一种生物可降解的氧化还原敏感型聚合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种生物可降解的氧化还原敏感型聚合物及其制备方法和应用。所述聚合物具有核‑壳结构，亲水端即外壳为透明质酸，疏水端即内核为维生素E琥珀酸酯。本发明专利技术将透明质酸与维生素E琥珀酸酯通过二硫键做连接桥，制备成具有氧化还原响应性能的聚合物，在水中可以通过亲疏水作用力自发形成纳米胶束，具有生物降解性好、毒副作用小、响应性好等优点。本发明专利技术的聚合物利用人体存在的透明质酸及天然维生素E琥珀酸酯在水中形成纳米胶束，可实现多种药物负载，在医药学领域具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种生物可降解的氧化还原敏感型聚合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及药物制剂领域与高分子化学领域，具体为一种生物可降解的氧化还原敏感型聚合物，其在水溶液中由于亲疏水作用自发形成两亲性纳米胶束，在肿瘤部位可以响应性释放出药物。本专利技术公开了该聚合物胶束的制备以及作为抗癌药物载体的应用，可以有效提高难溶性药物的水溶性。
技术介绍
由于很多抗癌药物水溶性差、对正常组织的毒性大，限制了其应用，随着纳米技术的迅速发展，已经有很多纳米药物上市，其中纳米载体以脂质体与纳米胶束为主。纳米胶束通过亲疏水作用力将疏水性药物包载在其疏水性内核中，亲水性外壳则提高了其水溶性和稳定性。除此之外，通过改变和修饰纳米胶束的亲水端与疏水端，可以提高药物的免疫原性、实现智能性释放、提高靶向性等。聚乙二醇是一种优良的亲水性聚合物，作为隐身材料使用广泛，但是研究发现，聚乙二醇在体内带来长循环的优势的同时，也带来了累积毒性。因此利用人体中本身含有的、生物相容性好的材料作为亲水端，针对肿瘤组织的pH条件、酶系统等敏感的连接键来将亲水性材料与疏水性材料连接，通过肿瘤部位增强的渗透和滞留效应(Enhancedpermeationandretention,EPR)在肿瘤部位响应性断裂，释放出药物，以达到在提高疏水性药物的水溶性的同时提高药物的疗效，具有实际的意义。藤黄酸(GambogicAcid,GA,C38H44O8)是一种具有抗肿瘤作用的主要活性化合物之一，作为中药藤黄中的提取物，其应用已有数千年。GA已被证明在许多肿瘤类型中均具有抗肿瘤作用，成为近年来天然产物抗肿瘤研究的热点，由于其毒副作用较大、水溶性差、选择性低，限制了目前其抗肿瘤的临床研究。谷胱甘肽(glutathione,GSH)是人体内自然存在的三肽，肿瘤组织及细胞中谷胱甘肽含量高，但癌症患者的正常细胞与健康人群相比，谷胱甘肽含量较低，由于肿瘤细胞中GSH含量高常对化疗产生耐药性，一些研究人员试图利用如丁硫氨酸硫酸亚胺(BSO)等消耗GSH的药物，来降低癌细胞中GSH的含量。但使用BSO的作用有限且没有针对性，药物也会同时降低正常细胞中GSH的含量，从而使得因放化疗带来的副作用进一步恶化。肿瘤部位高浓度的谷胱甘肽可以还原二硫键，而正常组织及血管谷胱甘肽浓度低，二硫键可以稳定存在，并且高浓度的谷胱甘肽在还原二硫键后自身也会被氧化，从而被消耗掉。透明质酸(Hyaluronan,HA)是一种阴离子性的、可生物降解的天然多糖，是结缔组织的主要细胞外基质。HA具有以下特点：1)HA具有生物相容性，且是人体中本就存在的物质；2)HA分子量高，且为接枝聚合物，可以形成接枝胶束，相比嵌段聚合物胶束，可以提高载药量与包封率；3)在多种癌细胞中，透明质酸酶水平都会升高，其可轻易降解HA为低分子量片段，以实现癌细胞内吞后的酶应答释放；4)亲水性高分子HA最近被用作聚乙二醇(PEG)光栅的更安全的替代品，以延长纳米粒子的血液循环时间；(5)HA可提的生理稳定性和生物相容性。维生素E琥珀酸酯(VitaminEsuccinate,VES,C33H54O5)，是一种维生素E族成员，广泛应用于保健食品中。其不仅具有稳定性好、不易吸潮、不易染菌的生产保存性能，还具有抑制多种肿瘤细胞生长的功能。由于其疏水性强、对正常细胞的生长无影响，可作为优良的疏水性材料。因此，利用肿瘤部位特殊的生理环境，响应性释放药物，并用一种可代替聚乙二醇、可生物降解的材料制备纳米胶束显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种智能响应性释放药物的高分子聚合物前药，将透明质酸与维生素E琥珀酸酯通过共价键连接到二硫键上，制备成具有氧化还原响应性能的聚合物，在水中可以通过亲疏水作用力自发形成纳米胶束，具有生物降解性好、毒副作用小、响应性好等优点。本专利技术的目的之二是以透明质酸-S-S-维生素E琥珀酸酯聚合物作为药物载体，实现多种药物负载，提高药物的水溶性，同时由于肿瘤组织及肿瘤细胞内还原性谷胱甘肽含量高，可以水解断裂二硫键，不仅可以靶向肿瘤组织，还可以减少对正常细胞的毒副作用。本专利技术采用的技术方案为：一种生物可降解的氧化还原敏感型聚合物，所述的生物可降解的氧化还原敏感型聚合物是具有核壳结构，外壳为透明质酸，内壳为维生素E琥珀酸酯，具备谷胱甘肽还原响应性能的透明质酸-S-S-维生素E琥珀酸酯聚合物。优选的，上述的一种生物可降解的氧化还原敏感型聚合物，透明质酸平均分子量为3.5kDa。