CN114452256A - 脊髓损伤靶向药物、聚合物-疏水化合物胶束及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种聚合物‑疏水化合物水溶性胶束，其可以协助难溶性化合物的溶解，且该胶束本身制成水溶液时，对于脊髓损伤部位有靶向富集作用和促进穿透血脊髓屏障作用，可以协助难溶性的神经调控类药物富集在脊髓损伤组织，可以用于制备脊髓损伤的靶向药物。此外，本发明还提供了提高已有难溶性的神经调控类药物的靶向性的修饰方法。本发明利用可控聚合合成了ROS响应的聚合物，利用对药物前体的神经递质修饰，并通过自组装方式将药物装载，制备得到针对脊髓损伤的靶向纳米药物。

Description

脊髓损伤靶向药物、聚合物-疏水化合物胶束及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚合物-疏水化合物胶束，尤其涉及针对脊髓损伤的靶向药物，还涉及聚合物-疏水化合物胶束以及脊髓损伤的靶向药物制备方法。
背景技术
全球每年新增脊髓损伤患者超过30-50万人，脊髓损伤患者在中国已超过500万。临床上超过90％脊髓损伤病患在解剖学上不是全横断的，损伤后仍有部分残留的神经纤维连接着受损脊髓的两端，然而超过一半的病患在功能性上却完全丧失。目前临床上脊髓损伤后功能性恢复是世界尚未解决的重大医学难题，临床治疗的手段及疗效非常有限，造成这种状况的根本原因是脊髓损伤后阻碍功能性恢复的机制不清楚。
目前，从神经保护研发新的治疗方案是脊髓损伤领域主要研究方向之一。然而报道的针对脊髓损伤后，改善神经元功能的药物极少。哈佛大学医学院何志刚研究组与南通大学顾晓松建议了一种疗法(参见非专利文献1)，提及KCC2激动剂作为促进脊髓损伤后功能恢复的有希望的治疗方法，该文献中使用(神经元特异性K+-Cl协同转运蛋白的激动剂(KCC2激动剂，例如CLP290、CLP257)。
非专利文献1：Reactivation of Dormant Relay Pathways in Injured SpinalCord by KCC2 Manipulations Cell[J].Volume 174,ISSUE 3,P521-535.e13,July 26,2018
然而公知常见的KCC2激动剂例如CLP290、CLP257水溶性很差，限制了其应用，这些潜在的药物主要为神经元的离子通道蛋白调控剂，实际进行动物实验的也是属于极小部分。此外，它们普遍还存在，选择性差，并不能靶向的作用到脊髓损伤患者患处(损伤的脊髓组织)，难免存在用药量大，递送效率低而引起的功能恢复效果差，副反应大，不安全等缺点。此外，现有文献报道中(如上述非专利文献1)，采用腹腔注射方式给药进行动物实验，与实际的临床用药还存在极大的距离。
为此，如何解决神经药物(例如CLP类)的上述问题，增加临床应用的可能性，是非常现实的技术问题。
发明内容
鉴于此，发明人首先基于利用神经细胞分泌的小分子神经因子对现有用于脊髓损伤的神经药物(例如CLP)进行结构改造，增加药物对特定神经细胞选择性的技术思路。使用CLP的实验表明通过现有进行结构改造所得的化合物，被神经细胞摄取选择性提高了，由此可极大的降低了用量。
但是仍然存在水中溶解性差，因此此类药物欲用于临床，还需要克服溶解度的难关。此外，脊髓不同于其他器官，脊髓损伤后的药物递送还涉及到脊髓-血管屏障的特殊屏障，因此提高药物通过屏障也是至关重要的。已知纳米药物可以提高药物利用率和药物递送效率。针对脊髓损伤被动靶向递送和主动靶向特定神经元，更是能大大提高药效，减少可能的副反应。因此，针对脊髓损伤的靶向纳米药物的合成方法亟待开发
