CN108503844A - 基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物及其制备方法与应用 - Google Patents
基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108503844A CN108503844A CN201810416338.3A CN201810416338A CN108503844A CN 108503844 A CN108503844 A CN 108503844A CN 201810416338 A CN201810416338 A CN 201810416338A CN 108503844 A CN108503844 A CN 108503844A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- poly
- disulfide
- polyphosphate
- double
- reduction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 82
- 230000009467 reduction Effects 0.000 title claims abstract description 64
- 229920000388 Polyphosphate Polymers 0.000 title claims abstract description 48
- 239000001205 polyphosphate Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 235000011176 polyphosphates Nutrition 0.000 title claims abstract description 48
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 title claims abstract description 35
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims abstract description 31
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 150000002019 disulfides Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims abstract description 22
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229940041181 antineoplastic drug Drugs 0.000 claims abstract description 16
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000007171 acid catalysis Methods 0.000 claims abstract description 15
- -1 cyclic phosphate ester Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 238000007151 ring opening polymerisation reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 41
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 26
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 12
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 10
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 9
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 7
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000003937 drug carrier Substances 0.000 claims description 5
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 5
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 claims description 5
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 claims description 5
- KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L tin(ii) 2-ethylhexanoate Chemical compound [Sn+2].CCCCC(CC)C([O-])=O.CCCCC(CC)C([O-])=O KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 4
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 4
- 125000003258 trimethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 125000000218 acetic acid group Chemical group C(C)(=O)* 0.000 claims description 2
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N glutathione Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(=O)N[C@@H](CS)C(=O)NCC(O)=O RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N 0.000 abstract description 18
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 abstract description 15
- 229920000428 triblock copolymer Polymers 0.000 abstract description 13
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 10
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 abstract description 10
