CN103396545B - 聚合物、葡萄糖敏感纳米凝胶、葡萄糖敏感载药纳米凝胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种式（I）所示的聚合物，其制备方法为将式（II）所示的聚合物和3-氨基苯硼酸在缩合剂的作用下反应得到。本发明还提供了一种葡萄糖敏感纳米凝胶，由式（I）所示的聚合物在季铵盐作用下交联得到；所述葡萄糖敏感纳米凝胶与药物组合得到葡萄糖敏感载药纳米凝胶。所述葡萄糖敏感纳米凝胶具有良好的生物相容性和生物降解性，能在生物体内降解而不会对生物体产生危害；其作为载体材料可对葡萄糖浓度的变化做出迅速的反应，有利于药物在高葡萄糖浓度下迅速释放，提高药物的疗效。

Description

聚合物、葡萄糖敏感纳米凝胶、葡萄糖敏感载药纳米凝胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子领域，特别涉及聚合物、葡萄糖敏感纳米凝胶、葡萄糖敏感载药纳米凝胶及其制备方法。

背景技术

糖尿病已成为继肿瘤、心血管疾病之后危害人类健康的三大杀手之一，且糖尿病患者人数近年来呈现急剧增加的趋势，对于糖尿病的治疗也已迫在眉睫。糖尿病是一种内源性疾病，是由于体内胰岛素分泌不足而造成的血糖升高尿中含糖的一种病症，对于糖尿病的治疗临床上一般采取注射胰岛素的方法。虽然注射胰岛素能够快速达到降低血糖的目的，但每天数次注射胰岛素不仅麻烦，而且会出现皮肤红肿、痛痒、硬结、感染等严重的副作用，给病人带来了极大的身心痛苦。因此需要将胰岛素担载于载体材料上，使其可以在高血糖时大量快速地释放胰岛素而在正常血糖范围时较少或者不释放胰岛素，不仅可以模拟人体胰腺分泌胰岛素控制血糖的模式，而且可以减少胰岛素的注射次数大大提高病人的顺从性。

环境敏感型材料是能够响应外界环境刺激，如温度、离子浓度、pH值、葡萄糖等，并发生相应变化的一类高分子材料。目前，常用的环境敏感材料包括温敏性、pH敏感性、磁响应、电响应材料等。其中，智能凝胶中葡萄糖敏感材料由于能够响应葡萄糖浓度的变化而发生相应性能的改变，从而将所担载胰岛素等治疗糖尿病的药物释放出来而得到广泛的研究。

常用于葡萄糖敏感胰岛素自调式给药的材料主要有三类：基于凝集素伴刀豆球A（ConA）的材料、基于葡萄糖氧化酶（GOD）的材料和基于苯硼酸（PBA）的材料。由于生物毒性和不稳定性限制了ConA和GOD作为葡萄糖敏感胰岛素传递系统的应用。苯硼酸及其衍生物与多醇基化合物发生成酯反应，如果有能够与其形成更强酯键的葡萄糖存在，则会发生置换反应且引起材料性能的变化。因其相对的稳定性和低毒性，基于苯硼酸（PBA）的葡萄糖敏感材料在治疗糖尿病的研究中具有更广阔的前景。

现有技术公开了多种含有苯硼酸的葡萄糖敏感纳米凝胶材料，如ValérieRavaine等用聚N-异丙基丙烯酰胺（NIPAAm）、苯硼酸、交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和乙二醇二（甲基丙烯酸）酯制备得到了对葡萄糖浓度十分敏感的纳米凝胶（Langmuir,2011,27(20),p12693-12701）；现有技术也公开了一种聚（N-异丙基丙烯酰胺-co-4-丙烯基吡啶-co-丙烯酰氨基苯硼酸）葡萄糖敏感纳米凝胶，所采用的交联剂仍然是N,N’-亚甲基双丙烯酰胺（Macromol.Chem.Phys.,2011,212,p1510-1514）。上述葡萄糖敏感纳米凝胶对葡萄糖浓度均较为敏感，但均采用不可生物降解类材料，因此得到的葡萄糖敏感纳米凝胶的生物降解性和生物相容性较差，极大地限制了其在葡萄糖敏感胰岛素自调式控释领域的应用。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种葡萄糖敏感纳米凝胶，本发明提供的葡萄糖敏感纳米凝胶具有良好的生物降解性、生物相容性和葡萄糖敏感性。