为了解决脊髓神经修复类药物的溶解度和递送效率问题，本发明的发明人经过深入研究，成功开发了一种聚合物-疏水化合物水溶性胶束，其可以协助难溶性化合物的溶解，且该胶束本身制成水溶液时，对于脊髓损伤部位有靶向富集作用，可以协助难溶性的神经修复药物富集在脊髓损伤组织，可以用于制备脊髓损伤的靶向药物。
具体而言本发明提供一种脊髓损伤的靶向药物，其包含两性聚合物胶束和疏水性神经修复药物，所述疏水性神经修复药物被两性聚合物胶束包裹形成水溶性颗粒，两性聚合物胶束由包含亲水片段和疏水片段的两性高分子化合物缔合形成。
在本发明的优选实施方式中，所述疏水性神经修复药物的化学结构中，包含神经细胞分泌的小分子神经因子片段。这些片段通过化学反应形成化学键连接在疏水性神经修复药物上面，神经细胞分泌的小分子神经因子片段本身在神经细胞有自身的转运机制，利用这些分子引导，能够实现疏水性神经修复药物的对神经细胞的主动选择性，所谓主动选择性，是指药物通过结构改造，分子自身提高了在神经细胞中的转运进入能力，这种结构改造通常是可逆的，也就是说神经细胞分泌的小分子神经因子片段连接在疏水性神经修复药物上之后，在进入细胞后还是能通过细胞代谢脱除，使得疏水性神经修复药物在细胞中发挥作用。
在本发明的优选实施方式中，所述疏水性神经修复药物没有特别限制，只要是用于神经修复、神经营养的药物，且为难溶于水是药物，都可以用于本发明，可以为选自CLP257、CLP290、巴氯芬、布美他尼、NMDA受体拮抗剂CP101606、8-OHDPAT、喹嗪、4-AP中的任意种药物，与神经细胞分泌的小分子神经因子通过化学键偶联而得的疏水性神经修复药物。
本发明实施例中证实了GABA和DOPA能够协助疏水性神经修复药物提高所谓的主动选择性，推测其他神经细胞分泌的小分子神经因子也有类似作用，在本发明的优选实施方式中，所述神经细胞分泌的小分子神经因子包括以下神经细胞分泌的小分子神经因子，但是并不限于这些。
Figure BDA0003449414970000031
所谓的经由这些化合物修饰，是指通过使疏水性的药物分子与上述分子之间形成化学键，将上述分子连接在疏水性分子上，从而使得神经细胞通过对上述分子的识别和转运，提高疏水性药物分子向神经细胞内的转运效率。
在本发明的优选实施方式中，疏水性神经修复药物可以为利用γ氨基丁酸GABA修饰的选自CLP257、CLP290、巴氯芬、布美他尼、NMDA受体拮抗剂CP101606、8-OHDPAT、喹嗪、4-AP中的任意种药物，但是并不限于这些。
另一方面，神经保护是已知的脊髓损伤功能恢复的基础，因此提供合适的损伤后的保护也是很重要的。损伤后高强度的ROS是造成脊髓持续损伤的一大主要因素。为此，我们提出了一种针对损伤后ROS环境进行调控的方法，其方法就是在脊髓损伤的靶向药物的两性聚合物胶束上链接ROS牺牲剂，即本发明的优选实施方式中，所述的两性聚合物胶束链上连接有能够与活性氧反应的使活性氧被消耗的活性氧牺牲性基团。进而，活性氧牺牲性基团优选为选自如下基团中的基团，
Figure BDA0003449414970000041
其中，R8和R9各自独立地为氢、C1～C5的烷基、C6～C10的芳基、C1～C5的烷基硫醚基；R10各自独立地为氢、C1～C5的烷基、羟基、C1～C5的烷基醚基、C1～C5的烷基硫醚基。
只要是两性高分子聚合形成的胶束，即可实现本发明的目的，但是为了更好的包封疏水性神经修复药，本发明还开发了特定的胶束，其是本发明的优选实施方式。具体而言，本发明的优选实施方式中，脊髓损伤的靶向药物中的两性聚合物胶束，为由式(1)所示两性高分子化合物缔合而成的胶束，
Figure BDA0003449414970000051
