[发明专利]一种糖响应的功能化纳米复合胶束的制备及在胰岛素递送中的应用

说明书

一种糖响应的功能化纳米复合胶束的制备及在胰岛素递送中的应用。三种嵌段共聚物PCL‑b‑PEG、PCL‑b‑P(Asp‑co‑AspPBA)和PCL‑b‑P(Asp‑co‑AspNTA)自组装形成以PCL为核PEG/PAPBA/PANTA为混合壳层的复合胶束。修饰NTA的链段PANTA通过螯合作用结合Znsupgt;2+/supgt;，再利用Znsupgt;2+/supgt;与胰岛素B链上组氨酸的配位作用捕捉胰岛素。具有PBA的链段PAPBA在中性或无糖条件下形成疏水域。被捕捉的胰岛素孵育一段时间，便可绑定到疏水域上，通过配位和疏水的协同作用将胰岛素负载到复合胶束上。在高糖条件下，疏水域由疏水变亲水，复合胶束与胰岛素作用力减弱，胰岛素释放出来进而发挥作用。

技术领域

本发明属于纳米生物医药材料领域，通过复合胶束表面具有的配位域和疏水域负载胰岛素，在高糖环境下发生亲疏水的转变，糖响应性释放胰岛素。

背景技术

糖尿病是一种以糖代谢失调为特征的慢性疾病，由于胰岛素分泌功能障碍或者无法有效利用胰岛素而导致体内血糖升高。近年来，全世界的糖尿病病例迅速增加，并且伴有低龄化的趋势，是危害人类健康的三大杀手之一，因此糖尿病的治疗是一个亟待解决的问题。目前胰岛素作为调节人体葡萄糖代谢的关键激素，是临床上用于治疗1型糖尿病的蛋白类药物，具有起效快的优点。然而患者需要频繁注射外源性胰岛素来控制血糖处于正常水平。这种方式无法模拟出正常人体内内源性胰岛素的释放模式，且会让患者感到不适，易造成注射部位出现炎症和感染等风险。同时，由于难以精准给药，可能会导致患者出现低血糖的症状，甚至导致休克致命。另外，在生产、纯化、储存、运输和递送过程中，胰岛素不能一直保持稳定的结构，它会被外界环境的影响，发生聚集和失活。且临床上也发现，在糖尿病患者反复注射的部位，胰岛素会形成蛋白原纤维，既导致蛋白的生物利用度降低，又严重影响患者体内的血糖控制。目前，已经开发了一系列具有刺激响应性的胰岛素递送体系用于改善胰岛素的治疗效果，如水凝胶，囊泡等。不过，胰岛素存在的易聚集以及稳定性差的问题并未得到很好的解决。故设计出新型的胰岛素递释系统可控释放和保护胰岛素的结构是十分必要的。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的问题，提供一种通过配位作用和疏水作用将胰岛素捕获并负载在表面的复合胶束的制备方法，通过协同作用既可以提高负载量，又可以保护胰岛素，抑制胰岛素的聚集。同时，在高血糖条件下，疏水域发生从疏水到亲水的转变，负载的胰岛素被释放出来，发挥作用。

本发明的技术方案

一种糖响应的功能化纳米复合胶束，以PCL为核，包括三种嵌段共聚物PCL-b-PEG，PCL-b-P(Asp-co-AspPBA)和PCL-b-P(Asp-co-AspNTA)构成，PEG/PAPBA/PANTA为混合壳层，其PANTA链段捕捉胰岛素，同时糖响应性链段PAPBA在pH 7.4且无糖的条件下形成的疏水域能够通过疏水作用绑定胰岛素，在高血糖下时能够缓慢释放胰岛素。

一种糖响应的功能化纳米复合胶束的制备方法，具体方法如下：

1)PCL-b-PEG的合成

聚乙二醇(PEG-OH)与ε-己内酯(ε-CL)以1:100的摩尔比溶解在适量重蒸甲苯中，先经过液氮冷冻-抽真空-解冻过程，重复三次；在108-112℃条件下反应12h，通过冰乙醚沉淀和真空干燥得到PCL-b-PEG白色粉末；

2)PCL-NHBoc的合成；

小分子引发剂N-(叔丁氧羰基)乙醇胺和ε-CL以1:100的摩尔比溶解在适量重蒸甲苯中，随后加入一滴Sn(Oct)₂。冻抽3次之后，放入108-112℃油浴中反应12h。经过冰乙醚沉淀和真空干燥后得到白色固体PCL-NHBoc。

3)PCL-NH₂的合成；