本发明公开了式（I）所示的聚合物，

其中，m为聚合度，55≤m≤250；n为聚合度，20≤n≤150；0.05≤i/n<1。

本发明公开了式（I）所示的聚合物的制备方法，包括以下步骤：

将式（II）所示的聚合物和3-氨基苯硼酸在缩合剂的作用下反应得到式（I）所示的聚合物；

其中，m为聚合度，55≤m≤250；n为聚合度，20≤n≤150；0.05≤i/n<1。

优选的，所述缩合剂为1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺。

优选的，所述式（II）所示的聚合物中羧基基团和3-氨基苯硼酸中的氨基基团的摩尔比为1:（1～20）。

优选的，所述式（II）所示的聚合物的制备方法包括以下步骤：

式（III）所示的化合物和式（IV）所示的化合物在端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐的作用下发生开环聚合反应，脱保护后得到式（II）所示的聚合物；

本发明公开了一种葡萄糖敏感纳米凝胶，由式（I）所示的聚合物在季铵盐作用下交联得到；

所述季铵盐如式（V）所示：

本发明公开了一种葡萄糖敏感纳米凝胶的制备方法，包括以下步骤：

将式（I）所示的聚合物在季铵盐交联剂的作用下，生成葡萄糖敏感纳米凝胶；

所述季铵盐交联剂如式（V）所示：

优选的，所述季铵盐交联剂中季铵基的摩尔数为所述式（I）所示聚合物中氯元素摩尔数的10%～100%。

本发明公开了一种葡萄糖敏感载药纳米凝胶，包括药物和上述技术方案所述的葡萄糖敏感纳米凝胶或上述技术方案所述方法制备的葡萄糖敏感纳米凝胶。

优选的，所述药物和上述技术方案所述的葡萄糖敏感纳米凝胶或上述技术方案所述方法制备的葡萄糖敏感纳米凝胶的质量比为1:（2～9）。

与现有技术相比，本发明提供了葡萄糖敏感纳米凝胶，所述葡萄糖敏感纳米凝胶由包括聚乙二醇单甲醚亲水链段和聚谷氨酸酯疏水链段的聚合物在季铵盐交联剂的作用下反应得到，其中，聚乙二醇单甲醚和聚谷氨酸酯均具有良好的生物相容性，聚谷氨酸酯具有良好的生物降解性，且聚谷氨酸酯疏水链段经由苯硼酸修饰。因此，所述葡萄糖敏感纳米凝胶具有良好的生物相容性和生物降解性，能在生物体内降解而不会对生物体产生危害；因苯硼酸基团的存在，以其作为载体材料可对葡萄糖浓度的变化做出迅速的反应，有利于药物的快速释放，提高药物的疗效。

附图说明

图1为本发明实施例21提供的葡萄糖敏感纳米凝胶粒径与葡萄糖浓度的曲线图；

图2为本发明实施例23提供的葡萄糖敏感载药纳米凝胶的体外胰岛素释放曲线。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种式（I）所示的聚合物，

其中，m为聚合度，55≤m≤250，优选为100≤m≤200，更优选为110≤m≤150；n为聚合度，20≤n≤150，优选为30≤n≤120，更优选为40≤n≤100；0.05≤i/n<1，优选为0.1≤i/n＜0.7。

本发明提供了一种式（I）所示的聚合物的制备方法，包括以下步骤：

将式（II）所示的聚合物和3-氨基苯硼酸在缩合剂的作用下反应得到式（I）所示的聚合物；

其中，m为聚合度，55≤m≤250，优选为100≤m≤200，更优选为110≤m≤150；n为聚合度，20≤n≤150，优选为30≤n≤120，更优选为40≤n≤100；0.05≤i/n<1，优选为0.1≤i/n＜0.7，更优选为0.2≤i/n≤0.6。

在本发明中，将式（II）所示的聚合物和3-氨基苯硼酸在缩合剂的作用下反应，得到式（I）所示的聚合物。所述反应优选首先在有机溶剂中利用缩合剂对式（II）所示的聚合物进行活化，然后再与3-氨基苯硼酸反应。所述式（II）所示的聚合物的数均分子量优选为9900～37900，更优选为12400～31300，最优选为14900～27000。所述缩合剂优选为1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺。所用1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐与式（II）所示的聚合物中羧基的摩尔比优选为（1～5）:1，更优选为（1～3）:1。所用N-羟基琥珀酰亚胺与式（II）所示的聚合物中羧基的摩尔比优选为（1～5）:1，更优选为（1～3）:1。所述活化反应温度优选为室温，所述反应时间优选为1～2天。活化完毕后，向所得溶液中加入3-氨基苯硼酸进行缩合反应，得到具有式（I）结构的共聚物。其中，所述缩合反应的温度优选为0℃～20℃，时间优选为20h～60h。所述式（II）所示的羧基基团和3-氨基苯硼酸中氨基基团的摩尔比优选为1:（1～20），更优选为1:（2～10），最优选为1:（3～5）。所述有机溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺。本发明对所述溶解的方式并无限制，本领域技术人员熟知的溶解方式即可。反应结束后，优选将反应产物透析并冷冻干燥，得到具有式（I）结构的聚合物。本发明对所述透析方式并无限制，本领域技术人员熟知的透析方式即可。

