一種可還原降解聚兩性離子納米膠束及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可還原降解聚兩性離子納米膠 束及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚合物納米膠束作為化療藥物載體在惡性腫瘤治療領(lǐng)域凸顯出光明前景。注射劑 型的納米膠束隨血液循環(huán)，可穿過(guò)身體組織的某些屏障，到達(dá)腫瘤部位，使藥物在病灶位置 釋放，大大提高藥物的生物利用度和降低毒副作用。理想的納米膠束作為藥物載體需滿足 下列基本條件：合適的膠束粒徑，一般在200納米以內(nèi)；在體內(nèi)長(zhǎng)期循環(huán)時(shí)穩(wěn)定，不發(fā)生非 特異性蛋白質(zhì)吸附；具有一定的載藥率和靶向控制釋放特性；良好的生物相容性和可降解 性。
[0003] 為了保證納米膠束在水性介質(zhì)中的的穩(wěn)定性，人們通常用親水性材料修飾膠束外 層，目前最常用的是親水材料是聚乙二醇（PEG)。但是近年來(lái)研宄認(rèn)為：PEG除了親水性之 外還具有一定的疏水性，在氧和過(guò)渡金屬離子（存在于大多數(shù)生物化學(xué)相關(guān)的溶液）存在 下被氧化；PEG修飾的蛋白質(zhì)藥物可能的免疫反應(yīng)也被觀察到；另外納米膠束的PEG外殼屏 蔽作用，不利于納米膠束細(xì)胞內(nèi)的攝取。
[0004] 近年來(lái)，一些研宄者對(duì)非結(jié)垢材料有了較多的研宄，發(fā)現(xiàn)聚兩性離子具有獨(dú)特的 抗污染性能。常見(jiàn)的兩性離子聚電解質(zhì)有：聚（磺基甜菜堿2-甲基丙烯酸甲酯）（PSBM)， 聚（羧基甜菜堿2-甲基丙烯酸甲酯）（PCBM)，聚（2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰膽堿） (PMPC)等，如圖1所示，這些材料已被確認(rèn)為有效的非結(jié)垢材料，它們能保持膠束在復(fù)合介 質(zhì)如血清中的穩(wěn)定性。因此聚兩性離子材料可能是PEG的優(yōu)秀替代品。
[0005] 但是目前文獻(xiàn)報(bào)道的聚兩性離子通常是由含正、負(fù)電荷基團(tuán)的烯類單體聚合得 到，具有不可降解性，在體內(nèi)排泄困難，不滿足人體內(nèi)使用的要求，因而成為此類材料實(shí)際 應(yīng)用的瓶頸問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種具有良好的生物相容性、在體內(nèi) 可完全降解無(wú)殘留的可還原降解聚兩性離子納米膠束及其制備方法。
[0007] 本發(fā)明提供一種可還原降解聚兩性離子納米膠束，包含由N，N-雙（丙烯?；?胱胺、脂肪胺和?；撬崛N單體合成的三元共聚物，其中所述脂肪胺的碳鏈長(zhǎng)度范圍為 C8-C16,若碳鏈長(zhǎng)度小于C8,則三元共聚物的疏水性較差，難以形成膠束，若碳鏈長(zhǎng)度大于 C16,則三元共聚物的溶解性會(huì)變差，也難以形成膠束；為了防止三元共聚物分子量變小， 所述三元共聚物中N，N-雙（丙烯?；╇装返哪枖?shù)與脂肪胺和?；撬岬哪枖?shù)之和相 等，并且所述三元共聚物中N，N-雙（丙烯?；╇装贰⑴；撬岷椭景返哪枖?shù)之比為1 : 0.2~0.9 :0.8~0. 1。三種單體單元在納米膠束中具有各自的功能作用：1)N，N-雙（丙 烯?；╇装贩肿又泻须p硫鍵，在非還原性環(huán)境中穩(wěn)定，但在還原性環(huán)境中發(fā)生斷裂，使 膠束具有還原響應(yīng)性；2)脂肪胺，無(wú)毒無(wú)害，能溶于甲醇、乙醇等溶劑，有一定的疏水性，常 用于表面活性劑的合成，其疏水性為高聚物的自組裝和載藥性奠定基礎(chǔ)；3)牛磺酸具有多 種生理功能，是人體健康必不可少的營(yíng)養(yǎng)素，?；撬岱肿又型瑫r(shí)含有氨基和磺酸基團(tuán)，因而 具有兩性離子性質(zhì)，并賦予納米膠束優(yōu)異的抗蛋白質(zhì)非特異吸附性能。
[0008] 本發(fā)明中采用的脂肪胺，為了有效平衡三元共聚物的疏水性和溶解性，較為優(yōu)選 的，選擇碳鏈長(zhǎng)度為C12的十二胺作為三元共聚物的單體之一，十二胺是直鏈脂肪族伯胺， 具有較為平衡的疏水性和溶解性。
[0009] 本發(fā)明還提供一種可還原降解聚兩性離子納米膠束的制備方法，依次包括以下步 驟：
[0010] 1)將N，N-雙（丙烯?；╇装?、脂肪胺和?；撬崛N單體通過(guò)共縮聚反應(yīng)得到三 元共聚物，所述脂肪胺的碳鏈長(zhǎng)度范圍為C8-C16 ;