其中，Z表示C1～C15的烷基、C1～C15的烷基硫基、C6～C10的芳基；R1和R2各自独立地选自氢、C1～C5的烷基、氰基，且R1和R2不同时为氰基；E表示C1～C5的亚烷基、C6～C10的亚芳基、C1～C5的亚烷基-C6～C10的亚芳基、C6～C10的亚芳基-C1～C5的亚烷基，或者，E也可以不存在；R3表示C1～C5的烷基、羟基、COOR5，R5表示氢、C1～C5的烷基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基；
R4和R7各自独立地为氢或甲基；
Rx表示选自苯基取代的亚苯基、-ph-COO-、ph-CONH-、-COO-、-CONH-中的二价基团；
Ry表示不存在、或者选自C1～C5的烷基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基二价基团；
R6表示氢、氨基、羧基、羟基、C1～C5的烷基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基；
o为2～4的整数；p为20～40的整数，优选为25～35的整数；
X为以下式(2)～(5)基团：
Figure BDA0003449414970000052
Figure BDA0003449414970000061
波浪线表示连接位置、“—”连接在芳香环中间表示可以连接在芳香环任何可能的位点，
R8和R9各自独立地为氢、C1～C5的烷基、C6～C10的芳基、C1～C5的烷基硫醚基；R10各自独立地为氢、C1～C5的烷基、羟基、C1～C5的烷基醚基、C1～C5的烷基硫醚基，
所述胶束中，式(1)表示的化合物中的()p中的亲水残基部分构成外侧亲水层，提供胶束颗粒的水溶性，其余部分构成内侧的疏水内核，疏水内核中包封疏水性神经修复药物，所述胶束直径为10nm～300nm。
进一步优选地，式(1)所示两性高分子化合物为式(1-1)所示两性高分子化合物，
Figure BDA0003449414970000071
其中，Z、R1、E、R3、R5、R4和R7、R6、o、p、X、R8、R9、和R10表示的含义与式(1)中相同，q为6～20的整数，优选为7～12的整数。
本发明中，Ca～Cb的表达方式代表该基团具有的碳原子数为a～b，除非特殊说明，一般而言该碳原子数不包括取代基的碳原子数。本发明中，对于化学元素的表述，若无特别说明，通常包含化学性质相同的同位素的概念，例如“氢”的表述，也包括化学性质相同的“氘”、“氚”的概念。
因此，所谓的C1～C15的烷基，例如可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、仲戊基、新戊基、正己基、新己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、十一烷基、十二烷基等，但是并不限于这些其中，优选为C1～C5的烷基，作为优选的基团可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、仲戊基、新戊基等。
所谓的C1～C15的烷基硫基，是上述C1～C15的烷基-S的基团，其中，优选可举出十二烷基硫基等。
所谓的亚烷基，是指上述的烷基再去除掉一个氢原子而成的二价基团，例如可举出，亚甲基、亚乙基等。
所谓的C6～C10的芳基，可以举出苯基、萘基、蒽基、菲基等，其中优选苯基。
所谓的C6～C10的亚芳基，可举出上述C6～C10的芳基再去除掉一个氢原子而成的二价基团，其中优选亚苯基、亚萘基。
本发明的优选实施方式中Z优选为甲基、苯基或十二烷基硫基；R1和R2优选为氢、甲基、氰基；E优选为亚甲基、亚乙基、亚苯基、亚甲基-亚苯基、亚苯基-亚甲基，；R3优选为甲基、乙基、羟基、COOR5，R5优选为氢、甲基、乙基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基；