本发明对于具有式（II）所示的聚合物的来源没有特殊限制，优选按照以下方法制备：

式（III）所示的化合物和式（IV）所示的化合物在端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐的作用下发生开环聚合反应，脱保护后得到式（II）所示的聚合物；

其中，m为聚合度，55≤m≤250，优选为100≤m≤200，更优选为110≤m≤150；n为聚合度，20≤n≤150，优选为30≤n≤120，更优选为40≤n≤100；0.05≤i/n<1，优选为0.1≤i/n＜1，更优选为0.2≤i/n≤0.7。

本发明优选在端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐引发剂的作用下，使式（III）所示的化合物和式（IV）所示的化合物发生开环聚合反应，脱保护后得到式（II）所示的聚合物。本发明首先将式（III）所示的化合物和式（IV）所示的化合物溶解于溶剂中，加入端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐进行反应，得到反应产物。所述溶剂优选为无水溶剂，更优选为无水N，N-二甲基甲酰胺；所述式（III）所示的化合物和式（IV）所示的化合物的摩尔数总和与端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐中氨基的摩尔数的比例优选为（20～150）:1，更优选为（30～120）:1，最优选为（40～100）:1；所述式（III）所示的化合物和式（IV）所示的化合物的摩尔比优选为1:(0.05～1)，更优选为1:(0.81～0.8)，最优选为1:(0.2～0.6)；所述加入端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐的方式优选为在搅拌的条件下加入；所述反应优选为在搅拌的条件下进行反应；所述反应温度优选为20℃～30℃，更优选为22℃～28℃；所述反应的时间优选为50h～100h，更优选为60h～80h。

反应结束后，优选将得到的反应产物沉降、过滤、洗涤、干燥后，得到苯甲醇保护的聚合物。所述沉降剂优选为乙醚；所述乙醚的体积优选为溶剂的9～11倍体积；本发明对于所述过滤和洗涤方式并无限制，本领域技术人员熟知的过滤和洗涤方式即可。所述干燥温度优选为20℃～30℃；所述干燥方式优选为真空干燥。

将苯甲醇保护的聚合物进行脱保护得到式（II）所示的聚合物。所述脱保护剂为33%（v/v）的氢溴酸。首先将苯甲醇保护的聚合物用二氯乙酸溶解，加入氢溴酸进行脱保护。所述苯甲醇保护的聚合物和氢溴酸的比例（m/v）优选为1:（1～10），更优选为1:（2～7），最优选为1:（3～5）。所述脱保护反应温度优选为20℃～30℃，更优选为22℃～28℃；所述脱保护反应的时间优选为0.5h～2h，更优选为1h～1.5h。反应结束后，优选将得到的反应产物沉降、过滤、溶解、透析并冷冻干燥后，得到式（II）所示的聚合物。所述式（II）所示的聚合物的数均分子量优选为7600～33700，更优选为8900～27900，最优选为10200～24100。

本发明对于所述端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐的来源没有特殊限制，优选按照以下方式制备：

将聚乙二醇单甲醚和甲苯除水后，用溶剂溶解，加入三乙胺和甲基磺酰氯进行反应，得到甲基磺酸聚乙二醇单甲醚酯；

将所述甲基磺酸聚乙二醇单甲醚酯和氯化铵溶于氨水中反应，得到端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐。

具体为，将聚乙二醇单甲醚用甲苯共沸除水后，用溶剂溶解；所述除水方式优选为共沸除水；所述溶剂优选为无水二氯甲烷；溶解后加入三乙胺和甲基磺酰氯，进行反应，得到反应产物；优选为在0℃下加入三乙胺和甲基磺酰氯；所述甲基磺酰氯的加入方式优选为滴加；所述反应优选为在0℃下反应2h，恢复至25℃后，继续反应48h，得到反应产物；所述反应优选在搅拌条件下进行；所述聚乙二醇单甲醚、三乙胺和甲基磺酰氯的摩尔比优选为1:（4～6）:（18～22）；所述聚乙二醇单甲醚的数均分子量优选为2000～10000，更优选为3000～8000。

