專利名稱：含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物及其應用，屬于高分子兩親性嵌段共聚物技術。
背景技術：
新型載體與支架的開發(fā)一直是生物藥劑學領域研究的熱點。優(yōu)良的藥物載體可以包覆疏水性藥物，控制藥物釋放；靶向給藥；提高療效，降低毒副作用。目前，聚合物納米粒在藥物載體、熒光探針等領域展現出了極大地應用前景。兩親性嵌段共聚物在水中可以自組裝形成納米粒，該類型納米粒具有疏水性內核和親水性外殼結構。納米?？梢园彩杷运幬铮⑶铱梢钥刂破溽尫?。親水性的聚乙二醇可以保持納米粒的穩(wěn)定性，避免粒子間的聚并，防止蛋白質吸附、逃避網狀內皮系統(tǒng)和巨 噬細胞吞噬的性能，可以攜帶藥物較長時間在體內循環(huán)，大大延長了藥物的半衰期，降低了毒副作用，提高了療效，因此納米粒在藥物傳遞領域具有很好的應用前景。聚乙二醇/聚酯兩親性共聚物納米粒得到了廣泛的研究。但由于聚酯段缺少功能化的基團，從而限制了聚乙二醇/聚酯納米粒的應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物及其應用。該共聚物具有良好生物相容性、可生物降解性，易于水中自組裝形成納米粒，可作為藥物的載體。聚酯段的羥基為活性基團，可以與很多生物因子、藥物或者其他功能型基團發(fā)生鍵合反應，從而擴展了納米粒的應用范圍。本發(fā)明是通過以下技術方案加以實現的，一種含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物，其特征在于，該嵌段共聚物是由數均相對分子質量為1000至20000的疏水性含羥基側基的聚酯嵌段A與數均相對分子質量為500至10000的親水性聚乙二醇嵌段B，且按嵌段A與嵌段B的質量比為O. f 20 : I構成的ABA型、(AB)2_4(|型、AB型或BAB型的含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物。本發(fā)明中的含羥基側基的聚酯嵌段A為r -羥基-己內酯與己內酯或丙交酯或乙交酯或它們的混合物的共聚物，其中，r-羥基己內酯的質量占疏水性聚酯嵌段A質量的1%至 100%。本發(fā)明中當含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物為ABA型嵌段共聚物和為(AB)2^40型嵌段共聚物時，親水性聚乙二醇嵌段B為雙羥基聚乙二醇；當含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物為AB型嵌段共聚物和為BAB型嵌段共聚物時，親水性聚乙二醇嵌段
B為單羥基聚乙二醇。本發(fā)明中的含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物的應用，該嵌段共聚物在水介質中自組裝形成平均粒徑小于300 nm的納米粒,該納米粒用于包載藥物、蛋白質、多肽和多糖；或由該嵌段共聚物中聚酯嵌段的羥基能與很多生物因子、藥物或者其他功能型基團發(fā)生鍵合反應，得到新的功能化材料。本發(fā)明是具有良好生物相容性、可生物降解性的多功能聚乙二醇-含羥基側基聚酯兩親性嵌段共聚物，通過羥基側基聚酯的加入，可以靈活調解聚合物的疏水性能，制備多種結構的嵌段共聚物，增加共聚物納米粒溶液的穩(wěn)定性和調解藥物的釋放行為，同時提供了活性反應位點，擴大聚乙二醇-聚酯嵌段共聚物的應用前景。