[0011] 2)將三元共聚物經(jīng)過(guò)純化干燥后溶解，溶劑選用四氫呋喃、或N，N-二甲基甲酰 胺、或二氧六環(huán)、或異丙醇或無(wú)水乙醇，得到三元共聚物溶液，這些溶劑均為有機(jī)合成反應(yīng) 中較為優(yōu)良的溶劑，較為優(yōu)選的，溶劑選用四氫呋喃，四氫呋喃是一類雜環(huán)有機(jī)化合物。它 是強(qiáng)的極性醚類之一，在化學(xué)反應(yīng)時(shí)用做一種中等極性的溶劑，無(wú)色易揮發(fā)液體；
[0012] 3)持續(xù)攪拌下，向三元共聚物溶液中滴加超純水；
[0013] 4)將步驟3)得到的三元共聚物溶液，透析處理得到納米膠束。
[0014] 具體的，所述步驟1)中，共縮聚反應(yīng)的反應(yīng)體系為包含去離子水、甲醇和乙醇的 混合溶劑。具體的，所述去離子水、甲醇和乙醇的體積比為7:2:1~1. 5,該混合溶劑中各組 分的比例可根據(jù)反應(yīng)條件適當(dāng)調(diào)整。
[0015] 具體的，所述步驟1)中，共縮聚反應(yīng)的反應(yīng)條件為氮?dú)獗Ｗo(hù)下50°C油浴鍋加熱不 少于3天。
[0016] 具體的，所述步驟2)中，將三元共聚物經(jīng)過(guò)透析純化、干燥后，溶解于四氫呋喃 中，得到三元共聚物溶液。
[0017] 具體的，所述步驟4)中，使用截留分子量為3500的透析袋，透析處理不少于48小 時(shí)，得到納米膠束。透析袋的目的在于除去未反應(yīng)的小分子和低聚物，因?yàn)榉肿恿刻偷木?合物不易形成膠束，透析袋有各種規(guī)格，選擇3500的可達(dá)到目的。
[0018] 邁克爾加成（Michael addition)是親核試劑對(duì)α，β-不飽和羰基化合物發(fā)生的 加成反應(yīng)。N，N-雙（丙烯?；╇装贩肿又泻p鍵，而?；撬岷褪贩肿又泻被?，雙 鍵與伯氨基可以發(fā)生典型的邁克爾加成，形成縮聚反應(yīng)產(chǎn)物。根據(jù)縮聚反應(yīng)原理，當(dāng)參與縮 聚反應(yīng)的兩種類型的基團(tuán)數(shù)等摩爾比時(shí)，可以得到高分子量聚合物。因此本發(fā)明在設(shè)計(jì)合 成配方時(shí)，采取N，N-雙（丙烯酰基）胱胺的摩爾數(shù)與?；撬岷褪纺枖?shù)之和相等，并 且N，N-雙（丙烯?；╇装?、?；撬岷椭景返哪枖?shù)之比為1 :0. 2~0. 9 :0. 8~0. 1， 因而有效地得到了高分子量的共聚物。該共聚物鏈段中同時(shí)含有氨基、雙硫鍵和兩性離子 等結(jié)構(gòu)單元。
[0019] 本發(fā)明還提供一種可還原降解聚兩性離子納米膠束，在制備化療藥物載體中的應(yīng) 用。谷胱甘肽是一種還原性三肽，其在腫瘤細(xì)胞內(nèi)的濃度比在體液內(nèi)高100到1000倍。載 藥納米膠束進(jìn)入腫瘤細(xì)胞內(nèi)，在谷胱甘肽的還原作用下，聚合物中的雙硫鍵斷鏈，聚合物發(fā) 生降解，釋放出藥物；同時(shí)腫瘤細(xì)胞內(nèi)呈弱酸性環(huán)境，該納米膠束含氨基，因此該納米膠束 同時(shí)具有pH和還原敏感性，在腫瘤細(xì)胞內(nèi)環(huán)境刺激下膠束結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，促使藥物釋放。
[0020] 借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0021] 1.由于該共聚物鏈段中同時(shí)含有氨基、雙硫鍵等結(jié)構(gòu)單元，因而具有靈敏的pH和 還原響應(yīng)性，在腫瘤細(xì)胞內(nèi)部的弱酸性和還原性環(huán)境中，膠束結(jié)構(gòu)變化，促使藥物釋放；
[0022] 2.納米膠束中的聚兩性離子，賦予納米膠束優(yōu)異的抗蛋白質(zhì)非特異吸附性能，因 而納米膠束具有特殊的抗污染性能；
[0023] 3.雙硫鍵位于聚合物主鏈，納米膠束進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后，在細(xì)胞內(nèi)高濃度谷胱甘肽 的刺激下被還原，雙硫鍵斷裂，因此該納米膠束在體內(nèi)完全降解，無(wú)殘留，作為抗癌藥物載 體具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值；
[0024] 4.納米膠束無(wú)細(xì)胞毒性，滿足人體使用的安全性標(biāo)準(zhǔn)；
[0025] 5.將邁克爾加成用