反应结束后优选将反应产物在本领域技术人员熟知的过滤、沉降、洗涤、干燥方式，得到甲基磺酸聚乙二醇单甲醚酯。将反应产物过滤后，优选将滤液用溶剂沉降、洗涤、干燥，得到甲基磺酸聚乙二醇单甲醚酯。所述溶剂优选为乙醚；所述干燥温度优选为20℃～30℃；所述干燥时间优选为20h～30h，更优选为22h～26h；所述干燥方式优选为真空干燥。

将所述甲基磺酸聚乙二醇单甲醚酯和氯化铵溶于氨水中，反应后得到端氨基聚乙二醇单甲醚。其中，所述甲基磺酸聚乙二醇单甲醚酯的质量、氯化铵的质量与氨水的体积的比例优选为（2.8～3.2g）:（0.8～1.2g）:（75～85mL）。

得到端氨基聚乙二醇单甲醚后，优选经过萃取、洗涤、沉降、过滤、洗涤、干燥，得到端氨基聚乙二醇单甲醚固体。所述萃取优选为用二氯甲烷萃取得到反应混合物中的端氨基聚乙二醇单甲醚；所述洗涤优选为用质量百分数为4%的氯化钠水溶液洗涤；所述沉降优选为乙醚沉降；在经过本领域技术人员熟知的过滤、洗涤后，进行干燥制得端氨基聚乙二醇单甲醚固体。所述干燥温度优选为20℃～30℃；所述干燥时间优选为20h～30h，更优选为22h～26h；所述干燥方式优选为真空干燥。

将所述固体溶于去离子水中，调节其pH值；优选为用盐酸调节pH值；所述pH值优选为1.8～2.2；调节pH值后，优选为用溶剂萃取，所述萃取溶剂优选为二氯甲烷；本发明对于萃取次数并无限制。萃取后，优选将得到的有机相进行干燥、过滤、浓缩得到浓缩产物；所述干燥方式优选为用无水硫酸钠干燥；经过本领域技术人员熟知的过滤和浓缩后，得到浓缩产物；将浓缩产物沉降、过滤、洗涤干燥后得到端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐。所述沉降方式优选为在乙醚中沉降，本发明对于所述过滤、洗涤并无限制，本领域技术人员熟知的过滤、洗涤即可；所述干燥温度优选为20℃～30℃；所述干燥时间优选为20h～30h，更优选为22h～26h；所述干燥方式优选为真空干燥。

本发明还公开了一种葡萄糖敏感纳米凝胶，由式（I）所示的聚合物在季铵盐作用下交联得到；

所述季铵盐如式（V）所示：

本发明还公开了一种葡萄糖敏感纳米凝胶的制备方法，包括以下步骤：

将式（I）所示的聚合物在季铵盐交联剂的作用下，生成葡萄糖敏感纳米凝胶；

所述季铵盐交联剂如式（V）所示：

在本发明中，所述式（I）所示的聚合物在具有式（V）结构的季铵盐交联剂的作用下，生成葡萄糖敏感纳米凝胶。具体为将式（I）所示的聚合物和具有式（V）结构的季铵盐交联剂溶于溶剂中，加入碳酸氢钠，透析得到葡萄糖敏感纳米凝胶。所述碳酸氢钠的作用是中和生成的HCl，促使交联反应的进一步进行。所述溶剂优选为有机溶剂，更优选为N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜；所述季铵盐中季铵基的摩尔数优选为所述式（I）所示的聚合物中氯元素的摩尔数的10%～100%，更优选为20%～90%；所述碳酸氢钠占所述季铵盐摩尔数的50%～200%，优选为80%～150%，更优选为100%～120%。本发明对于所述透析方式并无限制，本领域技术人员熟知的透析方式即可。

本发明还提供了一种葡萄糖敏感载药纳米凝胶，包括药物和上述方案所述的葡萄糖敏感纳米凝胶或上述技术方案所述方法制备的葡萄糖明纳米凝胶。

本发明对于所述药物和上述方案所述的葡萄糖敏感纳米凝胶或上述技术方案所述方法制备的葡萄糖敏感纳米凝胶的组合方式并无限制，优选的，所述药物包裹在上述方案所述的葡萄糖敏感纳米凝胶或上述技术方案所述方法制备的葡萄糖敏感纳米凝胶中；

