度及pH双响应型聚合物的结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种高临界相转变温度及pH双响应型聚合物，其特征在于，所述高临界相转变温度及pH双响应型聚合物的结构式为：其中，x为1-50的正整数，y为1-50的正整数，z为1-50的正整数。2.一种如权利要求1所述的高临界相转变温度及pH双响应型聚合物的制备方法，所述制备方法是以丙烯腈、丙烯酰胺及乙烯基咪唑为单体通过可逆加成-断裂链转移自由基聚合反应合成所述高临界相转变温度及pH双响应型聚合物。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：溶解：取丙烯酰胺、丙烯腈、乙烯基咪唑、链转移剂半胱胺盐酸盐、AIBN及DMF，溶解后得到第一混合液；除氧：对所述第一混合液进行除氧；反应：除氧后的所述第一混合液在50-70℃下反应20-30h，得到聚(丙烯酰胺-丙烯腈-乙烯基咪唑)，所述聚(丙烯酰胺-丙烯腈-乙烯基咪唑)为所述高临界相转变温度及pH双响应型聚合物。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：在所述溶解步骤中，所述丙烯酰胺：所述丙烯腈：所述乙烯基咪唑的摩尔比为60-70:30-40:0-30；所述链转移剂半胱胺盐酸盐的分子量为5000-20000，所述链转移剂半胱胺盐酸盐与所述AIBN的摩尔比为5-10:1；所述除氧步骤是：对所述第一混合液密封、放入液氮中冷却，抽真空后解冻，通入氮气，反复三次；所述反应步骤是：除氧后的所述第一混合液放在60℃已预热的油浴中反应24h，冷却停止反应；所述制备方法还包括在反应后进行纯化，所述纯化的步骤包括：将停止反应后的第一混合液在甲醇中重沉淀，过滤收集沉淀物；用DMF溶解所述沉淀物，再过滤，在-60℃至-90℃冷冻一天，再冷冻干燥1-3天，得到所述高临界相转变温度及pH双响应型聚合物。5.一种利用权利要求2-4任一项所述的制备方法得到的高临界相转变温度及pH双响应型聚合物制得的两亲性高分子聚合物，其特征在于：所述两亲性高分子聚合物的结构式为：其中，x为1-50的正整数，y为1-50的正整数，z为1-50的正整数，n为45-113的正整数。6.根据权利要求5所述的两亲性高分子聚合物，其特征在于：所述两亲性高分子聚合物的中心粒径分布在100-300nm。7.一种两亲性高分子聚合物的制备方法，其特征在于：所述制备方法是将甲氧基-聚乙二醇-羧基通过酰胺化反应连接在高临界相转变温度及pH双响应型聚合物末端以形成所述两亲性高分子聚合物，所述高临界相转变温度及pH双响应型聚合物为权利要求2-4任一项所述的制备方法制得。8.根据权利要求7所述的两亲性高分子聚合物的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨哲，田中民，程瑞，赵晨阳，孙娜，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61