- 229960003180 glutathione Drugs 0.000 abstract description 9
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 abstract description 7
- 108010024636 Glutathione Proteins 0.000 abstract description 6
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 abstract description 5
- LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N Methanethiol Chemical compound SC LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 abstract description 3
- GHKCSRZBNZQHKW-UHFFFAOYSA-N 1-sulfanylethanol Chemical class CC(O)S GHKCSRZBNZQHKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- AOJJSUZBOXZQNB-TZSSRYMLSA-N Doxorubicin Chemical compound O([C@H]1C[C@@](O)(CC=2C(O)=C3C(=O)C=4C=CC=C(C=4C(=O)C3=C(O)C=21)OC)C(=O)CO)[C@H]1C[C@H](N)[C@H](O)[C@H](C)O1 AOJJSUZBOXZQNB-TZSSRYMLSA-N 0.000 description 42
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 22
- 229940009456 adriamycin Drugs 0.000 description 19
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N Trichloro(2H)methane Chemical compound [2H]C(Cl)(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N 0.000 description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 9
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 9
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000001460 carbon-13 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 6
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 6
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 6
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 5
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 5
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003708 ampul Substances 0.000 description 4
- 230000001093 anti-cancer Effects 0.000 description 4
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 4
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 4
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 4
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 4
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000012202 endocytosis Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 3
- 238000001644 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 2
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 2
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 2
- 235000021186 dishes Nutrition 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 2
- 238000002356 laser light scattering Methods 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000003578 releasing effect Effects 0.000 description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- PRDFBSVERLRRMY-UHFFFAOYSA-N 2'-(4-ethoxyphenyl)-5-(4-methylpiperazin-1-yl)-2,5'-bibenzimidazole Chemical compound C1=CC(OCC)=CC=C1C1=NC2=CC=C(C=3NC4=CC(=CC=C4N=3)N3CCN(C)CC3)C=C2N1 PRDFBSVERLRRMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004679 31P NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical group [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 1
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 1
- ATWGHWZRHOJITC-UHFFFAOYSA-N [S].C1=CC=NC=C1 Chemical compound [S].C1=CC=NC=C1 ATWGHWZRHOJITC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 208000019065 cervical carcinoma Diseases 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical class Cl* 0.000 description 1
