一种新型纳米胶束药用材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物高分子材料合成领域，涉及一种新型纳米胶束药用材料，具体为 聚乙二醇单甲醚-聚乳酸（mPEG-b-PDLLA)二嵌段两亲性共聚物的中试规模制备方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着组合化学和高通量筛选技术的发展，新发现的药物候选化合物急剧 增加，但其中70%难溶于水；同时临床应用的大多数抗肿瘤药物为疏水性药物，因此，如何 提高难溶性药物的水溶性，进一步提高药物生物利用度，降低毒副作用，达到临床疗效一直 是新型给药系统的研宄重点，尤其是两亲性嵌段共聚物增溶技术备受关注。
[0003] 聚合物在溶液中自组装形成核壳结构，大小在纳米级范围内，是一个优良载体，优 点在于：（1)疏水内核可载难溶性药物，大大提高药物的溶解能力，以紫杉醇为例，其固有 溶解度为1-3 μ g. πι?Λ而聚合物胶束可以增溶到IOmg. ml/1; (2)亲水性外壳保护胶束内部 的药物分子不被外界吸附或降解，同时能帮助药物逃逸网状内皮系统的摄取，延长药物循 环时间；（3)控制药物的释放，优化药物的体内分布以达到更好的治疗效果。
[0004] 常用的两亲性嵌段聚合物为二嵌端A-B或三嵌段A-B-AU为亲水端，B为疏水端)。 在胶束的核壳结构中，亲水嵌段处于胶束的外部(壳）形成水化层，可以防止胶束的聚集；疏 水嵌段处于胶束的内部(核)，是药物的主要增溶部位。目前广泛使用的亲水端为聚乙二醇 (PEG)，聚乙二醇单甲醚（mPEG)等，由于其末端有活性基团-羟基，可以通过化学反应连接 靶向性配基而形成靶向性胶束。嵌段聚合物的分子量以及亲水端和疏水端的链长直接决定 胶束粒径，同时决定载药后形成胶束的粒径。亲水性链段PEG可以提高载体与药物的相容 性和分散性，疏水性链段PLA则控制药物的释放速率。低分子量、PEG含量高的PEG-PLA嵌段 共聚物亲水性好，释药快；高分子量、PLA含量高的嵌段共聚物在水中溶解度小。mPEG-2000 与PLA形成的小分子量化合物，PEG含量高，正好能满足此要求。
[0005] 相关研宄表明，增加纳米粒的粒径，可延长其在生物体内的循环时间，实体瘤的高 通透性和滞留效应（EPR效应）也更加明显，但大粒径（50-100nm)穿透血管的能力也大幅 下降，尤其是对低血液灌注型肿瘤（如胰腺癌）组织，其EPR效应已经丧失，无法如小粒径 (<30nm)那般渗透入肿瘤组织内部。现有研宄指出，在30nm、50nm、70nm、100nm纳米粒在胰 腺癌中的治疗效果中，粒径为30nm的纳米粒在胰腺癌中表现出较高的渗透能力，显示了较 好的治疗效果。此外，现有文献和专利报道的mPEG-b-PDLLA共聚物自组装形成的纳米胶 束粒径比较大，在50-200nm之间，分子量在几万都几十万，其制备方法主要有两种：第一种 方法是采用锡盐类化合物作为催化剂，尤其是催化效率较高的亚锡盐类化合物，通过聚乙 二醇单甲醚(mPEG)与丙交酯开环聚合制备；第二种方法是采用阴离子型催化剂如醇钠、醇 钾、丁基锂等进行阴离子开环聚合，这种阴离子聚合工艺复杂，较难实现工业化。因此，设 计并规模化制备小粒径（<30nm)、小分子量（3000-3400))聚乙二醇单甲醚-聚乳酸二嵌段 共聚物胶束，从而实现工业化，是十分必要的。
【发明内容】
[0006] 本发明是为了解决现有技术在制备小粒径（<30nm)、小分子量（3000-3400))聚乙 二醇-b-聚乳酸二嵌段共聚物胶束时，无法实现规模化、工业化的问题，而提供了一种新型 纳米胶束药用材料的制备方法。
[0007] 本发明是通过以下技术方案实现的： 一种新型纳米胶束药用材料的制备方法，步骤为： (1) 将分子量为1800-2200的聚乙二醇单甲醚置油浴中，加热抽真空，而后在氮气保护 下加入催化剂亚锡盐类化合物，再加 D，L-丙交酯，氮气保护下加热进行反应，冷却； (2) 将步骤（1)的生成物溶解于二氯甲烧，缓慢滴加到乙醚中，搅拌，沉析，抽滤得淡黄 色固体，真空干燥箱中干燥，即得成品聚乙二醇单甲醚-聚乳酸mPEG-b-PDLLA二嵌段两亲 性共聚物，其分子式为CH3 (C2H4O) a (C3H4O2) b0H，结构式为：
