专利名称：一种可还原降解纳米载药胶束及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种可还原降解纳米载药胶束及其制备方法，属于生物医药技术和纳 米医学技术领域。
背景技术：
聚合物载药胶束在药物传递和基因载体方面的研究快速发展。聚合物胶束作为药 物载体时，药物可以通过简单的物理包埋、静电作用或共价键键合方法载入聚合物胶束。聚 合物胶束拥有完美的核壳结构，其纳米级的粒径和胶束外壳的亲水作用使其不易被网状内 皮系统吞噬，并可阻止蛋白质和细胞的吸附。聚合物胶束的粒径与病毒和脂蛋白等天然结 构极为相似，且外壳有亲水性链段如PEG能避免吞噬细胞的吞噬。因此，聚合物胶束在血液 中长时间循环并保持稳定，使其能够在目标部位(如肿瘤组织、炎症组织)停留较长的时 间，通过增强渗透作用(EPR)达到被动靶向的作用。聚合物胶束作为药物载体可以对小分 子药物起到增溶作用。同时降低小分子抗癌药物的毒性。由于聚合物胶束能够进入到病变 部位的血管或炎症组织处而不影响正常组织，这样药物就有可能只在病患处释放，从而减 少副作用的发生；因此大批科学家投入聚合物载药胶束的研究中。基于二硫键还原敏感性的生物可降解聚合物引起了广大科学家的关注，被广泛地 应用于制备高效传递及可控释放的生物医学材料。由于二硫键在还原剂硫醇例如二硫苏糖 醇(DTT)的作用下容易断裂，因此还原敏感聚合物依赖于硫醇浓度在数分钟到数小时的时 间范围内快速可控降解。有趣的是，在人体的不同组织以及细胞内外谷胱苷肽的浓度存在 明显的差别。例如在体液和细胞外，GSH浓度较低(2-20 μ M)，此时还原敏感聚合物能体液 和细胞外稳定存在。而在细胞内(约0. 5-10mM)和肿瘤组织(比正常组织高约4倍)中，此 时由于GSH浓度较高，还原敏感聚合物中的二硫键会发生迅速断裂，最终高分子聚合物发 生快速降解。这一重要特性已被广泛地用于药物和基因对肿瘤组织及细胞内的高效传递。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可还原降解纳米载药胶束及其制备方法，该方法高 效、简单。为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是一种可还原降解纳米载药胶束，其 特征在于它的结构通式为MPEG-CA-PCL，其中CA为含二硫键的聚胱胺(这里的缩写的CA的化学结构中间含有S-S，所以称 CA为含二硫键的聚胱胺)；MPEG是分子量为475 5000DA的聚乙二醇单甲醚；PCL是聚己 内酯。本发明提供的这种基于二硫键还原敏感的聚合物前药由三个功能部分组成(1) 聚乙二醇单甲醚亲水链段和含二硫键的聚胱胺亲水链段做为胶束纳米粒子的壳层；(2)含 二硫键的聚胱胺为主链构成可还原降解的组分；(3)聚己内酯组成疏水部分作为纳米粒子 的核层。
用结构式可以表示如下
权利要求
1.一种可还原降解纳米载药胶束，其特征在于它的结构通式为MPEG-CA-PCL，其中CA为含二硫键的聚胱胺；MPEG是分子量为475 5000DA的聚乙二醇单甲醚；PCL 是聚己内酯。
2.如权利要求1所述的一种可还原降解纳米载药胶束的制备方法，其特征在于它包括 如下步骤第一步利用N，N'-双(丙稀酰)胱胺与乙醇胺的迈克尔加成得到带羟基的含二硫 键的聚胱胺，然后利用羟基对己内酯进行开环反应得到CA-PCL聚合物；第二步利用第一步得到CA-PCL聚合物与羧基封端的聚乙二醇单甲醚混合，加入紫杉 醇，通过透析的方法制得可还原降解纳米载药胶束。