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 231100000263 cytotoxicity test Toxicity 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229960004679 doxorubicin Drugs 0.000 description 1
- 230000002121 endocytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 230000003631 expected effect Effects 0.000 description 1
- 239000012894 fetal calf serum Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000001415 gene therapy Methods 0.000 description 1
- 239000005337 ground glass Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010253 intravenous injection Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000816 matrix-assisted laser desorption--ionisation Methods 0.000 description 1
- 238000001840 matrix-assisted laser desorption--ionisation time-of-flight mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000002483 medication Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005474 octanoate group Chemical group 0.000 description 1
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920000137 polyphosphoric acid Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 description 1
- 229940126586 small molecule drug Drugs 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 238000001269 time-of-flight mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000010148 water-pollination Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G79/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing atoms other than silicon, sulfur, nitrogen, oxygen, and carbon with or without the latter elements in the main chain of the macromolecule
- C08G79/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing atoms other than silicon, sulfur, nitrogen, oxygen, and carbon with or without the latter elements in the main chain of the macromolecule a linkage containing phosphorus
- C08G79/04—Phosphorus linked to oxygen or to oxygen and carbon
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
- A61K47/34—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyesters, polyamino acids, polysiloxanes, polyphosphazines, copolymers of polyalkylene glycol or poloxamers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2230/00—Compositions for preparing biodegradable polymers
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物及其制备方法与应用。以二硫醇和2,2‑二硫二吡啶聚合，得到双二硫吡啶封端聚二硫醚；在乙酸催化作用下，利用2‑巯基乙醇与双二硫吡啶封端聚二硫醚发生反应，得到双羟基封端聚二硫醚；利用双羟基封端聚二硫醚两端的羟基引发环状磷酸酯单体进行开环聚合，得到基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型两亲性三嵌段共聚物。本发明的还原敏感型共聚物具有良好的生物相容性及生物可降解性，可在水溶液中自组装包载疏水性抗癌药物，在肿瘤组织内部的谷胱甘肽条件下，主链二硫键的断裂，导致纳米粒子结构破坏，快速释放出所包载药物，可以用作高效可控的药物输送载体，达到治疗癌症的目的。
Description
技术领域
本发明属于生物医用高分子材料领域，具体涉及一种基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物、其制备方法以及作为抗癌药物载体的应用。
背景技术
近年来，癌症在全球的发病率不断增长，严重威胁人类的身体健康。目前，临床上用于癌症治疗的方法主要有手术治疗、化学疗法、放射疗法、基因疗法等。其中，化学疗法是最常用的治疗方法，是将小分子抗癌药物通过静脉注射或者口服递送至全身，这种方法虽然能够对癌细胞起到抑制作用，但对正常细胞也有很强的损伤。同时，小分子药物在血液循环中容易被清除，导致到达肿瘤组织部位的药物含量很少，严重限制了这些药物的临床使用疗效。纳米技术的快速发展为抗癌药物的有效输送提供了新的途径。
