响应型靶向胞内释药的两亲嵌段共聚物载药胶束及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于刺激响应型胶束领域，特别涉及一种K+响应型靶向胞内释药的两亲嵌 段共聚物载药胶束及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 嵌段共聚物胶束是由两亲嵌段共聚物在溶液中自组装形成的有序聚集体，嵌段共 聚物分散在水溶液中，在亲疏水作用下，其中的亲水片段形成壳、疏水片段形成核，形成具 有亲水壳疏水核的胶束。这类胶束具有较低的临界胶束浓度（CMC)和高度的动力学稳定 性，不受稀释效应的影响；其亲水的壳可以阻止蛋白质与巨噬细胞的识别，延长胶束在血液 中的循环时间；增溶空间较大；尺寸在10~200nm之间，对于具有增强渗透滞留效应（EPR) 的炎症组织以及癌症组织具有较好的主动靶向能力，可降低毒副作用。依据疏水嵌段的不 同性质，嵌段共聚物胶束可通过物理、化学以及静电作用等方法包裹药物，在难溶性药物、 大分子药物和基因治疗药物的给药方面具有独特的优势。
[0003] 目前，针对聚合胶束药物载体的研宄已开始进入临床试验阶段，为了提高胶束作 为药物载体时的靶向能力，从而提高治疗的安全性和有效性，人们将能够响应PH、温度、磁 场、光、酶等刺激因素的功能化结构单元引入到嵌段共聚物中，制备得到了一系列具有刺激 响应性的智能胶束。如温度响应型胶束、pH响应型胶束、光响应型胶束、超声响应型胶束、 磁场响应型胶束、酶与生物分子刺激响应型胶束、温度-PH响应型胶束、温度-磁场响应型 胶束、pH-盐响应型胶束、温度-pH-光响应型胶束、温度-pH-醇响应型胶束等。
[0004] 目前报道的刺激响应型胶束都还存在一定的缺陷和不足。对于光、超声以及磁场 响应型胶束药物载体，在给药过程中需要施加光、超声、磁场等刺激手段，不但操作复杂、给 药不便，而且在给药过程中，在施加上述刺激因素的部位部药物载体就会开始释放药物，导 致药物无法准确定位到癌细胞内部，不仅降低了药物的利用率，还会导致药物对正常细胞 产生毒副作用。温度与PH刺激响应型胶束通常是根据体内癌变组织与正常组织之间的pH 值或温度差异对胶束的释药行为进行控制，例如，正常组织的pH约为7. 4,而癌变组织的pH 约为6. 8,癌变部位的温度比正常组织稍高或稍低，但这些差异都很小，对胶束的释药行为 的控制能力十分有限。具有胞内特殊生物活性分子刺激响应性的胶束能够实现在癌细胞内 部释药，但可利用的生物活性分子的种类有限，因此该类胶束的应用非常局限，并且，目前 对于导致胶束释药所需的生物活性分子的确切浓度尚不清楚，在循环过程中体内微量的生 物活性分子的存在都可能导致释药行为的提前发生，导致其靶向控释的效果不佳。因此，有 必要开发出靶向控释性能更好的载药胶束。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供K+响应型靶向胞内释药的两亲嵌段 共聚物载药胶束及其制备方法，以丰富载药胶束的种类，提高载药胶束的靶向控释性能。
[0006] 本发明所述种K+响应型靶向胞内释药的两亲嵌段共聚物载药胶束，具有疏水核和 亲水壳，该两亲嵌段共聚物载药胶束由式（I)结构的两亲嵌段共聚物和疏水性药物组成， 疏水性药物包裹在两亲嵌段共聚物的疏水嵌段形成的疏水核中，
[0007]
或者一C(CH3) 3，y/ (x+y) = 0? 1 ~0? 3，z/ (x+z) = 0? 16 ~0? 17,m= 5 ~50，（x+y+z)= 50 ~300。
[0009] 上述载药胶束的粒径为40~200nm。
[0010] 上述载药胶束的载药量根据实际应用的需求进行负载，通过增大两亲嵌段共聚物 中疏水嵌段与亲水嵌段的比例，或者增加药物负载时疏水性药物的投料量，或者通过对待 负载的药物进行改性增加其疏水性，均可增加载药胶束的载药量；所述载药胶束中疏水性 药物的含量优选为3~IOwt%。
[0011] 上述载药胶束所载的疏水性药物根据实际应用需求进行确定，疏水性药物可为阿 霉素、紫杉醇或者泼尼松。
[0012] 本发明所述K+响应型靶向胞内释药的两亲嵌段共聚物载药胶束的制备方法，步骤 如下：
[0013] (1)将由式（I)结构的两亲嵌段共聚物和疏水性药物溶解于所述两亲嵌段共聚 物的疏水嵌段与亲水嵌段以及疏水性药物的共溶剂中，所述共溶剂的量应使所述两亲嵌段 共聚物和疏水性药物完全溶解；
[0014]
或者一C(CH3) 3，y/ (x+y) = 0? 1 ~0? 3，z/ (x+z) = 0? 16 ~0? 17,m= 5 ~50，（x+y+z)= 50 ~300 ;
[0016] (2)向步骤（1)所得溶液中滴加水使所述两亲嵌段共聚物的浓度为0. 1~5mg/L， 然后透析除去共溶剂，过滤，冷冻干燥，即得两亲嵌段共聚物载药胶束。