一种生物可降解的氧化还原敏感型聚合物的制备方法，包括如下步骤：将维生素E琥珀酸酯与胱胺二盐酸盐反应，得维生素E琥珀酸酯衍生物；再将维生素E琥珀酸酯衍生物与透明质酸反应，得透明质酸-S-S-维生素E琥珀酸酯聚合物。具体为：1)取维生素E琥珀酸酯溶于二氯甲烷中，搅拌至全溶，冰浴下加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)与1-羟基苯并三唑(HOBT)，室温避光搅拌过夜，于所得反应溶液中加入胱胺二盐酸盐，另加入甲醇助溶，用三乙胺调节pH为7-8，搅拌24h，所得产物用NaHCO3水溶液洗涤，有机层加入无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸除去二氯甲烷，真空干燥，得维生素E琥珀酸酯衍生物。2)将适量透明质酸(M3.5kDa)溶于PBS缓冲溶液中，搅拌12h，冰浴下加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，避光搅拌4h，得无色透明粘稠状液体；将维生素E琥珀酸酯衍生物溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，冰浴下逐滴加入到无色透明粘稠状液体中，搅拌24h，所得反应液透析，冻干，得透明质酸-S-S-维生素E琥珀酸酯聚合物。优选的，所述透析，透析袋分子量为3.5kDa，透析介质为蒸馏水。上述的生物可降解的氧化还原敏感型聚合物作为药物载体在制备抗肿瘤药物制剂中的应用。将药物和上述的透明质酸-S-S-维生素E琥珀酸酯聚合物混合制备载药纳米胶束。包括如下步骤：将药物与透明质酸-S-S-维生素E琥珀酸酯聚合物共溶于二氯甲烷中，旋蒸除去二氯甲烷，再加入适量蒸馏水，先60-70℃水浴加热2-8h；再于冰浴，超声功率45-315W下超声处理，过滤，得载药纳米胶束。优选的，药物与透明质酸-S-S-维生素E琥珀酸酯聚合物的质量比为1:(1-10)。优选的，所述的药物选自喜树碱、藤黄酸、阿霉素、藤黄酸、姜黄素、阿法替尼、吉非替尼、伊马替尼、柔红霉素、尼莫地平、环孢素A和长春酰胺。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的聚合物在水溶液中可自组装形成胶束，提高抗肿瘤药物的水溶性，通过二硫键链接，释放响应性能好，增强了抗肿瘤药物的靶向性，同时大大延长了抗肿瘤药物在肿瘤的停留时间，临界胶束浓度测试说明该聚合物药物连接物容易形成胶束，细胞实验表明其对肝癌有很好的抑制作用。该聚合物药物连接物具有靶向智能释放药物的功能，粒径在100nm左右，有助于纳米粒子在肿瘤部位的穿透，而响应性断裂后，药物释放。本专利技术通过采用透明质酸聚合物靶向药物输送技术，肿瘤部位高浓度的谷胱甘肽作为靶点，设计研制了HA-SS-VES聚合物药物输送系统，增加藤黄酸靶向治疗作用、降低毒副作用、从而提高生物利用度。本专利技术提供的聚合物胶束具有核-壳结构，亲水端即外壳为透明质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物可降解的氧化还原敏感型聚合物，其特征在于，所述的生物可降解的氧化还原敏感型聚合物是具有核壳结构，外壳为透明质酸，内壳为维生素E琥珀酸酯，具备谷胱甘肽还原响应性能的透明质酸‑S‑S‑维生素E琥珀酸酯聚合物。

【技术特征摘要】
1.一种生物可降解的氧化还原敏感型聚合物，其特征在于，所述的生物可降解的氧化还原敏感型聚合物是具有核壳结构，外壳为透明质酸，内壳为维生素E琥珀酸酯，具备谷胱甘肽还原响应性能的透明质酸-S-S-维生素E琥珀酸酯聚合物。2.根据权利要求1所述的一种生物可降解的氧化还原敏感型聚合物，其特征在于，透明质酸平均分子量为3.5kDa。3.权利要求1或2所述的一种生物可降解的氧化还原敏感型聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将维生素E琥珀酸酯与胱胺二盐酸盐反应，得维生素E琥珀酸酯衍生物；再将维生素E琥珀酸酯衍生物与透明质酸反应，得透明质酸-S-S-维生素E琥珀酸酯聚合物。4.根据权利要求3所述的一种生物可降解的氧化还原敏感型聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)取维生素E琥珀酸酯溶于二氯甲烷中，搅拌至全溶，冰浴下加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐与1-羟基苯并三唑，室温避光搅拌过夜；于所得反应溶液中加入胱胺二盐酸盐，另加入甲醇助溶，用三乙胺调节pH为7-8，搅拌24h，所得产物用NaHCO3水溶液洗涤，有机层加入无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸除去二氯甲烷，真空干燥，得维生素E琥珀酸酯衍生物；2)将适量透明质酸溶于PBS缓冲溶液中，搅拌12h，冰浴下加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立江，宋柯，王朝勃，宁宝入，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21