所述药物优选为胰岛素；

所述药物与上述方案所述的葡萄糖敏感纳米凝胶或上述技术方案所述方法制备的葡萄糖敏感纳米凝胶的质量比优选为1:（2～9）。

在本发明中，葡萄糖敏感载药纳米凝胶优选按照以下方式制备：

将上述技术方案所述的葡萄糖敏感纳米凝胶溶于磷酸盐缓冲液中，得到第一溶液；

向所述第一溶液加入药物的水溶液，透析后得到葡萄糖敏感载药纳米凝胶。

所述药物优选为胰岛素；所述胰岛素的理论载药量优选为5%～30%；所述溶剂优选为磷酸盐缓冲液；所述加入药物水溶液优选为滴加的方式；加入药物水溶液后，优选为搅拌并透析得到葡萄糖敏感载药纳米凝胶；所述搅拌的时间优选为搅拌12～24h；所述透析优选为用缓冲溶液透析后用去离子水透析。

本发明提供的葡萄糖敏感载药纳米凝胶包括葡萄糖敏感纳米凝胶和药物，葡萄糖敏感纳米凝胶在水中形成亲水链段向外、疏水链段向内的纳米凝胶形态，药物可被包裹于所述葡萄糖敏感纳米凝胶中，具体的说，被包裹在所述纳米凝胶疏水链段中。

进一步的，在该葡萄糖敏感纳米凝胶中，聚乙二醇单甲醚链段具有亲水性、聚氨基酸链段具有疏水性能够很好的担载药物，且经由苯硼酸修饰的葡萄糖敏感纳米凝胶在葡萄糖的存在下，小分子的葡萄糖与葡萄糖敏感纳米凝胶中的苯硼酸形成硼酯键，致使葡萄糖敏感纳米凝胶体积变大，亲水性增加，进而将所担载的药物快速释放出来，因而具有较强的葡萄糖敏感药物释放性能。

本发明制备葡萄糖敏感载药纳米凝胶后，对其葡萄糖敏感性能进行测试，测试方法为采用不同葡萄糖浓度下药物的累积释放百分比进行表征。具体方式如下：

将5.0mg的葡萄糖敏感纳米凝胶组合物用3.0mL不同葡萄糖浓度的pH7.4的缓冲液溶解并转入截留分子量为7000的透析袋中，并将该透析袋放入10.0mL对应葡萄糖浓度的缓冲液中，并置于37.5℃的振荡箱中，在特定时间间隔取出2.0mL释放液并补充2.0mL新鲜的缓冲液，将取出的释放液检测其胰岛素浓度并采用累计计算的方法计算出胰岛素的累积释放百分比。

本发明提供了葡萄糖敏感纳米凝胶，所述葡萄糖敏感纳米凝胶由包括聚乙二醇单甲醚亲水链段和苯硼酸修饰的聚谷氨酸酯疏水链段的聚合物在季铵盐交联剂的作用下反应得到，其中，聚乙二醇单甲醚和聚谷氨酸酯均具有良好的生物相容性，聚谷氨酸酯具有良好的生物降解性，因此，所述葡萄糖敏感纳米凝胶具有良好的生物相容性和生物降解性，能在生物体内降解而不会对生物体产生危害；纳米凝胶中的苯硼酸基团具有葡萄糖敏感性，可对葡萄糖浓度的变化做出迅速的反应，有利于药物的快速释放，提高药物的疗效。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的聚合物、葡萄糖敏感纳米凝胶、葡萄糖敏感载药纳米凝胶及其制备方法进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

将25.0g分子量为5000的聚乙二醇单甲醚用甲苯共沸除水后，用150.0mL无水二氯甲烷溶解，在0℃和无水条件下加入3.5mL三乙胺，并滴加8.0mL甲基磺酰氯进行反应，0℃反应2h，恢复至25℃，在搅拌子搅拌下继续反应48h，反应结束后，滤去生成的沉淀物，滤液用乙醚沉降，过滤，洗涤，25℃下真空干燥24h，得到甲基磺酸聚乙二醇单甲醚酯。