圖I為實施例6制備的AB-2含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物的核磁共振譜圖。圖中出現了分子結構中存在的各種氫質子的核磁共振峰，證明了產物的結構組成與所設計共聚物的結構組成相同。圖2為實施例6制備的AB-2含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物空白納米 粒粒徑分布圖和納米粒的電鏡照片。圖3為實施例6制備的AB-2含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物負載阿霉素的納米粒粒徑分布圖和納米粒的電鏡照片。圖4為本發(fā)明實施例6制備的AB-2含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物空白納米粒及聚乙二醇/聚己內酯(mPEG4-PCL)納米粒濃度與細胞存活率的關系對比圖。由圖可以看出，在12. 5 400 μ g/mL范圍內，制備的空白納米粒對H印G2細胞無細胞毒性。
具體實施例方式 實施例I:
將2. 5 g相對分子質量為500的雙羥基聚乙二醇加入反應器，加熱使其熔融，抽真空除水后自然冷卻；依次加入4. 28 g的己內酯、I. 29 g的1，4，8-三氧雜螺[4.6]-9-i烷酮(TOSUO)和147 PL的辛酸亞錫，每加入一種反應物后，在加熱條件下，抽真空、充氮氣除去殘留的水，最后真空密封，在磁力攪拌下于140 °C下反應12 h;待反應結束后，打開反應器，加入二氯甲烷溶解聚合物，將聚合物滴加到冷乙醚中沉淀，抽濾，真空干燥，得到含環(huán)醚側基的嵌段共聚物；將4 g的含環(huán)醚側基的嵌段共聚物和I. 61 g的三苯甲基四氟硼酸鹽溶解在100 mL的二氯甲烷中，30 °C下反應34 h，旋轉蒸發(fā)二氯甲烷至20 mL，然后將溶液滴加到200 mL乙醚和甲醇的混合溶劑中，抽濾，真空干燥，得到含羰基側基的嵌段共聚物；將3g的含羰基側基的嵌段共聚物和118. 4 mg的硼氫化鈉加入到210 mL的二氯甲烷和乙醇的混合溶劑中，25 °C條件下反應25 min,旋蒸溶劑至60 mL后滴加到乙醚和甲醇的混合溶劑中沉淀，抽濾，真空干燥，得到含羥基側基的三嵌段共聚物ABA-I。實施例2:
裝置與操作同實施例1，只是將聚乙二醇的相對分子質量、單體間的比例和單體種類改為表I中的數據，制備出表I中的其它ABA型嵌段共聚物。實施例3:
將 4 g 的 P(CL-co-T0SU0)-PEG_P(CL-co-T0SU0) (Mn = 1600)和三乙胺 0.25 g 溶到30 mL的無水二氯甲烷，將O. 25 g的對苯二甲酰氯的二氯甲烷溶液緩慢滴加到上述混合液中，32 °C下攪拌8-12 h,水洗，干燥，乙醚沉淀，抽濾，真空干燥，得到含環(huán)醚側基的多嵌段共聚物。將4 g的含環(huán)醚側基的多嵌段共聚物和I. 61 g的三苯甲基四氟硼酸鹽溶解在100mL的二氯甲烷中，30 °C下反應34 h，旋轉蒸發(fā)二氯至20 mL，然后將溶液滴加到200 mL乙醚和甲醇的混合溶劑中，抽濾，真空干燥，得到含羰基側基的多嵌段共聚物；將3 g的含羰基側基的多嵌段共聚物和118. 4 mg的硼氫化鈉加入到210 mL的二氯甲烷和乙醇的混合溶劑中，25 °C下反應25 min,旋蒸溶劑至60 mL后滴加到乙醚和甲醇的混合溶劑中沉淀,抽濾，真空干燥，得到含羥基的多嵌段共聚物(AB) 2-1。實施例4
裝置與操作同實施例3，只是將聚乙二醇的相對分子質量、單體種類、單體間的比例及苯二甲酰氯投入量改為表I中的數據，制備出表I中的其它(八8) 型嵌段共聚物。實施例5:
將2. 5 g的相對分子質量為500的聚乙二醇單甲醚加入反應器，加熱使其熔融，抽真空 除水后自然冷卻；依次加入4. 28 g的己內酯、I. 29 g的TOSUO和147 PL的辛酸亞錫，每加入一種反應物后，在加熱條件下，抽真空、充氮氣除去殘留的水，最后真空密封，在磁力攪拌下于140 °C下反應12 h;待反應結束后，打開反應器，加入二氯甲烷溶解聚合物，將聚合物滴加到冷乙醚中沉淀，抽濾，真空干燥，得到含環(huán)醚側基的二嵌段共聚物；將4 g的含環(huán)醚側基的二嵌段共聚物和I. 61 g的三苯甲基四氟硼酸鹽溶解在100 mL 二氯甲烷中，30 °〇下反應34 h，旋轉蒸發(fā)二氯甲烷至20 mL，然后將溶液滴加到200 mL的乙醚和甲醇的混合溶劑中，抽濾，真空干燥，得到含羰基側基的二嵌段共聚物；將3g的含羰基側基的二嵌段共聚物和118. 4 mg的硼氫化鈉加入到210 mL的二氯甲烷和乙醇的混合溶劑中，25 1條件下反應25 min，旋蒸溶劑至60 mL后滴加到乙醚和甲醇的混合溶劑中沉淀，抽濾，真空干燥，得到含羥基側基的二嵌段共聚物AB-I。實施例6:
裝置與操作同實施例5，只是將聚乙二醇的相對分子質量以及單體間的比例改為表I中的數據，按表I所示的原料組成投料，制備出表I中的其它AB型嵌段共聚物。實施例7
將2 g的相對分子質量為500的聚乙二醇單甲醚加入反應器，加熱使其熔融，抽真空除水后自然冷卻；依次加入I. 82 g的己內酯、2. 46 g的TOSUO和302 PL的辛酸亞錫，每加入一種反應物后，在加熱條件下，抽真空、充氮氣除去殘留的水，最后真空密封，在磁力攪拌下于140 °C下反應12 h;待反應結束后，打開反應器，加入二氯甲烷溶解聚合物，將聚合物滴加到冷乙醚中沉淀，抽濾，真空干燥，得到含環(huán)醚側基的二嵌段共聚物；將22. 4 g的含環(huán)醚側基的二嵌段共聚物溶于無水甲苯(100 mL)，加熱，抽真空，除去聚合物吸收的水至甲苯剩余50 mL,然后加入122 mg的六亞甲基二異氰酸酯和74 mg的三乙胺,60 80。(!'條件下反應8 24 h，反應結束后，將溶液濃縮至10 mL，然后緩慢滴加到冷乙醚中，沉淀，過濾，真空干燥至恒重，得到BAB型含環(huán)醚側基的三嵌段共聚物；將4. I g的BAB型含環(huán)醚側基的三嵌段共聚物和6. 2 g的三苯甲基四氟硼酸鹽溶解在150 mL的二氯甲烷中，30 °C下反應40 h，旋轉蒸發(fā)二氯甲烷至40 mL，然后將溶液滴加到300 mL乙醚和甲醇的混合溶劑中，抽濾，真空干燥，得到含羰基側基的嵌段共聚物；將4 g的含羰基側基的嵌段共聚物和650mg的硼氫化鈉加入到400 mL 二氯甲燒和乙醇的混合溶劑中，25 °C條件下反應25 min,旋蒸溶劑至60mL后滴加到乙醚和甲醇的混合溶劑中沉淀，抽濾，真空干燥，得到含羥基側基的嵌段共聚物BAB-I。實施例8
裝置與操作同實施例7，只是將聚乙二醇的相對分子質量以及單體間的比例改為表I中的數據，按表I所示的原料組成投料，制備出表I中的其它BAB型嵌段共聚物。
表I含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物及其應用
共a f
AlAl 50 102 2 CMCX5
ABA-2 2000 10164 5 LA+HCL20
JIBA-3 Mt 21231 20 GA+HC3L100
ABA-4 2000 1989 I LA-hCL4HCL.
