一種pH和溫度雙重響應性共聚物及其制備方法和用圖
【技術領域】
[0001] 本發明屬藥用高分子材料技術領域，具體涉及由烯丙基丙二酸與N-乙烯基己內 酰胺組成的PH和溫度雙重響應性共聚物、其制備方法和用途。
【背景技術】
[0002] 以環境響應性聚合物為載體的藥物傳遞系統能夠響應外界環境的微小刺激而引 起自身結構的變化，釋放出藥物，對于許多疾病（如腫瘤等）的治療具有長效低毒、可控及 高載藥量等優勢，在生物醫學領域具有廣闊的應用前景。其中，較易獲得并對外界環境刺激 響應較敏感的溫度和pH響應性高分子藥物載體受到了研究者們的廣泛關注。
[0003] 人體正常組織的pH值一般為7. 4,但是當機體發生異常時，例如發熱、感染或癌 變，組織往往呈現出更低的pH值。因此，可以利用這種pH變化制備pH響應性高分子藥物 載體，使其在血液循環中結構保持完整，不釋放藥物，而到達腫瘤等病變部位后，弱酸性環 境使得載體崩解或結構發生變化而釋放藥物，從而實現藥物在腫瘤等組織細胞的高富集， 最大限度地提高藥物的利用度。PH響應性聚合物的分子鏈上通常具有可解離的酸性或堿性 基團。常見的單體有甲基丙烯酸酯、賴氨酸和丙烯酸等一元羧酸及其酯類。含有二元羧酸 鏈段的PH響應性聚合物在每個鏈段上有兩個可電離的羧基，在同等條件下，比制備含有一 元羧酸鏈段的PH響應性聚合物的成本更低，但目前以二元羧酸衍生物為單體制備pH響應 性聚合物的研究報道較少。烯丙基丙二酸二乙酯是一種已經商品化的化合物，主要用作醫 藥原料和農藥中間體，其分子中有雙鍵，可發生自由基聚合，其分子中的兩個酯基水解后， 可形成兩個羧基，因此，烯丙基丙二酸二乙酯可成為合成具有PH響應性聚合物的單體。目 前尚未見有關烯丙基丙二酸二乙酯作為聚合物單體的文獻報道。
[0004] 具有溫度響應性的高分子藥物傳遞系統能自動感應病原體或熱原（如發熱、月中 瘤）存在下人體溫度的變化，使高分子材料產生智能化相變，藥物釋放速度加快；當身體 正常時，高分子材料即恢復原狀，釋藥速度也隨之下降，形成應答式釋藥系統，從而實現藥 物在病灶區的定時、定點可控釋放，最大限度地降低藥物的不良反應，提高藥物的生物利用 度。聚（N-乙烯基己內酰胺）（PNVCL)是一種溫度響應性聚合物，其低臨界溶液溫度（LCST) 接近人體的生理溫度，與目前研究最多的溫度響應性聚合物一聚（N-異丙基丙烯酰胺） (PNIPAM)不同的是PNVCL水解不會產生有毒的小分子胺，而且PNVCL的單體價格更便宜，因 此，PNVCL具有更好的生物相容性，在生物醫藥領域可能更加貼近實際應用。
[0005] 由于體內生物環境復雜，研制集pH響應性和溫度響應性于一體的pH和溫度雙重 響應性共聚物則可望獲得更適合體內生理環境的藥物載體，但目前文獻報道的pH和溫度 雙重響應性材料多數制備方法復雜，原料價格較貴，工業化成本較高。文獻檢索未見有關由 烯丙基丙二酸與N-乙烯基己內酰胺共聚形成的pH和溫度雙重響應性共聚物的研究報道。

【發明內容】

[0006] 本發明的目的是提供新的一種pH和溫度雙重響應性共聚物及其制備方法和應 用，制備該共聚物使用的原料價廉易得、制備方法簡單。
[0007] 本發明pH和溫度雙重響應性共聚物的分子結構如下式所示，其分子量為10000~ 30000〇
[0008]
[0009] 本發明pH和溫度雙重響應性共聚物的制備方法是按如下步驟：
[0010] (a)制備烯丙基丙二酸二乙酯與N-乙烯基己內酰胺的共聚物（PDEAM-co-PNVCL):
[0011] 將偶氮二異丁腈和N-乙烯基己內酰胺（NVCL)溶于二氧六環，偶氮二異丁腈與 N-乙烯基己內酰胺的質量比為1:320~350,每毫升二氧六環中溶有0. 1~0. 3g的N-乙 烯基己內酰胺；在氮氣氣氛下于65~75°C攪拌中滴加烯丙基丙二酸二乙酯的二氧六環溶 液，所加入烯丙基丙二酸二乙酯的二氧六環溶液與偶氮二異丁腈（AIBN)和N-乙烯基己內 酰胺（NVCL)二氧六環溶液的體積比是1:1~2,烯丙基丙二酸二乙酯和N-乙烯基己內酰胺 的質量比為1:3~10 ;于65~75°C聚合反應后，產物用THF溶解并于石油醚中共沉淀，收 集沉淀物，待有機溶劑揮發干后用蒸餾水溶解，將該水溶液用截留分子量為3500的透析袋 透析5~8天，經減壓蒸餾和真空干燥得烯丙基丙二酸二乙酯與N-乙烯基己內酰胺的共聚 物（PDEAM-co-PNVCL)。
[0012] (b)制備烯丙基丙二酸與N-乙烯基己內酰胺的共聚物（PAMA-co-PNVCL):
