[发明专利]一种中空介孔二氧化硅/双重刺激响应聚合物复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及刺激响应性聚合物材料技术领域，具体涉及一种中空介孔二氧化硅/双重刺激响应聚合物复合材料及其制备方法。本发明聚合物材料将为药物应对复杂的体内生物环境，提供更加优异的药物运输系统。本发明采用的制备步骤为1)HMS@β‑CD的制备；2)pH和光双重相应聚合物PPP的合成；3)中空介孔二氧化硅/双重刺激响应聚合物复合材料HMS@β‑CD@PPP的组装制备而成。

技术领域

本发明涉及刺激响应性聚合物材料技术领域，具体涉及一种中空介孔二氧化硅/双重刺激响应聚合物复合材料及其制备方法。

背景技术

智能高分子材料(又称刺激响应型聚合物、环境敏感型聚合物、智能聚合物、机敏性聚合物)是一种能感觉外界环境变化/刺激,并针对环境变化/刺激做出响应对策的高分子材料。换言之，即这类智能高分子材料可以感受到外界环境(如温度、pH、压力、声波、光、离子、电场、磁场、溶剂、氧化还原物质、葡萄糖等)的变化，随即发生智能高分子材料自身组成或构象(相、形状、光学、力学、电场、表面积、反应速度和识别性能)的改变。

除了上述的刺激-响应性(刺激响应行为)外，智能高分子材料还具有自修与自增殖能力、认识与鉴别能力、良好的生物相容性以及可降解性等特质，加之它可以负载众多领域的药物(如抗癌药、抗炎药、蛋白质、基因等)以及其它客体分子(如酶、催化剂、荧光分子、染料等)，因此，智能高分子材料已在生物医学、智能给药系统、生物成像、化学转换器、记忆元件开关、反应器、传感器、人造肌肉、化学存储器、分子分离体系、活性酶的固定、组织工程、化学化工等方面得到了广泛的应用，尤其在智能给药系统中备受关注。智能高分子聚合材料与其负载的药物共同构成可控释药递送系统，当智能材料对生物体的一些内部(pH、氧化还原、酶等)或外部(温度、电/磁、超声和光等)的刺激做出响应后，材料自身组成或构象的改变便破坏了递送系统原有的平衡,从而使药物从递送系统中释放。这种智能给药系统能在保证临床用药安全、有效、实用的基础上，对负载药物进行定时、定量、靶向、高效低毒释放，从而实现高效、合理、智能、可控的药物治疗目的。

目前大部分刺激响应型聚合材料被设计只具有单一刺激响应性，但生物体中的微环境和生物分子在适应其周围环境时构像的变化都是十分复杂的，同时影响因素不是单一的。因此，为了模拟和应对这种复杂的情况，多重刺激响应性聚合物材料更具有潜力和可行性。到目前为止，具有多重刺激响应性的聚合物纳米系统(如胶束、囊泡、微凝胶、纳米“笼”以及其他组装体)已经得到深入的研究。Wang等合成了一种四重刺激响应聚合物纳米载体，其包含光响应的疏水核、温度和pH响应的亲水壳和还原性响应的二硫键作为连接键。另外利用荧光药物分子尼罗红(NR)探究了载体在不同多重刺激下的控制释放行为。Thayumanavan等通过先聚合后修饰的方法制备了一系列同时对化学、物理和生物刺激响应特性的聚合物，通过动态光散射和客体分子NR的释放过程详细研究了其刺激响应行为。在不同应用领域中，这种可同时对不同刺激源响应的多重刺激响应聚合物更加具有适应性和潜力。

中空介孔二氧化硅纳米粒(HMS)自1992年Mobil公司首次合成以来，因其无生理毒性,良好的生物相容性，而且制备过程简单、成本低廉等独特优势,近年来已成为一种适合广泛应用的纳米载体材料，特别成为纳米肿瘤药剂研究的热点。HMS具有中空高孔隙容积，且介孔可调、有序、均一，这些特质保证了HMS可以在孔道里吸纳更大量药物分子；其次，这些介孔可以被封闭，这就避免了封装在介孔孔道内的药物，在体内输送过程中的损耗和过早释放, 也减轻其对正常组织细胞的毒副作用,同时孔道结构对药物起到的缓释作用可以提高药效的持久性；；再次,，介孔孔道可保护药物不被降解，通过调节介孔孔径尺寸可以阻碍生物酶的进入，避免药物受到生物酶降解，提高药物的稳定性。此外，HMS的表面富含硅醇基，这些硅醇基一方面使HMS具有水溶性，可改善需传递的疏水性药物的溶解性，有助于疏水性药物的有效利用；另一方面，也便于在HMS上进行功能化修饰，满足不同的运载需要。如通过硅醇基修饰靶向分子，实现药物的靶向性传输；修饰控释材料,实现药物的控制性释放。