專利名稱：聚丙烯酸/聚肽接枝共聚物及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種聚丙烯酸與聚肽的接枝共聚物及其制備方法和應用。
背景技術：
兩親性聚肽共聚物，其自組裝所形成的納米膠束粒徑分布窄、主鏈上眾多的肽鍵在體內蛋白酶作用下易斷裂降解生成無毒的小分子，是一類被廣泛應用于制備納米藥物載體的共聚物。
現有用于制備納米藥物載體(載藥膠束)的聚肽共聚物，主要為兩親性聚肽嵌段共聚物和以疏水性聚肽為主鏈、親水鏈段為側鏈的聚肽接枝共聚物。前者通過親水鏈段大分子引發制得，后者則通過酯交換反應制得，但兩者均缺乏pH響應性(即對所處應用環境的pH值的變化不敏感)。
發明內容
本發明目的之一，在于提供一種具有pH響應性的聚丙烯酸/聚肽接枝共聚物；本發明目的之二，在于公開一種制備上述共聚物的方法；本發明目的之三，在于公開一種上述共聚物的用途。
本發明所說的聚丙烯酸/聚肽接枝共聚物，其具有式(1)所示結構 式(1)中，R為甲基、乙基或苯甲基(CH2C6H5)；m＝10～20000；n＝2～2000；x＝5～200。
制備上述聚丙烯酸/聚肽接枝共聚物方法的主要步驟是首先將聚丙烯酸(PAA)、溶劑和縮合劑置于反應器中，然后向該反應器中加入聚肽均聚物，在常溫(15℃～30℃)反應制得目標物；
其中所說的聚肽均聚物為聚γ-苯甲基-L-谷氨酸酯(PBLG)、聚γ-乙基-L-谷氨酸酯(PELG)或聚γ-甲基-L-谷氨酸酯(PMLG)，其制備參見Synthetic polypeptides.Part II.Polyglutamic Acid.，J.chem.soc.，3239，1950。
在本發明中，推薦使用的溶劑是N，N-二甲基甲酰胺(DMF)；推薦使用的縮合劑是N，N′-二環己基碳二亞胺(DCC)、雙異丙基碳二亞胺(DIC)、3-乙基-1-(3-二甲基丙基)碳二亞胺(EDC)、N，N′-羰基雙咪唑三氟甲磺酸鹽(CBMIT)或焦碳酸二叔丁酯(Boc2O)等。
本發明設計并制備的聚丙烯酸/聚肽接枝共聚物可用于疏水類藥物的納米級控釋載體。
即，將本發明所說聚丙烯酸/聚肽接枝共聚物、疏水類藥物[如(但不限于)萘普生(naproxen)、阿霉素(adriamycin)或紫杉醇(paclitaxel)等]及溶劑[推薦使用N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、四氫呋喃(THF)、二甲基亞砜(DMSO)、二氧六環等]通過現有超微透析技術可制得納米級載藥膠束(共聚物與藥物的投料比為10/1～10/5)。
本發明的優點在于1、本發明所述的聚丙烯酸/聚肽接枝共聚物具有pH響應性；2、本發明所述的聚丙烯酸/聚肽接枝共聚物易于制備，且共聚物中親、疏水鏈段的相對含量可精確控制；3、基于本發明所述的聚丙烯酸/聚肽接枝共聚物的載藥膠束，隨著膠束結構、大小以及環境pH值的不同，其載藥量和釋放速率也不同，為藥物控釋載體的研究提供了依據。
圖1為PAA-PBLG接枝共聚物納米載藥(萘普生)膠束透射電鏡圖。
具體實施例方式
以下通過實施例對本發明作進一步闡述，其目的僅在于更好理解本發明目的而非限制本發明的保護范圍。
實施例一將10克PAA和41克PBLG，用100克DMF完全溶解后，加入2克DCC，在常溫下進行酰胺化反應3天，得到如下結構的PAA-PBLG接枝共聚物，其中m＝685，n＝50，x＝20。
實施例二將4克PAA和19克PBLG，用200克DMF完全溶解后，加入1克Boc2O，在常溫(15℃～30℃)下進行酰胺化反應3天，得到結構如實施例一所示PAA-PBLG接枝共聚物，其中m＝9320，n＝500，x＝30。
實施例三將20克PAA和13克PELG，用200克DMF完全溶解后，加入0.2克CBMIT，在常溫(15℃～30℃)下進行酰胺化反應3天，得到如下結構的PAA-PELG接枝共聚物，其中m＝6940，n＝10，x＝200。
