[发明专利]一种有机/无机杂化无规共聚物及其制备方法与用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种共聚物，尤其是涉及具有良好生物相容性和高度温度/pH双敏感性的一种有机/无机杂化无规共聚物及其制备方法与用途。

背景技术

随着生命科学和高分子材料科学的迅猛发展，环境敏感高分子材料在智能药物控制释放体系中的研究与应用举足轻重,对pH及温度敏感型生物相容性高分子材料的研究备受关注。作为药物载体，响应性胶束控制体系表现出一系列其他体系所不具备的特征和优点：(1)疏水性内核可以包封难溶性药物，载药量大，对药物具有控释作用；(2)纳米结构以及亲水的外壳使其由于EPR效应（纳米级的聚合物胶束能穿透肿瘤的毛细血管壁的缝隙而进入肿瘤组织,而肿瘤组织的淋巴系统回流不完善,造成粒子在肿瘤部位蓄积,这就是所谓的EPR效应）而易于在肿瘤组织蓄积，实现被动靶向；(3)亲水的外壳还为胶束的进一步修饰(如连接靶向配基)提供了适宜的活性基团，有可能实现智能靶向。在过去的几十年，大量关于聚合物合成、聚合物胶束结构、聚合物胶束在物理化学和生物医学方面的研究被大量报道而研究最多的是pH响应性及温度响应性胶束。但是生物体内正常组织和病变部位之间同时存在pH和温度变化,因此能对环境温度和pH变化同时作出响应的pH/温度双重敏感型聚合物较单一刺激响应型聚合物更加适合作为自调式释药系统的载体。

温度敏感高分子材料的研究以聚N-异丙基丙烯酰胺、PEG为多,研究表明,这些共聚物在水溶液中可自组装形成胶束,温度高于相转变温度时，外壳亲水性官能团与水的氢键作用力减弱,胶束间的疏水作用力使体系完成溶液-凝胶的相转变。聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)、聚乙二醇（PEG）是作为一类典型的温敏性聚合物,在生物药物控制释放等领域是极具潜力的替代材料。然而,单纯PNIPAM或PEG在性能上存在力学强度低和热稳定性差等缺点。因此引入一些无机成分提高这类聚合物的力学强度和耐热性的研究具有巨大应用前景。多面体齐聚倍半硅氧烷（Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane，简称POSS）,由核心的Si-O-Si键组成的无机骨架和外围的有机取代基组成有机-无机杂化结构，由于POSS基团的多样性、高活性以及较好的聚合物相容性，近年来POSS在生物医用材料领域的潜在应用已经引起了研究者的高度重视，但这类研究尤其在药物控释领域目前还很少报道。

中国专利CN102558464A公开一种以多羟基官能化的笼型八聚硅倍半氧烷(POSS-OH)为起始物，经过活性开环聚合、原子转移自由基聚合(ATRP)合成了以POSS-OH为核的星型聚合物POSS-PCL-PNIPAM。这种含POSS的星型嵌段共聚物可以在水中形成纳米胶束并具有温度控制释放特性。但这种含POSS的星型嵌段共聚物自组装成的胶束只能负载疏水药物，而且没有pH敏感性。中国专利CN10128954A公开一种pH/温度双敏感性的有机/无机杂化水凝胶的制备方法，它是以N-烷基丙烯酰胺类单体、酸性不饱和单体和含硅烷基烷基丙烯酸酯类单体通过自由基聚合成的无规三元共聚物。对以无机单体与温敏性单体、敏感性单体共聚制备温度/pH双敏感性的有机/无机杂化无规共聚物胶束的报道更是鲜有报道。

发明内容

本发明的目的旨在提供具有良好生物相容性和高度温度/pH双敏感性的一种有机/无机杂化无规共聚物及其制备方法与用途。

所述有机/无机杂化无规共聚物在水中可自组装成稳定的胶束，形成的胶束可以同时负载和释放亲水和疏水药物，故这种新型共聚物在胶束靶向给药系统载体和传感器等方面具有广泛的应用前景。

所述有机/无机杂化无规共聚物为Poly（MAPOSSn-co-NIPAMm-co-OEGMAp-co-2VPq），其结构式为：

其中多面体齐聚倍半硅氧烷为甲基丙烯酸酯型即MAPOSS；

R为异丁基或苯基；

n为甲基丙烯酸酯官能化的笼型八聚硅倍半氧烷（MAPOSS）在聚合物链中所占的单元总数，5≤n≤10；

m为N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）在聚合物链中所占的单元总数，50≤p≤150；

p为甲基丙烯酸聚乙二醇酯（OEGMA）在聚合物链中所占的单元总数，10≤q≤30；

q为2-乙烯基吡啶（2VP）在聚合物链中所占的单元总数，10≤q≤70。

所述有机/无机杂化无规共聚物是通过可逆加成-断裂链转移活性聚合RAFT方法制得的。

所述有机/无机杂化无规共聚物的制备方法的具体步骤如下：