将3.0g上述制备的甲基磺酸聚乙二醇单甲醚酯和1.0g氯化铵溶于80.0mL质量浓度为25%的氨水中，在25℃下反应72h，反应后得到端氨基聚乙二醇单甲醚，用二氯甲烷萃取氨基化的聚乙二醇单甲醚，并用质量百分数为4%的氯化钠水溶液洗涤，乙醚沉降，过滤，洗涤，25℃下真空干燥24h，得到端氨基聚乙二醇单甲醚固体。所得固体用250.0mL去离子水溶解，用盐酸调节pH为2，再经二氯甲烷萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，充分干燥后，滤去硫酸钠并浓缩，得到浓缩产物；浓缩产物用乙醚沉降、过滤、洗涤、25℃下真空干燥24h，得到端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐。

实施例2

在无水条件下向反应瓶中加入1.041g（0.208mmol）实施例1制备的端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐（mPEG-NH₂HCl），采用甲苯共沸除水后用无水N,N-二甲基甲酰胺溶解，得到端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐溶液。

将3.2854g（12.48mmol）具有式（III）结构的化合物（BLG-NCA）和0.794g（4.16mmol）具有式（IV）结构的化合物（CELG-NCA）用无水N,N-二甲基甲酰胺溶解，并加入到所述端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐溶液中，在25℃、搅拌子搅拌条件下进行反应，反应时间为72h，反应结束后，把溶液倒入体积为溶剂10倍量的乙醚中沉降、过滤、洗涤、25℃真空干燥24h，得到苯甲醇保护的聚合物（mPEG-b-P（BLG-co-CELG））。

对上述制备得到的聚合物用¹HNMR测定其数均分子量，并计算其平均聚合度，以及计算该反应的反应产率，结果见表1。

实施例3

在无水条件下向反应瓶中加入2.082g（0.416mmol）实施例1制备的端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐（mPEG-NH₂HCl），采用甲苯共沸除水后用无水N,N-二甲基甲酰胺溶解，得到端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐溶液。

将3.2854g（12.48mmol）具有式（III）结构的化合物（BLG-NCA）和0.794g（4.16mmol）具有式（IV）结构的化合物（CELG-NCA）用无水N,N-二甲基甲酰胺溶解，并加入到所述端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐溶液中，在25℃、搅拌子搅拌条件下进行反应，反应时间为72h，反应结束后，把溶液倒入体积为溶剂10倍量的乙醚中沉降、过滤、洗涤、25℃真空干燥24h，得到苯甲醇保护的聚合物（mPEG-b-P（BLG-co-CELG））。

对上述制备得到的聚合物用¹HNMR测定其数均分子量，并计算其平均聚合度，以及计算该反应的反应产率，结果见表1。

实施例4

在无水条件下向反应瓶中加入0.5205g（0.104mmol）实施例1制备的端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐（mPEG-NH₂HCl），采用甲苯共沸除水后用无水N,N-二甲基甲酰胺溶解，得到端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐溶液。

将3.2854g（12.48mmol）具有式（III）结构的化合物（BLG-NCA）和0.794g（4.16mmol）具有式（IV）结构的化合物（CELG-NCA）用无水N,N-二甲基甲酰胺溶解，并加入到所述端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐溶液中，在25℃、搅拌子搅拌条件下进行反应，反应时间为72h，反应结束后，把溶液倒入体积为溶剂10倍量的乙醚中沉降、过滤、洗涤、25℃真空干燥24h，得到苯甲醇保护的聚合物（mPEG-b-P（BLG-co-CELG））。

对上述制备得到的聚合物用¹HNMR测定其数均分子量，并计算其平均聚合度，以及计算该反应的反应产率，结果见表1。

实施例5

在无水条件下向反应瓶中加入1.041g（0.208mmol）实施例1制备的端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐（mPEG-NH₂HCl），采用甲苯共沸除水后用无水N,N-二甲基甲酰胺溶解，得到端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐溶液；

将5.4756g（20.8mmol）具有式（III）结构的化合物（BLG-NCA）和0.7948g（4.16mmol）具有式（IV）结构的化合物（CELG-NCA）用无水N,N-二甲基甲酰胺溶解，并加入到所述端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐溶液中，在25℃、搅拌子搅拌条件下进行反应，反应时间为72h，反应结束后，把溶液倒入体积为溶剂10倍量的乙醚中沉降、过滤、洗涤、25℃真空干燥24h，得到苯甲醇保护的聚合物（mPEG-b-P（BLG-co-CELG））。

对上述制备得到聚合物用¹HNMR测定其数均分子量，并计算其平均聚合度，以及计算该反应的反应产率，结果见表1。

实施例6

在无水条件下向反应瓶中加入2.082g（0.416mmol）实施例1制备的端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐（mPEG-NH₂HCl），采用甲苯共沸除水后用无水N,N-二甲基甲酰胺溶解，得到端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐溶液；

