專利名稱：一種具有支化結(jié)構(gòu)、酸敏感、降解可控的系列聚合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥、高分子醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一中具有支化結(jié)構(gòu)、酸敏感、降解可控的系列聚合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
基因治療指將可以產(chǎn)生特異性蛋白的基因插入病人細(xì)胞來(lái)糾正遺傳缺失或治療后天性疾病，包括癌癥、艾滋病、糖尿病等，是近二十年來(lái)興起的新型治療方法，有廣闊的發(fā)展前景。而安全、有效的基因傳遞系統(tǒng)是制約基因治療實(shí)施的一個(gè)主要瓶頸。目前研究最多的陽(yáng)離子高分子載體是聚乙酰亞胺(PEI)。由于其質(zhì)子海綿效應(yīng)具有較高的轉(zhuǎn)染效率。分子量低于1.8KDa的PEI幾乎沒有轉(zhuǎn)染效果，隨著分子量和支化程度的增高，其對(duì)DNA包裹能力增強(qiáng)，但由于細(xì)胞毒性增大，轉(zhuǎn)染效果增大到一定程度后開始下降。因此，控制合適的聚合物的結(jié)構(gòu)對(duì)高分子基因載體非常重要。常見的陽(yáng)離子聚合物如PE1、聚賴氨酸、殼聚糖、樹裝大分子等，通過靜電作用與DNA形成聚電解質(zhì)復(fù)合物，可有效縮合質(zhì)粒DNA。但是，強(qiáng)烈的靜電作用也限制了基因進(jìn)入細(xì)胞液后從復(fù)合物中的釋放，限制基因表達(dá)。醫(yī)學(xué)研究表明，正常和病理情形中都存在許多pH梯度。比如腫瘤的pH值為6.8，就比血液和正常組織(約7.4)要略低些。雖然細(xì)胞內(nèi)吞作用通道開始都接近7.4的生理環(huán)境，但是到內(nèi)酶體是pH降到5.5-6.0,當(dāng)?shù)竭_(dá)溶酶體時(shí)PH會(huì)降的更低，只有4.5-5.0。細(xì)胞內(nèi)不同組分的pH值梯度及顯著的理化性質(zhì)的變化，具有酸敏感的基因轉(zhuǎn)運(yùn)體系將對(duì)基因的細(xì)胞內(nèi)傳遞產(chǎn)生積極影響。PH酸敏感聚合物載體可以通過改變自身大分子構(gòu)象、結(jié)構(gòu)對(duì)外界微環(huán)境的刺激做出響應(yīng)，可以有效解決常規(guī)聚合物載體對(duì)于DNA “包裝易、拆解難”的弊端，應(yīng)用前景良好。本研究中合成的具有支化結(jié)構(gòu)的陽(yáng)離子聚合物，通過控制其支化程度的不同，可以具有不同程度的包裹DNA能力，不 同程度的細(xì)胞毒性，不同程度的酸敏感緩控釋性能及不同的細(xì)胞轉(zhuǎn)染效果。通過本系列聚合物的比較性實(shí)驗(yàn)，可以得出聚合物支化結(jié)構(gòu)和細(xì)胞毒性及細(xì)胞轉(zhuǎn)染效果之間的關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供具有支化結(jié)構(gòu)、酸敏感、降解可控的系列聚合物。該系列聚合物基因載體具有不同的支化結(jié)構(gòu)、酸敏感、降解可控、生物相容性好、制備方法簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的目的在于提供上述具有支化結(jié)構(gòu)、酸敏感、降解可控的系列聚合物的制備方法。該制備方法工藝簡(jiǎn)單，易于控制，成本低廉。本發(fā)明的目的在于提供上述陽(yáng)離子聚合物在基因治療中作為基因載體的應(yīng)用。本發(fā)明的目的在于提供一系列具有支化結(jié)構(gòu)、具有原酸酯酸敏感基團(tuán)、降解可控的聚合物。是以乙二醇二縮水甘油醚A和一種二元胺原酸酯單體B為骨架聚合而成，B的結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.一種具有支化結(jié)構(gòu)、具有原酸酯酸敏感基團(tuán)、降解可控的系列聚合物。其特征為該聚合物以乙二醇二縮水甘油醚A和一種二元胺原酸酯單體B，結(jié)構(gòu)式為
2.如權(quán)利要求1所述的具有支化結(jié)構(gòu)、具有原酸酯酸敏感基團(tuán)、降解可控的系列聚合物的制備方法，其特征在于包含以下步驟:稱取含有乙二醇二縮水甘油醚結(jié)構(gòu)單元的化合物A溶于DMF中，向其中按摩爾比1: 1-2 ( 二元胺型酸敏感單體:乙二醇二縮水甘油醚)投入二元胺型酸敏感單體B，攪拌均勻，無(wú)水無(wú)氧室溫條件下反應(yīng)48h ;將反應(yīng)產(chǎn)物裝入截止分子量為3000-4000的透析袋中，蒸餾水中(其中加入0.01%三乙胺)透析24-48h;產(chǎn)物冷凍干燥后即得。
3.如權(quán)利要求1所述的具有支化結(jié)構(gòu)的酸敏感陽(yáng)離子聚合物基因載體，其特征在于A、B在聚合時(shí)的比例不同，獲得的聚合物的結(jié)構(gòu)和支化程度便不同。當(dāng)A與B摩爾比為1:1時(shí)，聚合物主要以線性形式存在；隨著A摩爾比增加，線性聚合物間開始交聯(lián)(支化)，從而形成網(wǎng)狀；當(dāng)A和B摩爾比達(dá)到2: I時(shí)，聚合物將形成三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即隨著A摩爾量增加，支化程度逐步提高。
4.權(quán)利要求1所述的具有支化結(jié)構(gòu)、具有原酸酯酸敏感基團(tuán)、降解可控的系列聚合物的應(yīng)用，其特征在于自身帶有的正電荷可以和帶有負(fù)電荷的基因穩(wěn)定結(jié)合成納米級(jí)復(fù)合物，其具有的酸敏感基團(tuán)和降解可控的特點(diǎn)，使其可以作為高效、穩(wěn)定、低毒、緩控釋的基因載體應(yīng)用與基因治療領(lǐng)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米級(jí)復(fù)合物的制備方法，其特征為:將權(quán)利要求1所述的聚合物和基因藥物(DNA/RNA)用去離子水溶解，混合，渦旋振蕩30s，室溫靜止30min，聚合物即可以和DNA/RNA通過靜電結(jié)合自組裝成納米復(fù)合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備具有支化結(jié)構(gòu)的、酸敏感、降解可控的系列聚合物的方法。此聚合物以乙二醇二縮水甘油醚A和一種二元胺酸敏感原酸酯單體B，結(jié)構(gòu)式為為骨架，按A∶B的摩爾比1-2∶1合成。A兩端的環(huán)氧基團(tuán)開環(huán)與B兩端的氨基發(fā)生聚合反應(yīng)。當(dāng)A與B摩爾比為1∶1時(shí)，聚合物主要以線性形式存在；隨著A摩爾比增加，線性聚合物間開始交聯(lián)(支化)，從而形成網(wǎng)狀；當(dāng)A和B摩爾比達(dá)到2∶1，聚合物將形成三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。即隨著A/B摩爾比提高，聚合物支化程度提高。此聚合物自身帶有陽(yáng)離子，且具有酸敏感、降解可控、生物相容性良好的特性，因此在基因治療領(lǐng)域具有重大的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C08G73/00GK103254427SQ20131015090
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者王睿, 唐汝培, 鞏凱 申請(qǐng)人:江南大學(xué)