两亲性聚合物一般由亲水链段和疏水链段组成，它们在水溶液中自组装形成的纳米粒子具有疏水性内核可以用于包载疏水性抗癌药物，而亲水性的外壳可以起到稳定纳米粒子的作用，可以显著提高载药纳米粒子的循环时间，避免药物的扩散及载体的聚集。当载药纳米粒子在体内循环抵达肿瘤组织时，能够利用纳米粒子的被动靶向特性，进入肿瘤组织。同时，利用肿瘤组织与正常组织内部的还原性谷胱甘肽浓度相差大的特点，纳米粒子能够被破坏，快速释放出包载的抗癌药物。
在现有技术中，尽管已有一些关于还原敏感型聚合物载体用于抗癌药物输送的报道，但是它们绝大多数都是使用单个二硫键来连接亲疏水聚合物链段，而利用主链含有多个二硫键的聚二硫醚作为疏水链段的抗癌药物载体未见报道。此外，作为抗癌药物输送载体，应当具有优良的生物相容性和生物可降解性。但是传统的聚合物药物载体大多使用具有良好生物相容性的聚乙二醇作为亲水性聚合物链段，然而由于聚乙二醇在体内不能降解，且当聚乙二醇的分子量较大时，难以通过代谢排出体内。因此，需要寻求更多的兼具生物相容性和生物可降解性、且在肿瘤细胞微环境中具有刺激响应性的抗肿瘤药物输送载体。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物及其制备与应用，本发明的两亲性共聚物具有良好的生物相容性、生物可降解性及还原敏感性，可以用作刺激响应性抗癌药物载体。
为达到上述目的，本发明公开了一种基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物，具有如下化学结构式：
式中R1为CH2CH2、CH2CH2CH2、CH2CH2CH2CH2、CH2CH2CH2CH2CH2或CH2CH2CH2CH2CH2CH2中的一种；R2为甲基、乙基、异丙基或单甲基封端的聚环氧乙烷基中的一种；n = 20～90； m = 5～50；优选的，单甲基封端的聚环氧乙烷基的化学式为：(CH2CH2O)xCH3，式中x = 2～10。优选的，所述基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物的数均分子量为5000～30000 g•mol-1。
本发明进一步公开了上述基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物的制备方法，包括以下步骤：
（1）在惰性气氛中，在酸催化剂下，用2, 2-二硫二吡啶与二硫醇反应，得到双二硫吡啶封端聚二硫醚；
（2）在惰性气氛中，在酸催化剂下，用双二硫吡啶封端聚二硫醚与2-巯基乙醇反应，得到双羟基封端聚二硫醚；
（3）在惰性气氛中，在有机锡的催化作用下，用双羟基封端聚二硫醚为引发剂，引发环状磷酸酯单体进行开环聚合，得到基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物。
本发明进一步公开了还原敏感型聚合物纳米粒子及其制备方法，包括以下步骤：
（1）在惰性气氛中，在酸催化剂下，用2, 2-二硫二吡啶与二硫醇反应，得到双二硫吡啶封端聚二硫醚；
（2）在惰性气氛中，在酸催化剂下，用双二硫吡啶封端聚二硫醚与2-巯基乙醇反应，得到双羟基封端聚二硫醚；
（3）在惰性气氛中，在有机锡的催化作用下，用双羟基封端聚二硫醚为引发剂，引发环状磷酸酯单体进行开环聚合，得到基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物；
（4）将基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物溶液与水混合，搅拌后透析，得到还原敏感型聚合物纳米粒子。
本发明进一步公开了还原敏感型聚合物基纳米药物及其制备方法，包括以下步骤：
（1）在惰性气氛中，在酸催化剂下，用2, 2-二硫二吡啶与二硫醇反应，得到双二硫吡啶封端聚二硫醚；
（2）在惰性气氛中，在酸催化剂下，用双二硫吡啶封端聚二硫醚与2-巯基乙醇反应，得到双羟基封端聚二硫醚；
（3）在惰性气氛中，在有机锡的催化作用下，用双羟基封端聚二硫醚为引发剂，引发环状磷酸酯单体进行开环聚合，得到基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物；
（4）将基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物溶液与药物溶液混合后，再与水混合，搅拌后透析，得到还原敏感型聚合物基纳米药物。
上述技术方案中，所述2, 2-二硫二吡啶、二硫醇的摩尔比为(1.05～1.20)∶1；所述双二硫吡啶封端聚二硫醚、2-巯基乙醇的摩尔比为1∶(2.2～3.6) ；所述羟基封端聚二硫醚、环状磷酸酯单体及有机锡的摩尔比为1∶(10～100)∶(0.1～1)。
上述技术方案中，所述酸催化剂为乙酸；所述有机锡为辛酸亚锡；所述环状磷酸酯单体的化学结构式如下：
式中R2为甲基、乙基、异丙基或单甲基封端的聚环氧乙烷基中的一种；其中，单甲基封端的聚环氧乙烷基的化学结构式为：(CH2CH2O)xCH3，式中x = 2～10。
上述技术方案中，步骤(1)的反应中，反应温度为20～50℃，时间为1～6小时；步骤(2)的反应中，反应温度为20～50℃，时间为4～8小时；步骤(3)的开环聚合中，温度为20～50℃，时间为3～6小时。
就现有技术来讲，通常有两种方法来制备含单个二硫键的两亲性嵌段共聚物：（1）合成含单个二硫键的多官能团小分子引发剂，再进一步引发聚合制备两亲性嵌段共聚物；（2）利用小分子化合物分别对亲水性和疏水性聚合物链末端进行功能化修饰，然后通过两种聚合物末端官能团之间的化学反应来制备两亲性嵌段共聚物。第一种方法涉及到小分子引发剂提纯步骤繁琐的问题，而第二种方法很难保证大分子之间完全发生反应。本发明则另辟蹊径，利用商品化的小分子化合物原料进行逐步聚合，制备末端功能化聚二硫醚，再进一步引发环状磷酸酯单体的开环聚合，通过简单的沉淀处理，即可获得含有多个二硫键的两亲性嵌段共聚物，从而产生不可预期的效果。
上述基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物的制备方法，可以为以下步骤：
(1) 制备双二硫吡啶封端聚二硫醚：在惰性气氛中，以二氯甲烷为溶剂，乙酸为催化剂，在20～50℃条件下，利用2, 2-二硫二吡啶与二硫醇反应1～6小时，得到双二硫吡啶封端聚二硫醚；
所述2, 2-二硫二吡啶及二硫醇的摩尔比为(1.05～1.20)∶1；
上述反应式如下：
式中R1为CH2CH2、CH2CH2CH2、CH2CH2CH2CH2、CH2CH2CH2CH2CH2或CH2CH2CH2CH2CH2CH2中的一种；n = 20～90；
(2) 制备双羟基封端聚二硫醚：在惰性气氛中，以三氯甲烷为溶剂，乙酸为催化剂，在20～50℃条件下，利用双二硫吡啶封端聚二硫醚与2-巯基乙醇反应4～8小时，得到双羟基封端聚二硫醚；
所述双二硫吡啶封端聚二硫醚及与2-巯基乙醇的摩尔比为1∶(2.2～3.6)；
上述反应式如下：
式中R1为CH2CH2、CH2CH2CH2、CH2CH2CH2CH2、CH2CH2CH2CH2CH2或CH2CH2CH2CH2CH2CH2中的一种；n = 20～90；
(3) 制备基于聚二硫醚和聚磷酸酯的三嵌段共聚物：在惰性气氛中，在辛酸亚锡的催化作用下，以二氯甲烷为溶剂，在20～50℃条件下，利用双羟基封端聚二硫醚为引发剂，引发环状磷酸酯单体进行开环聚合，反应3～6小时，得到基于聚二硫醚和聚磷酸酯的三嵌段共聚物，为基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物；