[0013] 將NaOH加入TOEAM-co-PNVCL的四氫呋喃溶液中，再加入蒸餾水，每毫升四氫呋喃 溶有 0· 02 ~0· 04g PDEAM-co-PNVCL，NaOH 和 PDEAM-co-PNVCL 的質量比為 1:1 ~L 5,蒸 餾水和四氫呋喃的體積比為1:2~2. 5 ;68~72°C反應48~52h后，冷至0~5°C，將產物 溶液的PH值調節至4-5,攪拌，用二氯甲烷萃取，分出的有機層經減壓蒸餾，剩余物蒸餾水 溶解后用截留分子量為3500的透析袋透析5~8天，減壓蒸餾，真空干燥制得烯丙基丙二 酸與N-乙烯基己內酰胺的共聚物（PAMA-co-PNVCL)。
[0014] 本發明共聚物的制備方法進一步優化是按經如下步驟：
[0015] (a)制備烯丙基丙二酸二乙酯與N-乙烯基己內酰胺的共聚物（PDEAM-co-PNVCL):
[0016] 將偶氮二異丁腈和N-乙烯基己內酰胺（NVCL)溶于二氧六環，所述偶氮二異丁腈 和N-乙烯基己內酰胺的質量比為1:320~350,每毫升二氧六環中溶有0. 1~0. 3g的N-乙 烯基己內酰胺；抽真空充氮氣3~5次，每次30~60min，65~75°C攪拌下滴加烯丙基丙 二酸二乙酯的二氧六環溶液，所加入烯丙基丙二酸二乙酯的二氧六環溶液與偶氮二異丁腈 (AIBN)和N-乙烯基己內酰胺（NVCL)二氧六環溶液的體積比是1:1~3,烯丙基丙二酸二 乙酯和N-乙烯基己內酰胺的質量比為1:3~10 ;65~75°C聚合反應20~30h，產物用THF 溶解后倒入石油醚中共沉淀2~5次，收集沉淀，待有機溶劑揮發干后用蒸餾水溶解，將產 物的水溶液倒入截留分子量為3500的透析袋中，透析5~8天，減壓蒸餾蒸出水后，真空干 燥得烯丙基丙二酸二乙酯與N-乙烯基己內酰胺的共聚物（PDEAM-co-PNVCL)。
[0017] (b)制備烯丙基丙二酸與N-乙烯基己內酰胺的共聚物（PAMA-CO-PNVCL):
[0018] 將NaOH加入TOEAM-co-PNVCL的四氫呋喃溶液中，再加入蒸餾水，每毫升四氫呋喃 溶有 0· 02 ~0· 04g PDEAM-CO-PNVCL，NaOH 和 PDEAM-CO-PNVCL 的質量比為 1:1 ~I. 5,蒸 餾水和四氫呋喃的體積比為1:2~2. 5 ;70°C反應48~52h后，冷至室溫。將反應瓶置于 冰水浴中，用〇. 1~〇. 2mol/mL的鹽酸將產物溶液的pH調節至4-5,攪拌1~2h，用二氯甲 烷萃取3~4次，分出的有機層經減壓蒸餾蒸出有機溶劑后，剩余物用蒸餾水溶解后轉移至 截留分子量為3500的透析袋中，透析5~8天，減壓蒸餾蒸出水后，真空干燥制得烯丙基丙 二酸與N-乙烯基己內酰胺的共聚物（PAMA-co-PNVCL)。
[0019] 本發明pH和溫度雙重響應性共聚物的應用是在水中自組裝形成納米膠束，作為 鬼臼毒素藥物的控制釋放載體。
[0020] 本發明制備的烯丙基丙二酸與N-乙烯基己內酰胺的共聚物（PAMA-co-PNVCL)具 有pH和溫度雙重響應特性，透過率測定結果表明，共聚物的LCST隨pH的減小而降低。共 聚物的LCST也受共聚物濃度和烯丙基丙二酸與N-乙烯基己內酰胺鏈段比的影響，隨共聚 物濃度的增加而降低；對于相同濃度的共聚物水溶液，其LCST隨烯丙基丙二酸含量的增加 而升高。
[0021] 本發明制備的烯丙基丙二酸與N-乙烯基己內酰胺的共聚物（PAMA-co-PNVCL)具 有兩親性，在選擇性溶劑中能自組裝為膠束，其膠束溶液的制備方法為：
[0022] 將5mg烯丙基丙二酸與N-乙烯基己內酰胺的共聚物（PAMA-co-PNVCL)溶于少量 四氫呋喃（THF)中，完全溶解后，攪拌下加入少量蒸餾水，室溫下蒸出有機溶劑，殘留液轉 入5mL容量瓶中加入蒸餾水定容得1.0 mg/mL膠束溶液。
[0023] 載藥膠束的制備方法為：
[0024] 將50mg烯丙基丙二酸與N-乙烯基己內酰胺的共聚物（PAMA-co-PNVCL)和15mg鬼 臼毒素溶于IOmL丙酮，攪拌至完全溶解后，攪拌下緩慢加入IOmL去離子水，室溫攪拌除去 丙酮，剩余溶液在4000r/min下離心30min，取上層清液干燥后制得共聚物PAMA-co-PNVCL 載鬼白毒素膠束。
[0025] 膠束對藥物的載藥率和包封率測定：
[0026] 將干燥后的載藥膠束用乙醇稀釋，得到膠束濃度為0. lmg/mL的鬼臼毒素溶液，測 其紫外吸光度，計算載藥膠束溶液中鬼白毒素的含量，按以下公式計算載藥率和包封率：載 藥率（％ )=(載藥量/載體量）X100%，包封率