基于聚β胺基酯的pH響應(yīng)三嵌段線性聚合物及膠束系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于醫(yī)用高分子聚合物材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于聚β胺基酯的 pH響應(yīng)三嵌段線性聚合物及其制備方法與應(yīng)用，和基于該聚合物的膠束系統(tǒng)與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚合物載藥膠束作為納米載藥系統(tǒng)，具有很小的尺寸，可以避免體內(nèi)網(wǎng)狀內(nèi)皮系 統(tǒng)的吞噬或被肝脾等組織吸收，它在降低藥物毒性、增加溶解性和提高生物利用度方面具 有獨(dú)特優(yōu)勢。對(duì)聚合物膠束進(jìn)行功能性修飾，如利用溫度敏感性材料、pH敏感性材料、磁敏 感性材料來制備環(huán)境響應(yīng)性膠束，可以實(shí)現(xiàn)藥物的靶向控釋。載藥膠束到達(dá)靶組織后能有 效地釋放藥物，而在其他部位則盡量不釋放或少釋放藥物，從而提高進(jìn)入病變細(xì)胞的藥物 濃度。
[0003] 很多抗癌藥物，由于藥物的毒副作用及疏水性，直接使用時(shí)常常影響其治療效果， 為了提高其藥物使用效率及降低毒副作用，可使用PH響應(yīng)的兩親性聚合物膠束作為其藥 物傳輸載體。pH響應(yīng)兩親性聚合物除了包含親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)外，還包含可離子化的基 團(tuán)。隨著環(huán)境PH值的改變，聚合物的可離子化基團(tuán)的離子化能力會(huì)發(fā)生變化，聚合物的親 水和疏水性能隨之發(fā)生改變。因此，pH響應(yīng)聚合物膠束載藥體系可根據(jù)人體內(nèi)不同組織部 位的PH差異來控制藥物釋放，使藥物在人體血液和正常組織中不釋放或少釋放，而在病變 處快速釋放。
[0004] 對(duì)于注射性抗癌藥物，通常要求其載藥膠束在人體血液和正常組織（pH7. 4)中釋 放緩慢或不釋放，減少藥物的毒副作用；內(nèi)涵體和組織細(xì)胞（pH 5.0左右）處快速釋放。因 此，注射性的載藥膠束，其聚合物的PH響應(yīng)基團(tuán)，通常為含氨基的聚堿類基團(tuán)，如聚組氨酸 [poly-(L-histidine)，Phis]，聚（4-烯基P比啶）[poly (4-vivylpyridine)，PVP]，聚胺基醋 [poly (amino esters)，PAE]等。
[0005] Oh[International Journal of Pharmaceutics, 2009,375, I63]制備了 一 種花狀的三嵌段聚（異硫氰酸-(3-二乙氨基）丙酯-賴氨酸）-聚乙二醇-聚乳酸 (Poly(DEAP-Lys)-PEG-PLA)載DOX膠束。該膠束在pH 7. 4下，載藥膠束保持穩(wěn)定，DOX 釋放速率緩慢；隨著pH降低至腫瘤處呈微酸性（pH〈7.0)時(shí)，Poly(DEAP-Lys)發(fā)生質(zhì) 子化而使膠束內(nèi)核發(fā)生崩解，從而加速了 DOX的釋放。美國懷俄明大學(xué)的Shen[AIChE Journal，2008, 54, 2979]用刷狀聚己內(nèi)酯-聚甲基丙烯酸-2-(N，N-二甲氨基）乙酯-聚乙 二醇（PCL-PDEAEMA-PEG)共聚物制備了一種三層載阿霉素（DOX)的pH值響應(yīng)膠束，該膠束 可以很好地避免藥物在中性環(huán)境中突釋的現(xiàn)象，并可調(diào)控膠束結(jié)構(gòu)以適應(yīng)不同pH響應(yīng)值。
[0006] Langer [J. Am. Chem. Soc, 2000, 122, 10761]合成了一系列可降解聚胺基醋，該聚胺 基酯及其水解產(chǎn)物基本無毒，其載藥膠束在中性PH值環(huán)境下可保持穩(wěn)定，在微酸性pH值 環(huán)境下可釋放出藥物。KR2009056478-A公布了一種由聚氨酯衍生物主鏈和pH響應(yīng)性側(cè) 鏈組成的可降解聚合物，它可以通過膠束作為藥物載體用于腫瘤、炎癥及其他疾病的治療。 Lee[Journal of Controlled Release, 2007, 123, 109]用兩嵌段聚合物聚乙二醇-聚胺基 酯包載阿霉素，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該聚合物是阿霉素的良好載體，其水解產(chǎn)物基本無毒，但酸性條件 下，藥物突釋現(xiàn)象嚴(yán)重。為了降低藥物的突釋，專利申請CN102627767A在此基礎(chǔ)上合成了 一種聚乙二醇-b-(聚β胺基酯-Co-聚乳酸）的無規(guī)共聚物用于包載阿霉素，在pH 7.4 環(huán)境下藥物釋放緩慢，可長時(shí)間保持穩(wěn)定；在pH 6. 5環(huán)境下，釋放速率有所增大，24h釋放 45%，148h藥物釋放量為66%，；在pH 5. 0環(huán)境下，24h釋放了 62%，148h藥物釋放92%。 該共聚物載藥膠束，可以較好地降低藥物突釋現(xiàn)象，然而，其在24h時(shí)的藥物釋放量并不高 [Biomaterials，2012, 33, 6273]。如何盡可能提高24h內(nèi)藥物的釋放量，提高治療效率，是 當(dāng)前面臨的一個(gè)難題。
