[发明专利]二硫键键接的聚酯梳型接枝共聚物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种两亲性生物降解聚酯梳型接枝共聚物，具体是可生物降解二硫键键接的聚酯梳型接枝共聚物和制备方法及其作为基因载体的应用。

背景技术

聚合物自组装纳米粒是由带有亲水嵌段(如PEG)和疏水嵌段形成的两亲性共聚物在水中自发形成的具有疏水内核、亲水外壳结构的纳米粒，组装过程类似于表面活性剂胶束化，因此，也称为聚合物自组装胶束。但不同于表面活性剂胶束的是嵌段共聚物的两个嵌段的分子量较大(几千～几万)，具有极低的临界胶束浓度(CMC)，且核内疏水嵌段相互缠结并处于动力学冻结状态，而水溶性的PEG伸向水中形成的亲水保护层有较大的空间阻力，避免粒子间的聚并，所以聚合物胶束在水中稳定存在且稀释时不会解体。而带有离子型嵌段的全亲水嵌段共聚物与带相反电荷物质(基因、多肽等)通过静电复合作用也可以自组装成胶束型纳米粒。

两亲性聚合物自组装胶束型纳米粒自20世纪末开始被用于包裹疏水性药物和基因药物，为解决疏水性药物溶解性、基因药物体内易被水解的药剂学难题提供了有效的手段，大大提高了两类药物的生物利用度，引起了广泛的关注。尤其是以PEG为亲水段的嵌段共聚物，作为难溶药物和基因纳米载体，具有防止蛋白质吸附、逃避网状内皮系统和巨噬细胞吞噬的性能，可以携带药物较长时间在体内循环，大大延长了药物的半衰期，降低了毒副作用，提高了疗效，呈现出很好的应用前景。因此，两亲性可降解聚合物具有多方面的应用领域，发展前景较好。

为了提高两亲性聚合物自组装胶束型纳米粒对细胞的转染效率，针对细胞的特点，如内涵体的酸性环境、细胞内谷胱甘肽浓度高等，一些刺激响应性聚合物自组装胶束型纳米粒被研究出，引起了广泛的研究兴趣。其中细胞内高浓度的谷胱甘肽可氧化还原二硫键，使其断裂，具有良好的应用前景。

本发明提供了一类新型的具有良好生物相容性、可生物降解、可响应细胞内谷胱甘肽氧化还原的多功能性两亲性聚酯梳型接枝共聚物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好生物相容性、可生物降解性的多功能两亲性共聚物，是可降解聚酯梳型接枝共聚物，这类两亲性共聚物可以包载疏水性药物形成药物纳米制剂，也可以作为基因的载体用于基因的负载和传递，还可以同时负载疏水性药物和基因，由于侧链通过二硫键键接到主链，可响应细胞内的高谷胱甘肽浓度而发生断裂，同时依据接枝侧链的性质，还具有温度敏感性、pH敏感性，可用于智能型给药体系。

本发明中的“可生物降解聚酯”，指内酯、交酯或它们的混合物的共聚物，本发明中的“阳离子聚合物”指具有温敏性的阳离子单体的均聚物或其同其他柔性单体的共聚物。本发明中的“聚乙二醇（PEG）”指带有聚乙二醇链单元的聚合物。

所述的可生物降解二硫键键接的聚酯梳型接枝共聚物，是如式（I）和（II）所示的共聚物，PEG指带有聚乙二醇链单元的聚合物，A为可生物降解聚酯的结构单元，(B_m-co-D_n)为侧链，单体B是N,N-取代的丙烯酸酯类单体；单体D是非阳离子型、非聚乙二醇类的烯类单体或它们的混合物：

所述的可生物降解聚酯梳型接枝共聚物，其特征在于主链聚酯的聚合度为3～200，PEG的数均相对分子质量为600～10000；侧链(B_m-co-D_n)是两种烯类单体B和D的共聚物，m为58～175，n为8～79。

所述的共聚物是以含侧链巯基的聚酯梳型大分子或含侧链巯基的PEG嵌段的聚酯梳型大分子为引发剂，通过二硫键交换反应接上聚合物侧链而制备的。

所述的大分子引发剂是1,4,8-三氧杂螺[4.6]-9-十一烷酮（TOSUO）与己内酯,或其与丙交酯,或其与乙交酯，或其与丙交酯和乙交酯，或其与丙交酯和己内酯的共聚物；脱掉乙二醇保护基团；将醛基还原成羟基；羟基同胱胺二盐酸盐反应；用二硫苏糖醇还原得到巯基而制得聚酯的大分子引发剂；

或以单羟基聚乙二醇引发1,4,8-三氧杂螺[4.6]-9-十一烷酮（TOSUO）与己内酯共聚，或与丙交酯共聚，或与乙交酯共聚，或与丙交酯和乙交酯共聚，或与丙交酯和己内酯共聚，经过一系列反应，形成含侧链巯基的聚乙二醇—聚酯的大分子引发剂。

1,4,8-三氧杂螺[4.6]-9-十一烷酮（1,4,8-Trioxaspiro[4.6]-9-undecanone，简写TOSUO），结构如下：