所述引发剂、环状磷酸酯单体及辛酸亚锡的摩尔比为1∶(10～100)∶(0.1～1)。
上述反应式如下：
式中R2为甲基、乙基、异丙基或单甲基封端的聚环氧乙烷基中的一种；其中，单甲基封端的聚环氧乙烷基的化学结构式为：(CH2CH2O)xCH3，式中x = 2～10；m = 5～50，n = 20～90。
优选的技术方案中，所述惰性气氛为氮气或氩气气氛。
上述技术方案中，所述步骤(1)～(3)中，反应完成后，分别对产物进行提纯处理，所述纯化过程包括以下步骤：
1) 双二硫吡啶封端聚二硫醚的提纯处理：聚合反应结束后，将反应产物用旋转蒸发仪浓缩，再将浓缩液滴入甲醇中沉淀，将得到的粗产物再以三氯甲烷重新溶解，滴加到丙酮中沉淀，离心得到淡黄色粉末，置于真空干燥箱中常温干燥24～36小时；
2) 双羟基封端聚二硫醚的提纯处理：反应结束后，将反应产物用旋转蒸发仪浓缩，再将浓缩液滴入甲醇中沉淀两次，离心得到淡黄色粉末，置于真空干燥箱中常温干燥24～36小时；
3) 基于聚二硫醚和聚磷酸酯的三嵌段共聚物的提纯处理：聚合反应结束后，将反应产物用旋转蒸发仪浓缩，再将浓缩液滴入乙醚中沉淀两次，离心得到淡黄色固体，置于真空干燥箱中常温干燥24～36小时。
还原敏感型聚合物纳米粒子的具体制备过程可以为：将基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物溶解于四氢呋喃（THF），搅拌4 h使聚合物完全溶解，随后使用微量注射器加入超纯水；待滴加完成后继续搅拌12小时，促使基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物进行自组装；最后，将混合溶液转移到截留分子量为3500 g•mol-1的透析袋内，置于超纯水中透析24小时，从而得到还原敏感型聚合物纳米粒子，表征结果表明，还原敏感型聚合物纳米粒子在水溶液中呈球形结构，粒径在167纳米左右。
还原敏感型聚合物基纳米药物的具体制备过程可以为：将基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物溶解于四氢呋喃（THF），搅拌4 h使聚合物完全溶解，然后与药物溶液混合；随后使用微量注射器加入超纯水；待滴加完成后继续搅拌12小时，促使基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物进行自组装；最后，将混合溶液转移到截留分子量为3500 g•mol-1的透析袋内，置于超纯水中透析24小时，从而得到还原敏感型聚合物基纳米药物，表征结果表明，还原敏感型聚合物基纳米药物在水溶液中呈球形结构，粒径在260纳米左右。
本发明还公开了上述基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物作为刺激响应性药物载体的应用或者在制备抗癌药物中的应用；或者上述还原敏感型聚合物纳米粒子作为刺激响应性药物载体的应用或者在制备抗癌药物中的应用；或者上述还原敏感型聚合物基纳米药物在制备抗癌药物中的应用。
本发明中，基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物具有良好的生物相容性及生物可降解性，其含有疏水和亲水聚合物链段，可在水溶液中自组装包载疏水性抗癌药物。所形成的载药纳米粒子含有亲水性的聚磷酸酯外壳可以起到稳定纳米粒子的作用，能显著提高载药纳米粒子的循环时间，避免药物的扩散及载体的聚集。而当载药纳米粒子在体内循环抵达肿瘤组织时，能够利用纳米粒子的被动靶向特性，进入肿瘤组织。同时，利用肿瘤组织与正常组织内部的还原性谷胱甘肽浓度相差大的特点，疏水性聚二硫醚链段容易被还原性谷胱甘肽裂解，使得纳米粒子能够被破坏，快速释放出包载的抗癌药物，可以用作高效可控的药物释放载体。
由于上述方案的实施，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1．本发明采用价廉易得的商业化原料，制备结构明确的三嵌段共聚物，该共聚物以主链含有多个二硫键的聚二硫醚作为疏水链段，并以具有良好生物相容性和生物可降解性的聚磷酸酯作为亲水链段。
2．本发明获得的基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物在水溶液中可以自组装形成纳米粒子，疏水性内核可以用于包载疏水性抗癌药物，亲水性的聚磷酸酯外壳可以起到稳定纳米粒子的作用，能避免药物的扩散及载体的聚集。疏水性聚二硫醚链段容易被肿瘤组织内部的高浓度谷胱甘肽裂解，导致纳米粒子结构破坏，快速释放出包载的药物，达到治疗癌症的目的。
3. 本发明公开的基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物可以用作高效可控释放药物载体，在生物材料及生物医药领域具有良好的应用价值。
附图说明
图1为实施例一中双二硫吡啶封端聚二硫醚（PDS25）的核磁共振氢谱图，溶剂为氘代氯仿（CDCl3）；
图2为实施例一中双二硫吡啶封端聚二硫醚（PDS25）的核磁共振碳谱图，溶剂为氘代氯仿（CDCl3）；
图3为实施例一中双二硫吡啶封端聚二硫醚（PDS25）的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱图；
图4为实施例二中双羟基封端聚二硫醚（HO-PDS25-OH）的核磁共振氢谱图，溶剂为氘代氯仿（CDCl3）；
图5为实施例三中基于聚二硫醚和聚磷酸酯的三嵌段共聚物（PEEP16-b-PDS37-b-PEEP16）的核磁共振氢谱图，溶剂为氘代氯仿（CDCl3）；
图6为实施例三中基于聚二硫醚和聚磷酸酯的三嵌段共聚物（PEEP16-b-PDS37-b-PEEP16）的核磁共振碳谱图，溶剂为氘代氯仿（CDCl3）；
图7为实施例三中基于聚二硫醚和聚磷酸酯的三嵌段共聚物（PEEP16-b-PDS37-b-PEEP16）的核磁共振磷谱图，溶剂为氘代氯仿（CDCl3）；
图8为实施例四中还原敏感型纳米粒子（PEEP9-b-PDS30-b-PEEP9）的透射电镜照片（A）和动态光散射曲线（B）；
图9为实施例五中还原敏感型载阿霉素纳米粒子（PEEP9-b-PDS30-b-PEEP9）的透射电镜照片（A）和动态光散射曲线（B）；
图10为实施例六中还原敏感型载阿霉素纳米粒子（PEEP9-b-PDS30-b-PEEP9）在不同条件下的累计药物释放曲线；
图11为实施例七中还原敏感型纳米粒子（PEEP9-b-PDS30-b-PEEP9）对L929和HeLa细胞的毒性测试图；
图12为实施例七中还原敏感型载阿霉素纳米粒子（PEEP9-b-PDS30-b-PEEP9）和游离阿霉素抑制HeLa细胞增殖性能测试；
图13为实施例八中HeLa细胞对还原敏感型载阿霉素纳米粒子（PEEP9-b-PDS30-b-PEEP9）（A）和游离阿霉素（B）的内吞照片。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：双二硫吡啶封端聚二硫醚（PDS）的制备