R4和R7各自独立地优选为氢或甲基；R6表示氢、甲基；o为2～4的整数；p为20～40的整数，优选为25～35的整数；q为6～20的整数，优选为8～12。
上述的C1～C5的亚烷基-C6～C10的亚芳基、C6～C10的亚芳基-C1～C5的亚烷基，是指C1～C5的亚烷基和C6～C10的亚芳基连接而成的二价基团，其具体例可参见上述的C1～C5的亚烷基的具体例和C6～C10的亚芳基中的具体例相连而成的基团。
所谓的PEG残基，是指类似于
Figure BDA0003449414970000081
的基团，是用类似聚乙二醇结构进行封端的残基。
基于以上的胶束，使得本发明能够提供性能优良的脊髓损伤的靶向药物。
本发明还提供一种用于脊髓损伤的注射剂，其含有本发明的上述脊髓损伤的靶向药物和药学上允许的辅料。
本发明提供一种新的药物合成方法，使其具有高水溶性，能被动靶向脊髓损伤区域并能主动靶向特定神经元，并且应用于脊髓损伤后的康复治疗中可以促进运动功能恢复。具体而言，本发明脊髓损伤的靶向药物的制备方法，将两性高分子化合物与需要包封的疏水性神经修复药物溶解于有机溶剂中，随后向其中缓慢注射水，缓慢搅拌，使其通过自组装形成胶束粒子，随后将胶束粒子溶液转移至透析袋，利用去离子水进行透析12-72小时，将纳米胶束粒子溶液冷冻干燥，
所述有机溶剂选自选自DMSO、DMF、四氢呋喃、卤代烃溶剂、C1～C6的烷醇类溶剂、酯溶剂、苯、甲苯、吡啶等。所谓的卤代烃溶剂，是指1或2个碳原子的饱和的或不饱和的氯代烃，通常是选自二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1，1-二氯乙烷、1，2-二氯乙烷、1，1，1-三氯乙烷、1，1，2-三氯乙烷、1，1，1，2-四氯乙烷、1，1，2，2-四氯乙烷、五氯乙烷、1，1-二氯乙烯、1，2-二氯乙烯、三氯乙烯及四氯乙烯。更好地是二氯甲烷、三氯甲烷、1，1，1-三氯乙烷、三氯乙烯及四氯乙烯，进一步优选的是二氯甲烷、三氯甲烷。所谓的C1～C6的烷醇类溶剂，可使用常用的甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、环己醇等，但是不限于这些溶剂。作为酯类溶剂，可以举出乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲酸乙酯等溶剂，但是并不限于这些溶剂。
在本发明的优选实施方式中，所述有机溶剂选自DMSO、DMF、THF、卤代烃、C1～C6的烷醇类溶剂、酯溶剂、苯、甲苯、吡啶。
在本发明的优选实施方式中，在聚合物-疏水化合物水溶性胶束的制备方法，两性高分子化合物与需要包封的疏水性化合物之间比例为：以质量比计，两性高分子化合物：需包封的疏水性化合物＝3～20：1。
本发明的脊髓损伤的靶向药物是聚合物-疏水化合物胶束(以下也称为本发明的胶束)是一类纳米胶束，由亲水层和疏水内核组成，亲水层由嵌段聚合物的刷状PEG链段构成，提供纳米颗粒的水溶性；疏水内核由疏水层和疏水药物构成，疏水层由嵌段聚合物的苯硼酸基等类似性质的链段构成，疏水化合物可以通过自组装过程装载于疏水层内。整体尺寸在形貌均匀，呈球形，单分散性良好。本发明的胶束特别适合用于包封疏水性药物。
本发明的上述胶束具有很好的水溶性，可以制成注射剂。因此本发明的胶束可以用于难溶性药物的注射给药。
在本发明优选的实施方式中，本发明的脊髓损伤的靶向药物制备方法中，用于自组装的两性高分子化合物，优选上述式(1)所示的化合物，进一步优选上述式(1-1)所示的化合物。
