[发明专利]基于多重氢键相互作用的响应性交联聚合物胶束及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于多重氢键相互作用的响应性交联聚合物胶束及其制备方法和应用，该胶束的结构式为式中x为20～50整数，y₁为80～110整数，y₂为3～15的整数；其是通过简单的“一锅法”制备以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为亲水链、具有多重氢键相互作用的脲基嘧啶酮基团为疏水链的双亲性嵌段共聚物，该聚合物在水中自组装形成均一稳定的核交联胶束，再与N,N′‑二(溴乙酰基)胱胺交联反应制备而成。本发明基于多重氢键相互作用的响应性交联聚合物胶束作为药物递释载体包载尼罗红，结果表明其具有好的稳定性和合理的控释能力，在药物递释方面极具潜力，有着巨大的应用前景。

技术领域

本发明属于刺激响应性聚合物材料技术领域，具体涉及一种基于多重氢键相互作用的响应性交联聚合物胶束，以及该聚合物胶束的制备方法和应用。

背景技术

大自然中的生命体历经亿万年演化，几乎完善了智能操控的一切过程。向自然学习是人类开发人工智能新材料的灵感源泉。生物体内的DNA利用二重氢键和三重氢键来自我复制和储存信息，利用这种比较强但是可逆的作用来确保遗传信息复制的准确性。近年来，很多国内外研究者致力于探索和研究多重氢键单元构建超分子组装体，可逆和动态超分子相互作用的刺激响应材料引起了强烈的兴趣。脲基嘧啶酮(UPy)是一种典型的嘧啶类物质，可以形成自互补的四重氢键作用，稳定性好，自聚能力强，缔合常数高(在氯仿溶液和甲苯溶液中的二聚常数可达到6×10⁷M^-1和6×10⁸M^-1)，而且其合成路线简单，原料易得。作为自识别氢键基团，在室温下能形成自互补型的强氢键作用，是制备氢键键合超分子聚合物的理想结构单元之一。含有四重氢键的UPy体系在一定温度、pH等外部刺激的条件下会发生解离和重组，具有动态可逆性，因此在智能材料方面具有潜在的应用前景。

随着纳米科学技术的快速发展，越来越多的新型纳米材料被用于药物传递系统。药物传递系统，如胶束、囊泡、微凝胶、纳米“笼”等已经得到了深入的研究，其中聚合物载药胶束以其独特的优势得到广泛应用。聚合物载药胶束作为纳米载药系统，是一类粒径大小在20～300nm的新型药物载体，其在药物运输过程中能有效避免体内网状内皮系统的吞噬或被肝脾等组织吸收，降低药物毒性，增加疏水药物的溶解度，同时载药胶束也会由于肿瘤组织的高通透性和滞留效应而增加了药物在肿瘤组织中积累。然而，聚合物胶束在体内运输过程中，会出现一个药物突释现象，这就导致了运载药物过早释放，癌细胞靶向性低的问题。在突释之后，由于药物的扩散作用，其释放速度变得非常慢，并且对正常细胞存在一定药物毒性。因此，延长载药胶束在体内的循环时间、延长载药胶束在吸收部位的停留时间、控制药物在释放初期的“突释”是提高癌症治疗效果的关键所在，这就要求聚合物载药胶束必须具备良好的稳定性和合理的控释能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种尺寸小、结构均一、稳定性好，并且具有温度、pH和还原刺激响应的多重氢键相互作用的交联聚合物胶束，以及该聚合物胶束的制备方法，并为该聚合物胶束提供新的应用。

针对上述目的，本发明所采用的基于多重氢键相互作用的响应性交联聚合物胶束的结构式如下所示：

式中x的取值为20～50的整数，y₁的取值为80～110整数，y₂的取值为3～15的整数。

上述基于多重氢键相互作用的响应性交联聚合物胶束的合成路线和具体制备方法如下：

1、以S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α″-乙酸)三硫代碳酸酯(CTA)、聚乙二醇单甲醚(mPEG)为原料，二氯甲烷(DCM)为溶剂，在4-二甲氨基吡啶(DMAP)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)体系中进行酯化反应，得到式I所示大分子链转移剂(mPEG-CTA)。