[发明专利]一种超支化聚合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种超支化聚合物、其制备方法、由该聚合物形成的胶束、胶束的制备方法和应用。具体地，本发明涉及能够形成胶束的超支化聚胺酯-脂肪族聚酯，属于纳米材料技术领域。

背景技术

树枝状大分子是一类高规整度、三维结构的树状大分子，其结构和分子尺寸大小具有良好的可控性，而且通过不平行控制可使树枝状大分子利用不同反应的同时连上药物及靶向基团，通过表面修饰不同的聚合物使其带有不同的功能基团，可使表面具有亲水性，增加生物相容性。通过构建反应可使树枝状大分子的内部形成巨大的疏水空间。由于树枝状大分子表层结构结构亲水性的，内部空腔和结合点可以携带药物，所以这为树枝状大分子作为药物载体提供了得天独厚的条件，它可以实现真正意义上的纳米给药和药物缓释。从而，树枝状大分子作为药物载体引起了越来越多的科学工作者的注意，成为当今研究热点之一。然而，树枝状大分子由于其昂贵的价格和繁琐的合成步骤，很大程度上限制了它的应用范围。

超支化聚合物是一类具有独特结构和性能的高分子。由于具有传统线性聚合物所没有的低粘度、高流变性、良好的溶解性、大量末端官能团以及低成本快速合成等一系列优良特性，超支化聚合物成为高分子学科以及其它交叉学科的研究热点。它是一类具有独特结构和性能的高分子，由于超支化聚合物与树状聚合物结构和性能都极为相似，而且其一步法的合成过程方便、快捷、适合大批量生产，因而被认为它是树状大分子聚合物的替代品。

在现有技术中，由于超支化聚合物在其内部和外部含有大量的官能团可以固定目标分子，或超支化特有的核壳结构可以作为主体来包埋客体分子，因此它已经被广泛应用于药物载体和医用材料中。

脂肪族聚酯，如聚乳酸(PLA)、聚乙交酯-丙交酯(PLGA)、聚己内酯(PCL)是获美国FDA批准认可能进入人体的可生物降解高分子材料。它们是生物相容性好、可以在体内生物降解的聚合物，因此很适宜于用作药物载体材料，在人工皮肤及组织工程、药物的控制释放等方面已被广泛应用。然而这些脂肪族聚酯的亲水性差并且具有高结晶性，因而降低了它们的降解速率，导致与软器官的相容性降低，克服这些问题的有效方法就是在脂肪族聚酯链段中引入生物相容性和血液相容性亲水性链段，可以使脂肪族聚酯的性能有很大的改善。这种接枝或嵌段聚合物因为具有两亲性，所以作为药物释放、创伤敷料的载体具有更大的优越性。

众所周知，如果聚合物中同时具有亲水和疏水两部分组成，那么这种两亲性聚合物在水溶液中就可以自组装形成聚合物纳米胶束，聚合物纳米胶束作为药物载体发展于20世纪90年代，是由两亲性聚合物在水溶液中自发形成的一种自组装结构，亲水性片段形成外壳，疏水性片段形成内核，构成独特的核-壳结构。具有载药量高、载药范围广、稳定性好、体内滞留时间长、独特的体内分布以及增加药物的稳定性、提高生物利用度和降低毒副作用等特点。两亲性聚合物胶束因具有核-壳结构、临界胶束浓度低、热稳定性好等特点在药物释放体系等领域具有广泛的应用前景。

近十几年，由两亲型聚合物材料组成的胶束给药体系以其突出的优点以及在肿瘤药物、基因药物、抗传染药物等方面的极大应用前景而受到了国际医药界的广泛关注。两亲型聚合物胶束体系是目前研究的最多和最成熟的聚合物胶体给药体系。大量研究表明，两亲型聚合物给药系统的载体能够自聚集成为独特核壳结构的胶束，由于聚合物胶束具有的“核-壳”结构类似于生物体中脂蛋白和病毒的结构在某种意义上具有一定的仿生性，而且聚合物胶束的较高稳定性决定了其在浓度极稀时仍能稳定存在，胶束表面的亲水性外壳可降低巨噬细胞对粒子的识别和吞噬能力，延长其在血液中的循环时间，可保护药物免遭生理环境的破坏，在体内缓慢释放；胶束的粒径小，能通过毛细胞血管直接进入器官和细胞内部，被更有效的吸收；胶束给药系统的广泛给药方式是其它任何剂型都无法比拟的，它可通过口服、注射(静脉注射、肌肉注射、皮下注射)、透皮等方式加入人体血液循环系统等显著优点。

高分子学报2000年第4期发表了《超支化聚胺酯的分子设计及其制备》一文，其中的超支化聚胺酯是以丙烯酸甲酯和二乙醇胺为原料由Michael加成反应制得N，N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯单体，再用“准一步法”和“发散法”使之与1，1，1-三羟甲基丙烷反应合成一种新型超支化聚胺酯，通过核磁共振和元素分析方法对N，N-二羟乙基-3-胺基丙酸甲酯单体的分子结构进行了表征。GPC测定表明合成的超支化聚胺酯分子量分布窄，具有单分散性；粘度小于同分子量的线形分子；耐热性能较好，失重温度高于200℃，所形成的超支化聚胺酯不能形成胶束，无法作为药物载体使用。

发明内容