一種pH響應聚合物混合膠束及其應用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種pH響應聚合物混合膠束及其應用，具體涉及一種具有靶向緩控 釋放藥物的嵌段聚合物混合膠束載體材料及其制備方法與實例應用，屬于藥物功能性載體 材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 納米藥物輸送系統(tǒng)是最近這幾年的一個研宄熱點，納米藥物載體是指粒徑大小 在10~300nm的一類新型載體，一般是由天然的或者是合成高分子材料制成，可通過皮、皮 下、肌肉注射、靜脈注射、動脈注射和體腔黏膜吸附和口服等多種方式將藥物送至病灶部位 并釋放藥物，達到治療目的，因此具有廣闊的應用前景。常用的納米藥物載體有納米粒、月旨 質(zhì)體、水凝膠、膠束等等。而在注射給藥時，很多藥物的溶解性很差，或者帶有一定毒性，要 使病變部位到達可觀療效時已經(jīng)超過了毒性濃度，因此一個理想的納米藥物輸送體系應具 備以下性質(zhì)：有高的載藥量和包載率達到對藥物增溶的作用；方便簡單的合成制備工藝條 件；對人體無毒無害；而且對病變部位的細胞環(huán)境產(chǎn)生足夠的響應，能夠緩控釋放出藥物。
[0003] 為了達到這樣的目的，PH響應的兩親性嵌段聚合物是首選的材料，因為此種材料 在水溶液中能自組裝成為具有核殼結(jié)構(gòu)的聚合物膠束。而作為注射性給藥體系時，載體可 根據(jù)人體內(nèi)PH的差異，使得膠束在pH=7. 4的人體正常細胞環(huán)境中保持足夠的穩(wěn)定性，而且 盡可能的降低藥物的釋放；當膠束到達癌癥病變細胞時，由于病變細胞周圍以及內(nèi)部的微 酸環(huán)境下PH可達5. 0左右，這個時候膠束開始發(fā)生響應，不斷的溶漲并緩慢釋放所包載的 藥物，達到了靶向給藥系統(tǒng)的作用。但是，過去很多用作藥物載體的材料都是單一的聚合 物，單一的聚合物作為藥物載體有其自身的缺點：為了達到與藥物結(jié)合的目的必須有足夠 多的疏水嵌段以致于親水嵌段比例的下降，隨著親水嵌段比例的下降必定會造成膠束外殼 的變薄甚至出現(xiàn)親水嵌段不足以包埋膠束表面的現(xiàn)象，這樣的后果是導致了藥物的包載率 低下以及膠束的崩解等等；另外，單一的聚合物作為載體的同時也擁有著PH響應的功能， 這樣一旦載體開始發(fā)生PH響應的瞬間，載體的pH響應嵌段已經(jīng)不能包埋藥物，必定會造成 一定的突釋放現(xiàn)象。
[0004] 為了解決這個問題，聚合物混合膠束的開發(fā)很有必要，目的就是讓兩種或兩種以 上不同的聚合物在混合膠束中起到不同的作用。此類膠束可以將多種功能嵌段整合到 同一個膠束體系中，避免了復雜聚合物繁瑣的合成過程，并達到PH響應的目的。Lin等 (Biomacromolecules, 2008，9(1): 255-262)利用聚谷氨酸-聚谷氨酸（PLGA-PPO-PLGA) 和聚乙二醇-聚環(huán)氧丙烷（PEG-PPO)制備具有pH響應性的一系列載DOX膠束，在中性和 堿性條件下PLGA形態(tài)為蜷曲狀，當在酸性條件下形態(tài)發(fā)生改變，成為螺旋狀從而使得混合 膠束發(fā)生相分離，提供使藥物分子擴散的微通道，并通過調(diào)節(jié)兩種聚合物的比例實現(xiàn)對DOX 的pH響應性控制釋放。Bae等（PharmaceuticalResearch, 2008，25(9): 2074-2082) 首先用聚組氨酸-聚乙二醇（PolyHis-PEG)和聚乳酸-聚乙二醇（PLA-PEG)制備了一系 列混合載藥膠束，以及用聚組氨酸-聚乙二醇（PolyHis-PEG)和聚乳酸-聚乙二醇-葉酸 (PLA-PEG-folate)制備了載有DOX的pH響應性混合膠束，并研宄了各自混合膠束在不同pH條件下的藥物釋放性能和在腫瘤細胞中的滲透能力。