[0017] 上述方法中，所述共溶剂只要能将两亲嵌段共聚物的疏水嵌段与亲水嵌段以及疏 水性药物良好溶解即可，具体会因疏水性药物的不同而有所不同，所述共溶剂优选为四氢 呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、1，4-二氧六环或者二甲基乙酰胺。
[0018] 上述方法中，式（I)结构的两亲嵌段共聚物的制备方法如下：
[0019] ①合成疏水嵌段
[0020] 将甲基丙烯酸甲酯或者甲基丙烯酸叔丁酯、三硫酯、偶氮二异丁腈和四氢呋喃加 入反应容器中形成混合液，向反应容器的液面以下通氮气以除去所述混合液中的氧气，然 后于65~75°C反应5~12h，将所得反应液滴加到正己烷中沉淀后过滤，将过滤所得固相 用四氢呋喃洗涤并干燥，即得疏水嵌段；
[0021] 所述甲基丙烯酸甲酯或者甲基丙烯酸叔丁酯、三硫酯与偶氮二异丁腈的摩尔比为 (5~50) : 1: (0. 05~0. 5)，四氢呋喃的使用量应使混合液中甲基丙烯酸甲酯或者甲基丙烯 酸叔丁醋的浓度为10~30wt% ;
[0022] ②合成两亲嵌段共聚物
[0023] 将N-异丙基丙烯酰胺、苯并15冠5丙烯酰胺、丙烯酰胺、步骤（1)所得疏水嵌 段、偶氮二异丁腈和四氢呋喃加入反应容器中形成混合液，向反应容器的液面以下通氮气 以除去所述混合液中的氧气，然后于65~75°C反应12~36h，将所得反应液滴加到乙醚中 沉淀后过滤，将所得固相用四氢呋喃洗涤并干燥，即得两亲嵌段共聚物聚（甲基丙烯酸甲 酯）_嵌段-聚（N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-苯并15冠5丙烯酰胺）或 者聚（甲基丙烯酸叔丁酯）_嵌段-聚（N-异丙基丙烯酰胺-共聚-苯并-15-冠5-丙烯 酰胺-共聚-丙烯酰胺）；
[0024] 所述N-异丙基丙烯酰胺、步骤⑴所得疏水嵌段、偶氮二异丁腈的摩尔比为 (30~300) :1 : (0. 05~0. 5)，四氢呋喃的使用量应使混合液中N-异丙基丙烯酰胺的浓度 为10~30wt%，所述丙烯酰胺的摩尔量占丙烯酰胺和N-异丙基丙烯酰胺摩尔量之和的 16~17%，所述苯并15冠5丙烯酰胺的摩尔量占苯并15冠5丙烯酰胺和N-异丙基丙烯 酰胺摩尔量之和的10~30%。
[0025] 上述方法中，所述三硫酯为2_(十二烷基三硫代碳酸酯基）-2_甲基丙酸或者 4 _氛基_4-[(十二烷基硫烷基硫幾基）硫烷基]戊酸。
[0026] 上述方法中的步骤（1)中，疏水性药物的投加量与载药胶束的载药量有关，疏水 性药物的投加量根据实际应用中对载药量的需求进行确定，疏水性药物的加入量优选为两 亲嵌段共聚物质量的3~15wt%。
[0027] 上述方法中，疏水性药物根据实际应用需求进行确定，疏水性药物可为阿霉素、紫 杉醇或者泼尼松。
[0028] 上述方法的步骤（2)中，透析操作时每2~5h换一次水，透析时间为4~7天。
[0029] 上述方法的步骤（2)中，过滤的作用是除去透析所得溶液中可能存在的细菌和其 他杂质，过滤时采用的滤膜的优选为直径0. 45ym。
[0030] 上述方法中，所述水为去离子水或者蒸馏水。
[0031] 上述方法中，步骤（2)中水的滴加速率为每100~300秒滴加lmL。
[0032] 本发明所述K+响应型靶向胞内释药的两亲嵌段共聚物载药胶束的药物释放机理 如下：
[0033] 本发明的两亲嵌段共聚物以生物相容性的聚（甲基丙烯酸甲酯）或聚（甲基丙烯 酸叔丁酯）（PMMA或PBMA)嵌段为疏水嵌段，以含有N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM)、苯并15冠 5 (B15C5)和丙烯酰胺（Am)单元的嵌段为亲水嵌段，通过可逆加成-断裂链转移自由基聚合 (RAFT)的方法合成的。该两亲嵌段共聚物中的B15C5能够特异性地络合K+而降低两亲嵌 段共聚物的亲水性，其低临界溶解温度（LCST)随之降低，并且在一定范围内K+浓度越高， 两亲嵌段共聚物的亲水性和LCST降低程度越大，若LCST降低至环境温度以下则分子由收 缩状态转变为溶胀状态。本发明所述的载药胶束是以上述两亲嵌段共聚物和疏水性药物通 过自组装形成的具有疏水核和亲水壳的胶束，疏水性药物包裹在胶束的疏水核中。正常的 细胞内K+的浓度为140~150mmol/L，细胞外（包括血浆和组织间液）K+的浓度为为3. 5~ 5. 5mmol/L。当载药胶束进入体内后，细胞外的K+浓度较低，载药胶束的LCST高于体温，载 药胶束保持其自身形态，载药胶束由于癌症组织的EPR效应被截留在癌变部位并被细胞内 吞进入细胞内，由于细胞内部的K+浓度较高，载药胶束会特异性地络合K+，导致其LCST降 低至体温以下，从而载药胶束的壳由亲水变为疏水，载药胶束由于自身的亲疏水平衡被打 破而解离，释放出所包载的疏水性药物。
[0034] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0035] 1、本发明提供了一种新型