将装有搅拌子的安瓿瓶放在120℃烘箱中干燥至少24小时，取出，将安培瓶连接到双排管上，用油泵抽冷至常温，重复抽充气三次，最后充满氮气。在氮气保护下，往安瓿瓶中依次加入2, 2-二硫二吡啶（1 g，4.55 mmol）和二氯甲烷（CH2Cl2，2 mL），在25℃油浴中搅拌10min；随后，用微量注射器往反应瓶中加入50 μL乙酸和1, 6-己二硫醇（0.62 g，4.13mmol），在25℃油浴中搅拌反应2.5小时。聚合反应结束后，将反应产物用旋转蒸发仪浓缩，再将浓缩液滴入甲醇中沉淀，将得到的粗产物再以三氯甲烷重新溶解，滴加到丙酮中沉淀，离心得到淡黄色粉末，置于真空干燥箱中常温干燥24小时，即为双二硫吡啶封端聚二硫醚（PDS），产率68%。采用核磁共振氢谱（1H NMR）、核磁共振碳谱（13C NMR）、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）对其进行表征，附图1、附图2和附图3分别为上述PDS的核磁共振氢谱图、核磁共振碳谱图和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱图，验证了双二硫吡啶封端聚二硫醚的化学结构。
实施例二：双羟基封端聚二硫醚（HO-PDS-OH）的制备
将装有搅拌子的支管瓶及磨口玻璃塞按照实施例一方法处理后，充满氮气，在通氮气条件下，依次加入实施例一制备的PDS（0.1 g，0.0255 mmol）和三氯甲烷（CHCl3，0.5 mL），在25℃油浴中搅拌10 min；随后，用微量注射器往反应瓶中加入50 μL乙酸和2-巯基乙醇（4.8 mg，0.0612 mmol），在25℃油浴中搅拌反应4小时。反应结束后，将反应产物用旋转蒸发仪浓缩，再将浓缩液滴入甲醇中沉淀两次，离心得到淡黄色粉末，置于真空干燥箱中常温干燥24小时，即为双羟基封端聚二硫醚（HO-PDS-OH），产率89%。采用核磁共振氢谱（1H NMR）对其进行表征，附图4为上述HO-PDS-OH的核磁共振氢谱图，验证了双羟基封端聚二硫醚的化学结构。
实施例三：基于聚二硫醚和聚磷酸酯的三嵌段共聚物（PEEP-b-PDS-b-PEEP）的制备
将装有搅拌子的安瓿瓶放在120℃烘箱中干燥至少24小时，取出，将安培瓶连接到双排管上，用油泵抽冷至常温，重复抽充气三次，最后充满氮气，在氮气保护下，往安瓿瓶中依次加入实施例二制备的双羟基封端聚二硫醚（HO-PDS-OH，0.2 g，0.052 mmol）和二氯甲烷（CH2Cl2，2 mL），在25℃油浴中搅拌10 min；随后，用微量注射器往反应瓶中加入催化剂辛酸亚锡（21.1 mg，0.052 mmol）和单体2-乙基-2-氧代-1, 3, 2-二氧磷杂环戊烷（EOP，0.4 g，2.6 mmol），在30℃油浴中搅拌反应4小时。开环聚合反应结束后，将反应产物用旋转蒸发仪浓缩，再将浓缩液滴入乙醚中沉淀两次，离心得到淡黄色粉末，置于真空干燥箱中常温干燥24小时，即为基于聚二硫醚和聚磷酸酯的三嵌段共聚物（PEEP-b-PDS-b-PEEP），产率78%。采用核磁共振氢谱（1H NMR）、核磁共振碳谱（13C NMR）和核磁共振磷谱（31P NMR）对其进行表征，附图5、附图6和附图7分别为上述PEEP-b-PDS-b-PEEP的核磁共振氢谱图、核磁共振碳谱图和核磁共振磷谱图，验证了基于聚二硫醚和聚磷酸酯的三嵌段共聚物的化学结构。
实施例四：采用透析法制备还原敏感型聚合物纳米粒子
将2 mg实施例三制备的三嵌段共聚物PEEP-b-PDS-b-PEEP加入到50 mL的单口圆底烧瓶中，加入2 mL四氢呋喃（THF），搅拌4 h使聚合物完全溶解，随后使用微量注射器加入10mL的超纯水，注射速度保持在3 mL/h。待滴加完成后继续搅拌12小时，促使两亲性三嵌段共聚物进行自组装。最后，将混合溶液转移到截留分子量为3500 g•mol-1的透析袋内，置于超纯水中透析24小时，然后将透析后的水溶液定容至20 mL，从而得到浓度为0.1 mg•mL-1的纳米粒子溶液。分别采用透射电镜（TEM）和动态激光光散射仪（DLS）对纳米粒子的形貌和粒径大小进行表征，附图8为还原敏感型聚合物纳米粒子在超纯水中的透射电镜照片（A）和动态光散射曲线（B），结果表明，还原敏感型聚合物纳米粒子在水溶液中呈球形结构，粒径在167纳米左右。
实施例五：采用透析法制备还原敏感型载阿霉素聚合物纳米粒子
将8 mg实施例三制备的三嵌段共聚物PEEP-b-PDS-b-PEEP加入到100 mL的单口圆底烧瓶中，加入9 mL四氢呋喃（THF），以及0.16 mL 阿霉素（DOX）/二甲亚砜（DMSO）母液（20 mg•mL-1），搅拌4 h使聚合物完全溶解，随后使用微量注射器加入45 mL的超纯水，注射速度保持在3 mL/h。待滴加完成后继续搅拌12小时。最后，将混合溶液转移到截留分子量为3500 g•mol-1的透析袋内，置于超纯水中透析24小时，然后将透析后的水溶液定容至80 mL，从而得到浓度为0.1 mg•mL-1的纳米粒子溶液。分别采用透射电镜（TEM）和动态激光光散射仪（DLS）对纳米粒子的形貌和粒径大小进行表征，附图9为还原敏感型载阿霉素聚合物纳米粒子在超纯水中的透射电镜照片（A）和动态光散射曲线（B），结果表明，还原敏感型载阿霉素聚合物纳米粒子在水溶液中呈球形结构，粒径在260纳米左右。
实施例六：载阿霉素聚合物纳米粒子的体外释放实验
取5 mL实施例五制备的载药纳米粒子溶液于截留分子量为12000～14000 g•mol-1的透析袋中，将该透析袋放入容量为30 mL的离心管内，外部加入三种具有不同含量谷胱甘肽（GSH）的缓冲溶液（20 mL），将离心管置于37℃恒温振荡器中进行释放实验。每隔一段时间取5 mL透析袋外部溶液，同时补充5 mL相同条件的缓冲溶液，采用荧光分光光度计检测释放阿霉素的含量。载有阿霉素的还原敏感型聚合物纳米粒子在不同条件下的累计释放曲线如附图10所示，结果表明，药物在含有10 mM GSH条件下释放速率明显快于添加2μM和没有添加GSH的pH 7.4缓冲溶液，可见载药纳米粒子具有一定的还原敏感性，可以达到药物可控释放效果。
实施例七：细胞毒性测试
采用四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法（MTT法）来检测细胞毒性，测试选用人体成纤维细胞（L929 cells）和人宫颈癌细胞（HeLa）进行。首先把L929（或者HeLa）细胞接种到含DMEM培养基的96孔培养皿上，其中培养基由10%胎牛血清（FBS），1%青霉素和链霉素组成。将其放置于37℃和5% CO2条件下培养24小时后加入不同浓度的实施例四方法制备的纳米粒子溶液、实施例五方法制备的载药纳米粒子溶液继续培养48小时。在培养皿的每个小孔中加入25μL的MTT溶液（5 mg•mL-1），培养了4小时后吸走上清液并加入150 μL的DMSO去溶解形成的甲瓒晶体。采用酶标仪（Bio-Rad 680）检测每个孔在570 nm处的吸光度（OD）。细胞相对存活率根据如下公式计算：细胞相对存活率(%) = (ODTest/ODControl)×100。式中，ODTest为待测样品孔中溶液的OD值，ODControl为无样品孔中溶液的OD值。每个浓度的样品进行五组平行实验，每个样品测试三次并取其平均值。测试结果见附图11和附图12所示。附图11为还原敏感型聚合物纳米粒子对L929和HeLa细胞的毒性测试，结果表明，聚合物纳米粒子具有较低的细胞毒性和良好的生物相容性；附图12为游离阿霉素（DOX）和还原敏感型载阿霉素聚合物纳米粒子（PEEP9-b-PDS30-b-PEEP9）对HeLa细胞的毒性测试结果，表明随着阿霉素浓度的增加，样品杀死癌细胞的能力不断增强。