式中：其中a=45，b=14~19,平均分子量为3000-3400,其中亲水聚乙二醇单甲醚段分子 量为2000,疏水聚乳酸段为1000-1400。
[0008] 进一步地，所述的聚乙二醇单甲醚与D，L-丙交酯的重量比为44-58 :42-56。
[0009] 步骤（1)所述的真空压力彡-0· 085MPa。
[0010] 步骤（1)中所述的催化剂亚锡盐类化合物要溶解于甲苯，用量为反应物D，L-丙交 醋重量的4%。-5%。。
[0011] 其中，所述的每Ig亚锡盐类用甲苯0. 4-0. 5ml溶解。
[0012] 步骤（1)中所述的抽真空时，油浴温度为110°C -115°C，抽真空时间为6h-8h。
[0013] 步骤（1)中氮气保护下加热至130°C _135°C，反应时间为14h-16h，然后冷却至 30°C -35°C。
[0014] 步骤（2)中所述的二氯甲烷体积用量与D，L-丙交酯重量的1-1. 2倍，即1-1. 2ml/ g°
[0015] 步骤（2)中的沉析温度为10°C以下，无水乙醚体积用量为D，L-丙交酯重量的 10-15倍，即10-15ml/g，真空干燥温度为30°C -35°C，真空压力彡0.085mPa，干燥时间 20h-24h〇
[0016] 将本发明成品经过核磁共振波谱法（NMR)，透射电子显微镜（TEM)，红外光谱法 (IR)，凝胶色谱法（GPC)，动态光粒度散射（DLS)测定仪等鉴定其结构，以及确证其粒径，分 子量，多分散系数等多项物理特征，其中通过NMR法计算得出mPEG: PDLLA的嵌段比例为 2000:1300, mPEG-b-PDLLA分子量为3300 ;通过DLS测定胶束粒径为20. 34nm，多分散系数 (HH)为0. 198 ;通过TEM观察胶束外观，颗粒大小均匀、外观圆整，为球形或类球形，粒径约 在20nm左右。
[0017] 本发明制备方法是在在催化剂催化下，聚乙二醇单甲醚引发D，L-丙交酯开环聚 合得共聚物，再将生成物溶解于二氯甲烷，滴加到无水乙醚中，沉析，抽滤，真空干燥，得到 目标产品。
[0018] 制备时采用常规反应装置，可达到中试规模（l-10kg)，不仅克服封管技术难以实 现工业化的缺点，而且操作方便，可控性强，可以按指定要求合成一定分子量（3000-3400)， 小粒径（<30nm)的二嵌段两亲性共聚物，符合大规模生产药物制剂的要求，有利于实现工业 化。
[0019] 本发明产品mPEG-b-PDLLA二嵌段两亲性共聚物在水中能够自发组装成胶，动态 光散射（DLS)测定结果显示聚合物胶束的尺寸在15-30nm之间，且具有较窄的粒径分布，多 分散系数为0. 198,分子量在3000-3400。
【附图说明】
[0020] 图1为实施例1制备的聚乙二醇单甲醚-b-聚乳酸（mPEG-b-PDLLA)嵌段共聚物 在氘代氯仿（CDCl3)中的核磁共振图谱； 图2为实施例1制备的聚乙二醇单甲醚-b-聚乳酸（mPEG-b-PDLLA)嵌段共聚物胶束 的粒径分布图； 图3为实施例1制备的聚乙二醇单甲醚-b-聚乳酸（mPEG-b-PDLLA)嵌段共聚物的透 射电镜图； 图4为实施例1制备的聚乙二醇单甲醚-b-聚乳酸（mPEG-b-PDLLA)嵌段共聚物的凝 胶色谱图。
【具体实施方式】
[0021] 以下结合实施例对本发明作进一步说明。
[0022] 实施例1 一种新型纳米胶束药用材料的制备方法： (1) 在一干燥的2L三口圆底烧瓶(配磨口三通阀）中加入聚乙二醇单甲醚（1800-2200) 700 g，安装机械搅拌，搅拌与瓶塞处要密封好，三通阀一端接安全瓶后连接真空泵，安全瓶 要处于液氮中，一端连接氮气；然后置油浴中，油浴边界要到达烧瓶瓶颈的2/3处；转动三 通阀到抽真空位置，ll〇°C减压除水6h，压力低于-0. 085MPa ;氮气保护下，加入催化剂辛酸 亚锡（2.072g溶解于I. Iml甲苯)，抽真空0. 5h;氮气保护下，加入D，L-丙交酯520g，氮气 保护，135°C反应16h，冷却到30°C，得到生成物； (2) 把生成物溶解于520ml二氯甲烷，将混合物缓慢滴加到无水乙醚中，温度控制在 l〇°C以下，搅拌，沉析，抽滤，30°C -35°C真空干燥24h得产物，收率为92% ;其中无水乙醚体 积用量为D，L-丙交酯重量10倍（10ml/g)。
[0023] 将成品经过核磁共振波谱法（NMR)，透射电子显微镜（TEM)，红外光谱法（IR)，凝