[0007] 對(duì)專利申請CN102627767A的載藥膠束的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，其聚合物聚乙二 醇-b-(聚β胺基醋-Co-聚乳酸）的無規(guī)共聚物的親水基團(tuán)是聚乙二醇，pH響應(yīng)基團(tuán)聚 β胺基酯與疏水基團(tuán)聚乳酸混雜在一起，通過粗粒化分子模擬對(duì)其載藥膠束的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研 宄，結(jié)果表明該載藥膠束的外殼是親水基團(tuán)，內(nèi)核是pH響應(yīng)基團(tuán)聚β胺基酯與疏水基團(tuán)和 藥物[Chinese Journal of Chemistry, 2012, 30, 1980]。對(duì)于核 / 殼型的 pH 響應(yīng)聚合物 載藥膠束，其藥物控制釋放過程，通常經(jīng)歷PH響應(yīng)-膠束溶脹-藥物釋放這樣一個(gè)過程。 對(duì)于三嵌段的聚合物，其pH響應(yīng)基團(tuán)與親水基團(tuán)相接，對(duì)環(huán)境pH變化的影響更快，pH影響 基團(tuán)的水溶性很快發(fā)生變化，膠束溶脹得更快，因此藥物釋放的速度更快。而對(duì)于聚乙二 醇-b_(聚β胺基醋-Co-聚乳酸）的無規(guī)共聚物，由于pH響應(yīng)基團(tuán)與疏水基團(tuán)混雜在一 起，造成其對(duì)環(huán)境PH值的響應(yīng)不夠靈敏，膠束的溶脹過程較慢，藥物釋放的速度也就較慢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種基于聚β 胺基酯的pH響應(yīng)三嵌段線性聚合物，聚乙二醇-聚β胺基酯-聚乳酸（PLA-PAE-mPEG)。
[0009] 本發(fā)明另一目的在于提供一種上述基于聚β胺基酯的pH響應(yīng)三嵌段線性聚合物 的制備方法。
[0010] 本發(fā)明再一目的在于提供上述基于聚β胺基酯的PH響應(yīng)三嵌段線性聚合物在包 載疏水性藥物中的應(yīng)用。
[0011] 本發(fā)明再一目的在于提供一種基于上述基于聚β胺基酯的pH響應(yīng)三嵌段線性聚 合物的膠束系統(tǒng)。
[0012] 本發(fā)明再一目的在于提供上述膠束系統(tǒng)在包載疏水性藥物中的應(yīng)用。該膠束系統(tǒng) 具有很好的PH響應(yīng)性、較低的臨界膠束濃度和均勻的粒徑分布，利用其制備得到的自組裝 載藥膠束24h內(nèi)的藥物釋放量較高，可提高治療效率。
[0013] 本發(fā)明的目的通過下述方案實(shí)現(xiàn)：
[0014] -種基于聚β胺基酯的pH響應(yīng)三嵌段線性聚合物，聚乙二醇-聚β胺基酯-聚 乳酸（PLA-PAE-mPEG)，結(jié)構(gòu)式如下所示：
[0015]
[0016] 其中，X = 44 ~112, y = 4 ~12, z = 16 ~36。
[0017] 本發(fā)明聚合物中的X的取值，可通過選用的原料聚乙二醇的聚合度進(jìn)行相應(yīng)的改 變。
[0018] 上述基于聚β胺基酯的pH響應(yīng)三嵌段線性聚合物，其數(shù)均分子量為7000~ 13000g/mol〇
[0019] 本發(fā)明還提供了一種上述基于聚β胺基酯的pH響應(yīng)三嵌段線性聚合物的制備方 法，該方法通過對(duì)端甲基聚乙二醇（mPEG)丙烯酸化，得到丙烯酸化聚乙二醇（mPEG-A);同 時(shí)合成單羥基端封聚乳酸（PLA-OH)并對(duì)其進(jìn)行丙烯酸化，得到丙烯酸化聚乳酸（PLA-A); 再將mPEG-A與二丙烯酸酯和二胺通過邁克爾加成反應(yīng)得到兩嵌段共聚物（mPEG-PAE)，并 繼續(xù)與PLA-A反應(yīng)得到基于聚β胺基酯的pH響應(yīng)三嵌段線性聚合物，聚乙二醇-聚β胺 基酯-聚乳酸（PLA-PAE-mPEG)。
[0020] 上述制備方法具體包括以下步驟：
[0021] (1)丙烯酸化聚乙二醇（mPEG-A)的制備：將端甲基親水嵌段溶于溶劑中，冷卻下 依次加入縛酸劑、?；瘎?，恒溫反應(yīng)后加熱繼續(xù)反應(yīng)，得到丙烯酸化聚乙二醇（mPEG-A);
[0022] (2)丙烯酸化聚乳酸（PLA-A)的制備：將D，L-丙交酯、引發(fā)劑、催化劑加入溶劑A 中，加熱反應(yīng)，分離得到單羥基端封聚乳酸（PLA-OH)，將其溶于溶劑B中，冷卻下依次加入 縛酸劑、?；瘎?，恒溫反應(yīng)后加熱繼續(xù)反應(yīng)，得到丙烯酸化聚乳酸（PLA-A);
[0023] (3)pH響應(yīng)三嵌段線性聚合物的制備：將步驟（1)的丙烯酸化聚乙二醇（mPEG-A)、 二丙烯酸酯和二胺溶于溶劑中，混合反應(yīng)后，加入步驟（2)的丙烯酸化聚乳酸（PLA-A)繼續(xù) 反應(yīng)，得到pH響應(yīng)三嵌段線性聚合物。
[0024] 步驟（1)中所用端甲基親水嵌段、縛酸劑和?；瘎┑哪柋葍?yōu)選為1:(1~ 3) : (1 ~3) 〇
[0025] 步驟⑵中所用D，L-丙交酯和引發(fā)劑的重量比優(yōu)選為