经动物实验证实，本发明的胶束经注射给药之后，在损伤的脊髓组织会有非常明显的富集作用。由于本发明的胶束既解决了难溶性药物的水溶性问题，又在损伤的脊髓组织有富集作用，因此极大的提高了脊髓损伤之后，治疗药物的递送效率。
本发明的一个优选的实施方式中，提供一种脊髓损伤的靶向药物，其包含权利要求1所述的聚合物-疏水化合物水溶性胶束，所述疏水化合物为疏水性药物。
在本发明的优选实施方式中，X优选为式(2)所示的基团，其包封的效率优异，且制备更加容易，毒性小。
本发明的原理如图1所示，靶向纳米药物主要由两部分组成，其一为嵌段双亲聚合物，其中疏水部分链段具备与活性氧反应的能力提供ROS牺牲剂和响应功能，亲水链段提供纳米水溶性；其二为靶向小分子药物，其主体药物成分为已知的神经元相关离子蛋白激动/抑制剂组成，靶向端由神经递质及其衍生物构成。
在本发明的优选实施方式中，疏水性药物优选为利用GABA修饰的CLP257，该药物在本发明的胶束的递送系统里，结合效率和递送效率较高，且明显的改进了水溶性。
本发明也提供构建神经元主动靶向性药物的方法，所谓主动靶向，是指通过结构修饰，提高神经元细胞对于药物的摄取率。与之相对的是被动靶向作用，本发明的上述胶束在脊髓损伤组织的聚集效果，即可以理解为被动靶向效果。如果将本发明的胶束的被动靶向效应与神经元主动靶向性药物结合，则可以实现本发明的最理想的技术效果。
本发明通过将特定神经递质与药物前体连接实现神经元靶向性药物的构建。以γ-氨基丁酸能神经元为靶标，以神经元兴奋性调节剂CLP-257为药物前体为例，简要介绍其构建方法如下(应该注意的是以下的示例仅仅是为了更明确的解说，本发明的合成方法不受其限制)：将CLP-257溶解于二甲基亚砜(DMSO)；随后加入N，N'-羰基二咪唑，缓慢搅拌反应30分钟；再向混合液中加入γ-氨基丁酸(GABA)，反应过夜。将混合液在去离子水中沉淀，过滤得到淡黄色固体。随后用大量甲醇反复洗涤所得固体，真空干燥得到最终主动靶向GABA能神经元的药物GABA-CLP。
在本发明的另一个实施方式中，其提供一种聚合物-疏水化合物水溶性胶束，由上述式(1)所示两性高分子化合物缔合而成的胶束包裹疏水性化合物而成。本发明的式(1)所示的两性高分子化合物不仅可以用于本发明，还能用于其他疏水性化合物的包覆，形成水溶性胶束，从而提高难溶性药物的临床使用效率。同时本发明也提供一种难溶性药物或者难溶性化合物的增溶方法，所谓增溶是指增加水溶性，该方法即使用式(1)所示两性高分子化合物缔合而成的胶束包裹难溶性药物或者难溶性化合物。
在本发明的另一个实施方式中，提供上述式(1)所示两性高分子化合物，其可用于形成水溶性胶束，可用于难溶性物质增溶。其表面存在大量的活性氧牺牲性基团，尤其适合用于脊髓损伤药物递送系统中，用于作为难溶性药物的增溶和药物递送，不但增加溶解性，还能增加脊髓损伤组织选择性，还能够通过活性氧牺牲性基团提高治疗效果，具有多种优良技术效果。
在本发明的另一个实施方式中，提供式(1)所示两性高分子化合物的制备方法，其依次包含以下步骤，
亲水链段构建步骤S1，利用式(6)所示的链转移催化剂，在自由基引发剂的存在下，使式(7)所示的化合物发生自由基聚合反应，通过控制式(6)所示的链转移催化剂与式(7)所示的化合物的当量比，控制聚合度为20～40，获得式(8)所示化合物，
疏水性链段结合步骤S2，使式(8)所示化合物与式(9)的化合物发生自由基聚合反应，通过控制当量比和反应时间控制聚合度为2～4，获得式(1)所示两性高分子化合物，
Figure BDA0003449414970000111