实施例八：细胞内吞测试
采用活细胞工作站（Cell’R，Olympus）观察载阿霉素纳米粒子在HeLa细胞中的内吞过程。具体操作如下：将HeLa细胞接种到含培养基DMEM的6孔培养皿上，将其置于37℃、5% CO2条件下培养12小时使其贴壁生长。随后吸走上清液并使用PBS缓冲溶液清洗3次，加入Hoechst 33342（10 mg•L−1）再培养15分钟，使其对细胞核进行染色。将培养皿放置于载物台上，同时安装进样管。从倒置的显微镜中观察，选择合适的细胞区域。利用进样管将培养皿中的培养基替换成等体积的载阿霉素纳米粒子（实施例五方法制备的载药纳米粒子溶液）或者游离阿霉素的培养基（DOX浓度为0.4 mg•L-1），在40倍焦距下实时观察24小时。每隔半小时，拍摄所选定区域内细胞的荧光成像图，实时跟踪记录HeLa细胞内荧光强度的变化。附图13为HeLa细胞对还原敏感型载阿霉素纳米粒子（PEEP9-b-PDS30-b-PEEP9）（A）和游离阿霉素（B）的内吞照片，结果表明，在相同时间内载阿霉素纳米粒子比游离阿霉素进入HeLa细胞的更多。
本发明将逐步聚合与开环聚合联用，合成基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物。首先，以二硫醇和2, 2-二硫二吡啶在乙酸催化作用下进行逐步聚合，得到双二硫吡啶封端聚二硫醚；随后，在乙酸催化作用下，利用2-巯基乙醇与双二硫吡啶封端聚二硫醚发生反应，得到双羟基封端聚二硫醚；最后，在辛酸亚锡的催化作用下，利用双羟基封端聚二硫醚两端的羟基引发环状磷酸酯单体进行开环聚合，得到基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型两亲性三嵌段共聚物。聚磷酸酯是主链含有重复磷酸酯单元的一类聚酯，由于其化学结构类似于天然含磷大分子，具有极好的生物相容性和生物可降解性，在生物医学领域中有重要应用。
Claims (10)
1.一种基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物，具有如下化学结构式：
式中R1为CH2CH2、CH2CH2CH2、CH2CH2CH2CH2、CH2CH2CH2CH2CH2或CH2CH2CH2CH2CH2CH2中的一种；R2为甲基、乙基、异丙基或单甲基封端的聚环氧乙烷基中的一种；n = 20～90；m = 5～50。
2.根据权利要求1所述基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物，其特征在于，所述基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物的数均分子量为5000～30000 g•mol-1；所述单甲基封端的聚环氧乙烷基的化学式为：(CH2CH2O)xCH3，式中x = 2～10。
3.权利要求1所述基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物的制备方法，包括以下步骤：
（1）在惰性气氛中，在酸催化剂下，用2, 2-二硫二吡啶与二硫醇反应，得到双二硫吡啶封端聚二硫醚；
（2）在惰性气氛中，在酸催化剂下，用双二硫吡啶封端聚二硫醚与2-巯基乙醇反应，得到双羟基封端聚二硫醚；
（3）在惰性气氛中，在有机锡的催化作用下，用双羟基封端聚二硫醚为引发剂，引发环状磷酸酯单体进行开环聚合，得到基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物。
4.一种还原敏感型聚合物纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：
（1）在惰性气氛中，在酸催化剂下，用2, 2-二硫二吡啶与二硫醇反应，得到双二硫吡啶封端聚二硫醚；
（2）在惰性气氛中，在酸催化剂下，用双二硫吡啶封端聚二硫醚与2-巯基乙醇反应，得到双羟基封端聚二硫醚；
（3）在惰性气氛中，在有机锡的催化作用下，用双羟基封端聚二硫醚为引发剂，引发环状磷酸酯单体进行开环聚合，得到基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物；
（4）将基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物溶液与水混合，搅拌后透析，得到还原敏感型聚合物纳米粒子。
5.一种还原敏感型聚合物基纳米药物及其制备方法，包括以下步骤：
（1）在惰性气氛中，在酸催化剂下，用2, 2-二硫二吡啶与二硫醇反应，得到双二硫吡啶封端聚二硫醚；
（2）在惰性气氛中，在酸催化剂下，用双二硫吡啶封端聚二硫醚与2-巯基乙醇反应，得到双羟基封端聚二硫醚；
（3）在惰性气氛中，在有机锡的催化作用下，用双羟基封端聚二硫醚为引发剂，引发环状磷酸酯单体进行开环聚合，得到基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物；
（4）将基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物溶液与药物溶液混合后，再与水混合，搅拌后透析，得到还原敏感型聚合物基纳米药物。
6.根据权利要求3、4或者5所述的制备方法，其特征在于，所述2, 2-二硫二吡啶、二硫醇的摩尔比为(1.05～1.20)∶1；所述双二硫吡啶封端聚二硫醚、2-巯基乙醇的摩尔比为1∶(2.2～3.6) ；所述羟基封端聚二硫醚、环状磷酸酯单体及有机锡的摩尔比为1∶(10～100)∶(0.1～1)。
7.根据权利要求3、4或者5所述的制备方法，其特征在于，所述酸催化剂为乙酸；所述有机锡为辛酸亚锡；所述环状磷酸酯单体的化学结构式如下：
式中R2为甲基、乙基、异丙基或单甲基封端的聚环氧乙烷基中的一种。
8.根据权利要求3、4或者5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)的反应中，反应温度为20～50℃，时间为1～6小时；步骤(2)的反应中，反应温度为20～50℃，时间为4～8小时；步骤(3)的开环聚合中，温度为20～50℃，时间为3～6小时。
9.根据权利要求4或者5所述的制备方法制备的还原敏感型聚合物纳米粒子或者还原敏感型聚合物基纳米药物。
10.权利要求1所述基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物作为刺激响应性药物载体的应用或者在制备抗癌药物中的应用；或者权利要求9所述还原敏感型聚合物纳米粒子作为刺激响应性药物载体的应用或者在制备抗癌药物中的应用；或者权利要求9所述还原敏感型聚合物基纳米药物在制备抗癌药物中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810416338.3A CN108503844B (zh) | 2018-05-03 | 2018-05-03 | 基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810416338.3A CN108503844B (zh) | 2018-05-03 | 2018-05-03 | 基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物及其制备方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108503844A true CN108503844A (zh) | 2018-09-07 |