[0005] 專利（US2005070721-A1，US7229973-B2)公開了一種由聚乳酸-聚乙二醇和聚乙 二醇-聚組氨酸制備的聚合物混合膠束，表明了該膠束具有PH響應的靶向給藥功能；專利 W02010018286-A1，ES2333087-A1公開了一種由聚乙二醇作親水嵌段連接樹枝狀聚合物與 線性聚組氨酸作用形成聚合物混合膠束，用作藥物和診斷劑的載體，調(diào)控膠束的整體結(jié)構(gòu) 來實現(xiàn)pH響應的包載和釋放，實質(zhì)是通過聚合物響應環(huán)境的pH值使得聚組氨酸所帶電荷 性質(zhì)發(fā)生變化。
[0006] 目前，從現(xiàn)有的研宄報道來看，應用于疏水性藥物注射性給藥體系的聚合物混合 膠束載藥體系還遠沒有達到令人滿意的性能，如何在維持高載藥量的前提下緩解或消除突 釋現(xiàn)象；如何提高藥物載體的PH靶向定位能力和治療效率，這是當前面臨的兩個最主要的 難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，制備了一種pH響應的聚合物混合膠束，其 中一種聚合物MPEG-b-PDEAEMA是通過將親水嵌段單甲氧基聚乙二醇溴代化，然后用ATRP 法把具有pH響應性的甲基丙烯酸N，N-二乙氨基乙酯作為pH響應嵌段引入到聚合物中制 得，具有PH響應性；另一種聚合物MPEG-b-PCL是由親水嵌段單甲氧基聚乙二醇直接引發(fā)作 為疏水嵌段的e-己內(nèi)酯開環(huán)聚合所得，具有兩親性。并將其用于疏水性抗癌藥物注射性 給藥體系，以提高疏水性藥物注射性給藥體系的穩(wěn)定性、靶向定位能力、藥物的包載效率及 控制釋放性能。
[0008] 為實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下： 本發(fā)明的總體構(gòu)思是：合成一種對注射性疏水藥物具有增容性質(zhì)的兩親性聚合物，和 一種對pH值具有響應性的兩親性聚合物，并與疏水性抗癌藥物按照一定質(zhì)量比例混合配 制，制成聚合物混合膠束應用于注射性疏水性藥物的包載以及作為帶PH響應的靶向釋放 的功能性載體。具體地來說，為了使兩種不同的聚合物具有更好的相容能力，本發(fā)明的兩個 聚合物都采用了具有良好的生物相容性的單甲氧基聚乙二醇（MPEG)作為親水性嵌段，為了 提高聚合物膠束對疏水性藥物的載藥量，本發(fā)明以同樣具有良好的生物相容性的e-己內(nèi) 酯為原料，通過羥基直接引發(fā)e-己內(nèi)酯開環(huán)聚合合成MPEG-b-PCL，該聚合物不具備pH響 應性，在混合膠束中起到保護膠束和防止突釋的作用。為了使混合膠束具備pH響應性，本 發(fā)明的另外一種聚合物，以MPEG為親水嵌段，通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP)引入低生物 毒性的聚甲基丙烯酸N，N-二乙胺基乙酯（PDEAEMA，pKb=6. 9)作為pH響應嵌段，反應生成 MPEG-b-PDEAEMA聚合物，該聚合物具有pH響應性，在中性pH值時具有兩親性，可使載藥混 合膠束保持穩(wěn)定，在微酸性pH下ToEAEMA嵌段質(zhì)子化，由疏水性轉(zhuǎn)化成親水性，可使載藥混 合膠束溶解速率增加，藥物釋放加快，從而實現(xiàn)PH響應的控制釋放。
[0009] 本發(fā)明考察了MPEG-b-PCL和MPEG-b-PDEAEMA這兩種聚合物的聚合度以及混合的 不同比例對聚合物混合膠束性能的影響，發(fā)現(xiàn)當合成的兩種聚合物分子量大致相同，且與 疏水性抗癌藥物混合配比為1~4 :0~4 :2~3時，混合所制得的聚合物混合膠束能獲得分布均 勾的粒徑，當兩個聚合物的分子量范圍控制在9000~15000g/mol時，可在很大程度上提高 載藥量和達到較高pH響應緩控釋放性能。
[0010] 本發(fā)明的具體工藝條件和制備過程如下： 首先是通過對親水嵌段甲氧基聚乙二醇溴代化，然后通過ATRP法把pH響應嵌段甲基 丙烯酸N，N-