[发明专利]一种壳聚糖CO2响应性、温度响应性稳定纳米胶束的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料和生物医学工程领域，具体涉及一种壳聚糖CO₂响应性、温度响应性稳定纳米胶束的制备方法。

背景技术

壳聚糖是自然界储量最为丰富是天然生物高分子材料之一，具有优异的生物相容性、生物降解性以及生物活性，在生物医学及制药等方面的应用极其广泛,可用作烧伤敷料及伤口愈合剂。但壳聚糖的化学结构相对简单，功能比较单一，而且溶解性较差，因此为了满足更高的应用要求，需要采用物理化学方法对其进行改性，扩大其功能。董常明(Feng, H.， Dong, C. M.. Biomacromolecules, 2006, 7, 3069)通过开环聚合制备了支链为聚丙交酯的壳聚糖接枝共聚物；Li(Bao H. Q., Li L., Gan L. H., Ping Y, Li J, Ravi P.. Macromolecules 2010, 43, 5679)利用点击化学将聚（甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯）和聚丙烯酰胺接枝到壳聚糖上；Bai(Li, N.， Bai, R. B.，Liu, C. K. Langmuir, 2005, 21, 11780)则通过可逆加成-断裂链转移聚合方法制备了支链为聚丙烯酰胺的壳聚糖接枝聚合物，并研究了其对汞离子的吸附。

环境响应型共聚物因其独特的性质而备受人们关注。当外界环境发生微小变化时，环境响应型共聚物会相应地迅速发生比较明显的物理或化学变化。在这一系列物理或化学变化中，研究最多的是其水溶液性质的变化，即在水溶液中，当温度、pH、光照等外部环境发生变化时，聚合物链与链之间或聚合物链与溶剂之间在分子水平上的相互作用会发生变化，进而经历从溶解到不溶的变化过程。近年来，环境响应型共聚物一直是研究热点。最近，Zhao（Han D. H., Tong X., Boissiere O., Zhao Y.. ACS Macro Letters, 2012, 1, 57）等通过将N-丙烯酰胺单体和N,N-甲基丙烯酸二甲胺基乙酯单体共聚，制备了具体CO₂和温度双重响应性的聚合物。此外，此类聚合物的CO₂响应性可以通过改变聚合物中两种单体的比例进行调节、设计。

利用壳聚糖本身良好的生物相容性、生物降解性以及生物活性，结合可逆加成-断裂链转移聚合这种先进的活性聚合方法，在壳聚糖侧基上引入同时具有CO₂响应性和温度响应性的聚（N-丙烯酰胺-co-N,N-甲基丙烯酸二甲胺基乙酯）链段，可以制备壳聚糖为主链的双响应性接枝共聚物，这在生物医学、纳米药物载体等领域将具有广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种壳聚糖CO₂响应性、温度响应性稳定纳米胶束的制备方法。

本发明的目的是将具有CO₂和温度双重响应性的聚合物作为支链引入到壳聚糖上，使所获得的接枝共聚物同时具有良好的生物相容性、生物降解性、生物活性、CO₂响应性和温度响应性，并将此接枝共聚物溶于水中得到具有CO₂和温度双重响应性的稳定纳米胶束。本发明用商品化的壳聚糖、N-异丙基丙烯酰胺单体和N,N-甲基丙烯酸二甲胺基乙酯，采用可逆加成-断裂链转移聚合方法，制备一系列单体比例不同的聚（N-丙烯酰胺-co-N,N-甲基丙烯酸二甲胺基乙酯）支链的壳聚糖CO₂响应性、温度响应性接枝聚共聚物。

本发明提出的壳聚糖CO₂响应性、温度响应性稳定纳米胶束的制备方法，具体步骤如下：

(1)将壳聚糖加入反应釜内，并分散溶解在溶剂A中，然后加入壳聚糖主链上端羟基或氨基摩尔数1～10倍量的脱水剂B；

(2)将可逆加成-断裂链转移聚合链转移剂C溶解在溶剂A中，得到A溶液，可逆加成-断裂链转移聚合链转移剂C加入的物质的量为壳聚糖主链上端羟基及氨基物质的量的1～5倍；

(3)在0～30℃下将步骤(2)得到的含有可逆加成-断裂链转移聚合链转移剂C的A溶液滴加到步骤(1)所得产物的反应釜中，滴加时间为10～70分钟，滴加结束后，在10～40℃温度下，反应10～72小时，所得产物经抽滤，浓缩，沉淀，并真空干燥后，得到以壳聚糖为主链的RAFT大分子链转移剂；