将5.4756g（20.8mmol）具有式（III）结构的化合物（BLG-NCA）和0.7948g（4.16mmol）具有式（IV）结构的化合物（CELG-NCA）用无水N,N-二甲基甲酰胺溶解，并加入到所述端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐溶液中，在25℃、搅拌子搅拌条件下进行反应，反应时间为72h，反应结束后，把溶液倒入体积为溶剂10倍量的乙醚中沉降、过滤、洗涤、25℃真空干燥24h，得到苯甲醇保护的聚合物（mPEG-b-P（BLG-co-CELG））。

对上述制备得到的聚合物用¹HNMR测定其数均分子量，并计算其平均聚合度，以及计算该反应的反应产率，结果见表1。

实施例7

在无水条件下向反应瓶中加入0.5205g（0.104mmol）实施例1制备的端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐（mPEG-NH₂HCl），采用甲苯共沸除水后用无水N,N-二甲基甲酰胺溶解，得到端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐溶液；

将5.4756g（20.8mmol）具有式（III）结构的化合物（BLG-NCA）和0.7948g（4.16mmol）具有式（IV）结构的化合物（CELG-NCA）用无水N,N-二甲基甲酰胺溶解，并加入到所述端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐溶液中，在25℃、搅拌子搅拌条件下进行反应，反应时间为72h，反应结束后，把溶液倒入体积为溶剂10倍量的乙醚中沉降、过滤、洗涤、25℃真空干燥24h，得到苯甲醇保护的聚合物（mPEG-b-P（BLG-co-CELG））。

对上述制备得到的聚合物用¹HNMR测定其数均分子量，并计算其平均聚合度，以及计算该反应的反应产率，结果见表1。

表1本发明实施例2～7制备的苯甲醇保护的聚合物的性能参数

表1中，A/I为具有式（III）结构的化合物（BLG-NCA）和具有式（IV）结构的化合物（PLG-NCA）的摩尔数总和与聚乙二醇单甲醚的摩尔数的比值；M_n为苯甲醇保护的聚合物的数均分子量；DP为苯甲醇保护的聚合物的平均聚合度；反应产率为实际得到的苯甲醇保护的聚合物的质量与理论得到的苯甲醇保护的的聚合物质量的比值。

实施例8～13

分别将3.4g实施例2～7制备的苯甲醇保护的聚合物溶解于34.0mL二氯乙酸中，然后在室温下加入10.2mL质量浓度为33%的溴化氢的冰醋酸溶液，在30℃下搅拌60min后，将得到的产物用乙醚沉降并用乙醚洗涤；然后将产物溶于N,N-二甲基甲酰胺中，用3500Da的透析袋透析3天，分别冷冻干燥后得到脱除保护基的具有式（II）结构的聚合物（mPEG-b-P（LG-co-CELG）），所得产物见表2。

表2本发明实施例8所对应表1脱保护制备的具有式（II）结构的聚合物的性能参数

实施例14～19

将实施例8～13制备的具有式（II）结构的聚合物在25℃下用N,N-二甲基甲酰胺溶解，以实施例8为例，取2.106g（0.13mmol）溶于N,N-二甲基甲酰胺，然后在搅拌子搅拌下加入2.891g（15.08mmol）1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐（EDC.HCl）和1.041g(9.05mmol)N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）进行活化反应过夜。向活化好的反应体系中加入3.506g(22.62mmol)3-氨基苯硼酸一水合物进行缩合反应，反应结束后经过透析、冷冻干燥得到具有式（I）结构的聚合物，结果参见表3。

表3本发明实施例14～19制备的具有式（I）结构的聚合物的性能参数

实施例20

将0.3g实施例15制备的具有式（I）结构的聚合物（M_n=23000）溶解于50.0mL二甲基亚砜中，并将8.4mg碳酸氢钠和38.4mg式（V）所示季铵盐溶于去离子水后滴加到二甲基亚砜中，搅拌过夜后透析并冷冻干燥得到葡萄糖敏感纳米凝胶。

实施例21

将实施例20制备的葡萄糖敏感纳米水凝胶配置成浓度为0.4mgmL^-1（PBS7.4）的纳米凝胶溶液，分别取5.0mL分装于15个试管中，并添加葡萄糖，其中含葡萄糖浓度分别为0、0.25、0.5、0.75、1.0、1.25、1.5、1.75、2.0、2.25、2.5、2.75、3.0、4.0和5.0mgmL^-1。