3.根据权利要求2所述的一种可还原降解纳米载药胶束的制备方法，其特征在于所述 第一步具体分为如下三步(1)胱胺二盐酸盐与丙烯酰氯的取代反应得到N，N'-双(丙烯酰)胱胺=IOmmol的 胱胺二盐酸盐溶于含有IOmL氯仿和15mL、3. 5MNa0H混合溶液中，加热至50°C，逐滴加入含 有20mmol丙烯酰氯的5mL氯仿，反应15min并一直保持反应液的温度为50°C ；然后趁热过 滤、萃取，取有机相冷却至室温得白色结晶固体，过滤、重结晶、真空干燥得白色结晶固体的 N, N'-双(丙烯酰)胱胺；(2)利用N，N'-双(丙烯酰)胱胺(CBA)与乙醇胺进行迈克尔加成得到带羟基的含 二硫键的聚胱胺2. 60g的N，N'-双(丙烯酰)胱胺与0. 61g乙醇胺溶于IlmL的甲醇和 水的混合液中，甲醇与水的体积比为10/1，聚合反应避光进行，并在氮气保护、室温下反应 10天，随后加入过量的10%mol乙醇胺继续反应2天以除去未反应的丙烯酰胺基团，得到 反应液；然后在反应液中加入IOOmL的去离子水，用3M HCI调节反应液pH 1 3，用截留分 子量3500DA的透析袋透析6天，透析结束后，冷冻干燥得到带羟基的含二硫键的聚胱胺；(3)利用羟基引发己内酯进行开环反应得到CA-PCL聚合物将带羟基的含二硫键的 聚胱胺置于烧瓶中，通过甲苯共沸蒸馏除水；然后在烧瓶内加入N，N' - 二甲基甲酰胺、己 内酯单体和催化剂辛酸亚锡，其中带羟基的含二硫键的聚胱胺与N，N' -二甲基甲酰胺的 摩尔比为1 10，带羟基的含二硫键的聚胱胺与己内酯单体的摩尔比为1 15 60，催化 剂辛酸亚锡与己内酯单体的摩尔比为1 1000 10000 ；通入30分钟氮气，110°C 130°C 反应24h，得到反应液；将反应液倒入IOOmL的乙醚中，沉淀；然后将得到的聚合物用冷乙醚 淋洗3次；最后真空干燥得到CA-PCL聚合物。
4.根据权利要求2所述的一种可还原降解纳米载药胶束的制备方法，其特征在于所述 第二步具体分为如下二步(1)制备羧基封端的聚乙二醇单甲醚将4.95g的聚乙二醇单甲醚和20g甲苯置于烧 瓶内，升温至140°C共沸除水；然后加入IOg琥珀酸酐，在150°C下搅拌反应5h，得到反应 液；然后将反应液倒入乙醚中反复沉淀；最终产物在二氯甲烷和乙醚的混合液中重结晶2 次，得到羧基封端的聚乙二醇单甲醚；(2)利用第一步得到CA-PCL聚合物与羧基封端的聚乙二醇单甲醚混合，加入紫杉醇，通过透析的方法制得可还原降解纳米载药胶束按CA-PCL聚合物与羧基封端的聚乙二醇单甲醚的摩尔比为1 0.2 1，选取CA-PCL聚合物和羧基封端的聚乙二醇单甲醚， 按紫杉醇与CA-PCL聚合物的质量比分别为1 1 100，选取紫杉醇；按CA-PCL聚合物与二甲亚砜的配比为IOmg l.OmL，选取二甲亚砜；按CA-PCL聚合物与去离子水的配比为 IOmg l.OmL，选取去离子水；将CA-PCL聚合物、羧基封端的聚乙二醇单甲醚溶解于二甲亚砜中，摇晃使聚合物混合 均勻，得到聚合物溶液；然后在上述聚合物溶液中加入紫杉醇，轻微搅拌使其混合均勻 ’然 后向其中逐滴滴加去离子水，搅拌2h，得到溶液；将得到的溶液用截留分子量3500DA的透 析袋在室温下透析3天，得到一种可还原降解纳米载药胶束。
5.根据权利要求4所述的一种可还原降解纳米载药胶束的制备方法，其特征在于聚乙 二醇单甲醚的分子量为475 5000DA。
全文摘要
本发明涉及一种可还原降解纳米载药胶束及其制备方法，属于生物医药技术和纳米医学技术领域。一种可还原降解纳米载药胶束，其特征在于它的结构通式为MPEG-CA-PCL，其中CA为含二硫键的聚胱胺；MPEG是分子量为475～5000DA的聚乙二醇单甲醚；PCL是聚己内酯。其制备方法包括如下步骤第一步利用N，N′-双(丙稀酰)胱胺与乙醇胺的迈克尔加成得到带羟基的含二硫键的聚胱胺，然后利用羟基对己内酯进行开环反应得到CA-PCL聚合物；第二步利用第一步得到CA-PCL聚合物与羧基封端的聚乙二醇单甲醚混合，加入紫杉醇(PTX)，通过透析的方法制得纳米载药胶束。该方法高效，简单。
文档编号C08G63/688GK102085177SQ20111000487
公开日2011年6月8日 申请日期2011年1月12日 优先权日2011年1月12日
发明者任红轩, 余家会, 张晓兰, 李俊丽, 黄行九, 黄进 申请人:武汉理工大学