實施例四將5克PAA和19克PELG，用150克DMF完全溶解后，加入2.5克EDC，在常溫(15℃～30℃)下進行酰胺化反應3天，得到結構如實施例三所示的PAA-PELG接枝共聚物，其中m＝5940，n＝1000，x＝10。
實施例五將10克PAA和41克PMLG，用150克DMF完全溶解后，加入1.8克EDC，在常溫(15℃～30℃)下進行酰胺化反應3天，得到如下結構的PAA-PMLG接枝共聚物，其中m＝2638，n＝140，x＝20。
實施例六將20克PAA和39克PMLG，用150克DMF完全溶解后，加入6.0克Boc2O，在常溫(15℃～30℃)下進行酰胺化反應3天，得到結構如實施例五所示PAA-PMLG接枝共聚物，其中m＝18882，n＝2000，x＝10。
實施例七將20克PAA和220克PMLG，用400克DMF完全溶解后，加入2克DIC，在常溫(15℃～30℃)下進行酰胺化反應3天，得到結構如實施例五所示的PAA-PMLG接枝共聚物，其中m＝260，n＝15，x＝100。
實施例八將10克PAA和15克PMLG，用150克DMF完全溶解后，加入4克DCC，在常溫(15℃～30℃)下進行酰胺化反應3天，得到結構如實施例五所示PAA-PMLG接枝共聚物，其中m＝12，n＝2，x＝5。
實施例九將20克實施例一中制備的PAA-PBLG接枝共聚物和5克萘普生藥物，用100克DMF溶解，待完全溶解后，移入截留分子量為3500的透析袋內，置入去離子水中透析，48小時后將透析袋內膠束溶液離心分離除去未包埋藥物，取上層清液經0.45μm濾膜過濾，冷凍干燥后得納米級載藥膠束。得到的PAA-PBLG接枝共聚物納米載藥膠束平均粒徑為100nm，載藥量19.2％。透射電鏡觀察顯示(如圖1)，載藥膠束為球形。在磷酸鹽模擬體液中(pH＝7.4)1小時、24小時、48小時累計釋放量分別為19.4％、45.2％、62.9％。
實施例十實施例九制得的PAA-PBLG/萘普生載藥膠束，在鹽酸溶液(pH＝1.1)中1小時、24小時、48小時累計釋放量分別為10.9％、37.7％、58.4％。
實施例十一實施例九制得的PAA-PBLG/萘普生載藥膠束，在碳酸氫鈉-碳酸鈉緩沖溶液(pH＝10.0)中1小時、24小時、48小時累計釋放量分別為24.3％、60.4％、85.9％。
實施例十二將20克實施例四中制備的PAA-PELG接枝共聚物和5克萘普生藥物，用100克DMSO溶解，待完全溶解后，移入透析袋內，置入去離子水中透析，48小時后將透析袋內膠束溶液離心分離除去未包埋藥物，取上層清液經0.45μm濾膜過濾，冷凍干燥后得納米級載藥膠束。得到的PAA-PELG接枝共聚物納米載藥膠束平均粒徑為130nm，載藥量10.0％。電鏡觀察顯示，載藥膠束為球形。在磷酸鹽模擬體液中(pH＝7.4)1小時、24小時、48小時累計釋放量分別為20.7％、57.8％、75.3％。
實施例十三將20克實施例七中制備的PAA-PMLG接枝共聚物和5克萘普生藥物，用100克二氧六環溶解，待完全溶解后，移入透析袋內，置入去離子水中透析，48小時后將透析袋內膠束溶液離心分離除去未包埋藥物，取上層清液經0.45μm濾膜過濾，冷凍干燥后得納米級載藥膠束。得到的PAA-PMLG接枝共聚物納米載藥膠束平均粒徑為90nm，載藥量15.3％。電鏡觀察顯示，載藥膠束為球形。在磷酸鹽模擬體液中(pH＝7.4)1小時、24小時、48小時累計釋放量分別為14.5％、40.3％、57.6％。
實施例十四將20克實施例二中制備的PAA-PBLG接枝共聚物和3克阿霉素藥物，用100克DMF溶解，待完全溶解后，移入透析袋內，置入去離子水中透析，48小時后將透析袋內膠束溶液離心分離除去未包埋藥物，取上層清液經0.45μm濾膜過濾，冷凍干燥后得納米級載藥膠束。得到的PAA-PBLG接枝共聚物納米載藥膠束平均粒徑為150nm，載藥量15.8％。電鏡觀察顯示，載藥膠束為球形。在磷酸鹽模擬體液中(pH＝7.4)1小時、24小時、48小時累計釋放量分別為18.3％、45.6％、59.8％。