采用动态光散射（DLS）方法分别检测所述纳米凝胶的粒径，结果参见图1，图1为本发明实施例21提供的葡萄糖敏感纳米凝胶粒径与葡萄糖浓度的曲线图。由图1可知，随着葡萄糖浓度的增加，葡萄糖敏感纳米凝胶粒径变大；当葡萄糖浓度大于3.0mgmL^-1时，葡萄糖敏感纳米凝胶粒径的变化趋势减小，葡萄糖浓度为5.0mgmL^-1时纳米凝胶粒径几乎达到最大值，且在葡萄糖浓度为0～5.0mgmL^-1范围内，随着葡萄糖浓度的增大，纳米凝胶粒径增大的趋势越大；由此可知，该葡萄糖敏感纳米凝胶在较低葡萄糖浓度时即具有良好的葡萄糖敏感性。

实施例22

将30mg实施例20制备的纳米凝胶（交联前M_n=23000）溶于磷酸盐缓冲液中，将5.0mg己溶于磷酸盐缓冲液的胰岛素缓慢滴加入纳米凝胶溶液中，搅拌过夜后透析并冷冻干燥得到载有胰岛素的葡萄糖敏感纳米凝胶。

实施例23

将3份5.0mg实施例22制备的载药纳米凝胶用3.0mL葡萄糖浓度依次为0、1.0、和3.0mgmL^-1的pH7.38的缓冲液溶解并转入截留分子量为7000的透析袋中，然后将所述透析袋放入10.0mL对应葡萄糖浓度的缓冲液中，并置于37.5℃的振荡箱中进行释放，在特定时间间隔取出2.0mL释放液并补充2.0mL新的缓冲液。结果参见图2。图2为实施例23提供的葡萄糖敏感载药纳米凝胶的体外胰岛素释放曲线。图2中，曲线A为葡萄糖浓度依次为0mgmL^-1时，葡萄糖敏感载药纳米凝胶的体外胰岛素释放曲线；曲线B为葡萄糖浓度依次为1.0mgmL^-1时，葡萄糖敏感载药纳米凝胶的体外胰岛素释放曲线；曲线C为葡萄糖浓度依次为3.0mgmL^-1时，葡萄糖敏感载药纳米凝胶的体外胰岛素释放曲线。由图2可知，随着葡萄糖浓度的增加，载药纳米凝胶的胰岛素释放量越大，特别是在糖尿病患者血糖水平（2.0mgmL^-1），胰岛素的释放更为敏感，表明该纳米凝胶具有良好的葡萄糖敏感药物释放性能，在胰岛素自调式药物传递载体领域具有很好的应用前景。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.式(I)所示的聚合物的制备方法，包括以下步骤：

将式(II)所示的聚合物和3-氨基苯硼酸在缩合剂的作用下反应得到式(I)所示的聚合物；

其中，m为聚合度，55≤m≤250；n为聚合度，20≤n≤150；0.05≤i/n<1。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述缩合剂为1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述式(II)所示的聚合物中羧基基团和3-氨基苯硼酸中的氨基基团的摩尔比为1:(1～20)。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述式(II)所示的聚合物的制备方法包括以下步骤：

式(III)所示的化合物和式(IV)所示的化合物在端氨基聚乙二醇单甲醚盐酸盐的作用下发生开环聚合反应，脱保护后得到式(II)所示的聚合物；

5.一种葡萄糖敏感纳米凝胶，由式(I)所示的聚合物在季铵盐作用下交联得到；

所述季铵盐如式(V)所示：

6.一种葡萄糖敏感纳米凝胶的制备方法，包括以下步骤：

将式(I)所示的聚合物在季铵盐交联剂的作用下，生成葡萄糖敏感纳米凝胶；

所述季铵盐交联剂如式(V)所示：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述季铵盐交联剂中季铵基的摩尔数为所述式(I)所示的聚合物中氯元素的摩尔数的10％～100％。

8.一种葡萄糖敏感载药纳米凝胶，包括药物和权利要求5所述的葡萄糖敏感纳米凝胶或权利要求6所述方法制备的葡萄糖敏感纳米凝胶。

9.根据权利要求8所述的葡萄糖敏感载药纳米凝胶，其特征在于，所述药物和权利要求5所述的葡萄糖敏感纳米凝胶或权利要求6所述方法制备的葡萄糖敏感纳米凝胶的质量比为1:(2～9)。