ABA-5 IOOOO SKM 0_S GA+CLfflCL爨
ΛΕΛ^ 5000 510 OJ LA.+GA4CL^CL*5
CABJrl SMI 1120 2 CL+HCL5
2ΜΜ 10140 5 LA+HCL20
(ABX(t3 1000 21106 20 GA+HCL100
(AB>r4 IDOOD 12301 I IJhCMBCL40
(AB> -5 2000 10123 05 GA^CL^HCL60
_)bxHS IOOOO 1101 U LA+GA-KX-iHCL85
ABl 500 IlTO 2 CL+HCL5
AB-2 5m 10140 2 CL+HCL17
AB-3 1000 20130 20 GA+HCL100
AB-4 10009 mm I LAHfCL^CL40
^AB^ 1000 GA+€L+CCLm~
AB-ti SOOO 510 OJ IA+€A+CL HtHCL85
1AB-1 SW 1013 2 CL+HCL5
EAi-2 mm imm 5 la+hcl20
BA1-3 1090 2B012 30 GA+HCL100
mmA IWHO 10012 I LA+HCL40
BAB-5 2ffi 丨 120 05 GA4CLhHCL冊
BAB^i 10023 IWB OJ LA-HGAnHCL-fflCIL85
MnB :聚乙二醇嵌段的相對分子質量-JC :疏水性聚酯嵌段的相對分子質量；f =HCL單元占聚酯嵌段的質量百分含量；CL :表己內酯；LA :丙交酯；GA :乙交酯。實施例9
稱取實施例6制備的AB-2 100 mg，用10 mL 二甲基甲酰胺(DMF)溶解，磁力攪拌下，緩慢滴加到100 mL雙蒸水中，透析除去DMF后得到嵌段共聚物納米粒分散液。實施例10
稱取實施例6制備的AB-2 100 mg，阿霉素5 mg，用10 mL DMF溶解，透析除去DMF后得到嵌段共聚物載藥納米粒分散液。實施例11
稱取實施例6制備的AB-2 1.5 g，溶解在30 mL無水二氯甲烷中(DCM)，冰水浴冷卻。 量取166 μ 丙烯酰氯溶解在10 mL DCM中，緩慢滴加至上述溶液中。室溫下反應12小時，旋蒸溶液至10 mL,乙醚沉淀,干燥。
權利要求
1.一種含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物，其特征在于，該嵌段共聚物是由數均相對分子質量為1000至20000的疏水性含羥基側基的聚酯嵌段A與數均相對分子質量為500至10000的親水性聚乙二醇嵌段B，且按嵌段A與嵌段B的質量比為O. Γ20 : I構成的ABA型、(AB) 2_40型、AB型或BAB型的含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物。
2.按權利要求I所述的含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物，其特征在于，含羥基側基的聚酯嵌段A為r-羥基-己內酯與己內酯或丙交酯或乙交酯或它們的混合物的共聚物，其中，r-羥基己內酯的質量占疏水性聚酯嵌段A質量的1%至100%。
3.按權利要求I所述的含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物，其特征在于，當含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物ABA型嵌段共聚物和為(AB) 2_40型嵌段共聚物時，親水性聚乙二醇嵌段B為雙羥基聚乙二醇；當含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物為AB型嵌段共聚物和為BAB型嵌段共聚物時，親水性聚乙二醇嵌段B為單羥基聚乙二醇。
4.一種按權利要求I所述的含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物的應用，其特征在于，該嵌段共聚物在水介質中自組裝形成平均粒徑小于300 nm的納米粒，該納米粒用于包載藥物、蛋白質、多肽和多糖；或由該嵌段共聚物中聚酯嵌段的羥基能與很多生物因子、藥物或者其他功能型基團發(fā)生鍵合反應，得到新的功能化材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含羥基側基的聚酯/聚乙二醇嵌段共聚物及其應用。該共聚物是由疏水性含羥基側基的聚酯嵌段A，與親水性聚乙二醇嵌段B按質量比構成的ABA型、(AB)2-100型、AB型或BAB型嵌段共聚物。該共聚物能在水介質中自組裝形成納米粒，用于包載藥物、蛋白質、多肽和多糖。又能與活性功能基團反應，得到其他功能化的共聚物。本發(fā)明的優(yōu)點是，該共聚物具有良好生物相容性、可生物降解性，易于水中自組裝形成納米粒，可作為藥物的載體。聚酯段的羥基為活性基團，可以與很多生物因子、藥物 或者其他功能型基團發(fā)生鍵合反應，從而擴展了納米粒的應用范圍。
文檔編號A61K47/48GK102911348SQ20121036817
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權日2012年9月28日
發(fā)明者鄧聯(lián)東, 董岸杰, 常龍龍 申請人:天津大學