實施例十五將20克實施例五中制備的PAA-PMLG接枝共聚物和3克阿霉素藥物，用100克THF溶解，待完全溶解后，移入透析袋內，置入去離子水中透析，48小時后將透析袋內膠束溶液離心分離除去未包埋藥物，取上層清液經0.45μm濾膜過濾，冷凍干燥后得納米級載藥膠束。得到的PAA-PMLG接枝共聚物納米載藥膠束平均粒徑為140nm，載藥量6.1％。電鏡觀察顯示，載藥膠束為球形。在磷酸鹽模擬體液中(pH＝7.4)1小時、24小時、48小時累計釋放量分別為23.5％、56.9％、71.2％。
實施例十六將20克實施例三中制備的PAA-PELG接枝共聚物和2克紫杉醇藥物，用100克DMF溶解，待完全溶解后，移入透析袋內，置入去離子水中透析，48小時后將透析袋內膠束溶液離心分離除去未包埋藥物，取上層清液經0.45μm濾膜過濾，冷凍干燥后得納米級載藥膠束。得到的PAA-PELG接枝共聚物納米載藥膠束平均粒徑為110nm，載藥量7.0％。電鏡觀察顯示，載藥膠束為球形。在磷酸鹽模擬體液中(pH＝7.4)1小時、24小時、48小時累計釋放量分別為37.4％、75.3％、87.8％。
實施例十七將20克實施例六中制備的PAA-PMLG聚肽接枝共聚物和2克紫杉醇藥物，用100克DMF溶解，待完全溶解后，移入透析袋內，置入去離子水中透析，48小時后將透析袋內膠束溶液離心分離除去未包埋藥物，取上層清液經0.45μm濾膜過濾，冷凍干燥后得納米級載藥膠束。得到的PAA-PMLG接枝共聚物納米載藥膠束平均粒徑為90nm，載藥量7.5％。電鏡觀察顯示，載藥膠束為球形。在磷酸鹽模擬體液中(pH＝7.4)1小時、24小時、48小時累計釋放量分別為28.7％、70.2％、81.3％。
權利要求
1.一種聚丙烯酸/聚肽接枝共聚物，其具有式(1)所示結構 式(1)中，R為甲基、乙基或苯甲基；m＝10～20000；n＝2～2000；x＝5～200。
2.一種制備如權利要求1所說的聚丙烯酸/聚肽接枝共聚物的方法，其特征在于，所說制備方法的主要步驟是首先將聚丙烯酸、溶劑和縮合劑置于反應器中，然后向該反應器中加入聚肽均聚物，在15℃～30℃反應制得目標物；其中所說的聚肽均聚物為聚γ-苯甲基-L-谷氨酸酯、聚γ-乙基-L-谷氨酸酯或聚γ-甲基-L-谷氨酸酯。
3.如權利要求2所說的制備方法，其特征在于，其中所說的縮合劑是N，N′-二環己基碳二亞胺、雙異丙基碳二亞胺、3-乙基-1-(3-二甲基丙基)碳二亞胺、N，N′-羰基雙咪唑三氟甲磺酸鹽或焦碳酸二叔丁酯。
4.如權利要求2所說的制備方法，其特征在于，其中所說的溶劑是N，N-二甲基甲酰胺。
5.如權利要求1所說的聚丙烯酸/聚肽接枝共聚物用于疏水類藥物的納米級控釋載體。
6.如權利要求5所說的用途，其特征在于，其中所說的疏水類藥物是萘普生(naproxen)、阿霉素(adriamycin)或紫杉醇(paclitaxel)。
全文摘要
本發明涉及一種聚丙烯酸與聚肽的接枝共聚物及其制備方法和應用。所說的接枝共聚物具有式(1)所示結構。制備式(1)所示共聚物的主要步驟是，首先將聚丙烯酸、溶劑和縮合劑置于反應器中，然后向該反應器中加入聚肽均聚物，在15℃～30℃反應制得目標物。本發明所說的共聚物可用于疏水類藥物的納米級控釋載體。本發明優點在于，設計并制備的聚丙烯酸/聚肽接枝共聚物具有pH響應性、易于制備，且共聚物中親、疏水鏈段的相對含量可精確控制。式(1)中，R為甲基、乙基或苯甲基；m＝10～20000；n＝2～2000；x＝5～200。
文檔編號C08F120/00GK1900144SQ20061002893
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月14日 優先權日2006年7月14日
發明者陳濤, 林嘉平, 朱健琦, 劉峰 申請人:華東理工大學