| CN108503844B CN108503844B (zh) | 2020-08-04 |
Family
ID=63399624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810416338.3A Active CN108503844B (zh) | 2018-05-03 | 2018-05-03 | 基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108503844B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102807657A (zh) * | 2012-08-24 | 2012-12-05 | 苏州大学 | 具有pH响应性和生物可降解性的双亲水性嵌段共聚物药物载体及其制备 |
| CN103450483A (zh) * | 2013-08-19 | 2013-12-18 | 苏州大学 | 一种基于聚磷酸酯的无规共聚物、其制备方法及应用 |
-
2018
- 2018-05-03 CN CN201810416338.3A patent/CN108503844B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102807657A (zh) * | 2012-08-24 | 2012-12-05 | 苏州大学 | 具有pH响应性和生物可降解性的双亲水性嵌段共聚物药物载体及其制备 |
| CN103450483A (zh) * | 2013-08-19 | 2013-12-18 | 苏州大学 | 一种基于聚磷酸酯的无规共聚物、其制备方法及应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| QINGQING ZHANG, JINLIN HE: "A polyphosphoester-conjugated camptothecin prodrug with disulfide linkage for potent reduction-triggered drug delivery", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY B》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108503844B (zh) | 2020-08-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA3016655C (en) | Ovarian cancer specifically targeted biodegradable amphiphilic polymer, polymer vesicle prepared thereby and use thereof | |
| CN104177624B (zh) | 含二硫键与酰腙键的双重敏感两亲性三嵌段共聚物及其制备方法与应用 | |
| CN103554508B (zh) | 酸敏感两亲性星状嵌段共聚物、其制备方法及应用 | |
| CN105859990B (zh) | 侧链含硫辛酰基的聚合物、其制备方法及由其制备的聚合物囊泡及其应用 | |
| CN106905519A (zh) | 生物可降解双亲性聚合物、由其制备的聚合物囊泡及在制备肺癌靶向治疗药物中的应用 | |
| CN110183613A (zh) | 一种两亲性共聚物及其纳米胶束系统的制备与应用 | |
| CN105001426B (zh) | 一种具有肿瘤靶向性的聚氨基酸接枝共聚物及其制备方法 | |
| CN107266384B (zh) | 基于2-氨基十六烷酸的n-羧基内酸酐单体和聚氨基酸及其制备方法 | |
| CN104173282B (zh) | 基于聚磷酸酯的叶酸靶向酸敏感核交联载药胶束及其制备方法 | |
| CN107007550B (zh) | 一种氧化还原响应性两亲性共聚物及其制备方法和应用 | |
| CN110204664B (zh) | 一种共载药物和基因用阳离子聚合物及其应用 | |
| CN105168230A (zh) | 一种具有内涵体逃逸功能的肿瘤靶向前药及其纳米制剂和制备方法 | |
| CN108503844A (zh) | 基于聚二硫醚和聚磷酸酯的还原敏感型共聚物及其制备方法与应用 | |
| CN110721319B (zh) | 同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药及前药纳米粒子的制备方法 | |
| CN110859966A (zh) | 一种氧化还原响应性超支化聚前药纳米胶束及其制备方法和应用 | |
| CN110772641A (zh) | 一种药物载体及其制备方法与应用 | |
| CN113081960B (zh) | 一种可生物降解且具有温敏性的抗肿瘤键合前药及其制备方法 | |
| CN109939080A (zh) | 基于共轭聚合物的热敏型载药纳米粒子及其制备方法 | |
| CN107375940A (zh) | 以粘附因子icam‑1为靶点的纳米药物制备及其应用 | |
| CN113045687B (zh) | 一种聚合物、纳米自组装体、药物递送系统及其制备方法和应用 | |
| CN106565962A (zh) | 一种胆固醇接枝的pH响应三嵌段两亲性共聚物及其制备方法与应用 | |
| CN105997867B (zh) | 功能性药物组合物的制备方法 | |
| CN116327933A (zh) | 一种纳米靶向载药胶束及其制备方法和应用 | |
| CN117126388A (zh) | 一种胆盐修饰的两亲性生物材料Fmoc-PEG-GCA及其制备方法和用途 | |
| CN110743011A (zh) | 基于聚氨基酸的药物体系及其制备方法与用途 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231222 Address after: 201900, 10th Floor, Building 1, No. 188 Changyi Road, Baoshan District, Shanghai Patentee after: Shanghai Shengping Zhiwu Technology Co.,Ltd. Address before: 215104 No. 1188 Wuzhong Road, Wuzhong District, Suzhou, Jiangsu Patentee before: SOOCHOW University |