其中，Z表示C1～C15的烷基、C1～C15的烷基硫基、C6～C10的芳基，优选为甲基、苯基、十二烷基硫基；R1和R2各自独立地选自氢、C1～C5的烷基、氰基，且R1和R2不同时为氰基；E表示C1～C5的亚烷基、C6～C10的亚芳基、C1～C5的亚烷基-C6～C10的亚芳基、C6～C10的亚芳基-C1～C5的亚烷基，或者，E也可以不存在；R3表示C1～C5的烷基、羟基、COOR5，R5表示氢、C1～C5的烷基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基；
R4和R7各自独立地各自独立地为氢或甲基；R6表示氢、C1～C5的烷基、羟基；
Rx表示选自苯基取代的亚苯基、-ph-COO-、ph-CONH-、-COO-、-CONH-中的二价基团；
Ry表示不存在、或者选自C1～C5的烷基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基二价基团；
o为2～4的整数；p为20～40的整数，优选为25～35的整数；
X为以下式(2)～(5)基团：
Figure BDA0003449414970000121
波浪线表示连接位置、“—”连接在芳香环中间表示可以连接在芳香环任何可能的位点，
R8和R9各自独立地为氢、C1～C5的烷基、C6～C10的芳基、C1～C5的烷基硫醚基；R10各自独立地为氢、C1～C5的烷基、羟基、C1～C5的烷基醚基、C1～C5的烷基硫醚基。
在本发明优选的两性高分子化合物的制备方法中，式(7)的化合物为下述式(7-1)的化合物，式(9)的化合物为下述式(9-1)的化合物，
Figure BDA0003449414970000122
Figure BDA0003449414970000131
本发明的上述式(1)所示两性高分子化合物的合成方法本质上是由可控聚合制备的亲水-亲油嵌段聚合物进行水溶液自组装形成纳米载体。先通过可控聚合方法制备链段长度可控的水溶性聚合物，优选的聚合物可以是POEGMA(甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚，即上述式(7)中，R6为氢，R4为甲基)。
式(6)所示的链转移催化剂，可以自己合成，也可以获得市售品，例如从Merck试剂公司可以获得以下可用的链转移催化剂：4-氰基-4-(苯基硫代甲酰硫基)戊酸、4-氰基-4-[(苯基硫代甲基)硫代]-2，5-二氧代-1-吡咯烷基酯戊酸(Cas No.864066-74-0)、2-[十二烷硫基(硫代羰基)硫基]-2-甲基丙酸(Cas No.461642-78-4)、2-氰基-2-丙基十二烷基三硫代碳酸酯(Cas No.870196-83-1)、2-氰基-2-丙基-4-氰基苯二硫代碳酸酯(CasNo.851729-48-1)、聚乙二醇-4-氰基-4-(苯基羰基硫)戊酸酯PEG CTA、2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸(Cas No.461642-78-4)。作为式(6)所示的链转移催化剂，优选使用4-氰基-4-(苯基硫代甲酰硫基)戊酸。
作为本发明的上述方法中使用的自由基聚合引发剂，并没有特别的限制，可以使用偶氮化合物类、过氧化物类。作为偶氮类自由基聚合引发剂，是分子结构中含有偶氮基—N＝N—并与两个烷基(R，R')相连的化合物。通式为R—N＝N—R'，它可在光和热作用下分解而放出氮气、同时生成自由基，例如偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异庚腈和偶氮二异丁酸二甲酯引发剂等，带羧基、磺酸基等亲水基团的偶氮化合物适用于水溶液聚合，水溶性的有偶氮二异丁基脒盐酸盐(V-50引发剂)，适用于中温引发分解反应。
作为过氧化合物类是含有过氧基(—O—O—)的一类化合物，受热后—O—O—键断裂，分裂成两个相应的自由基，从而引发单体聚合，称为过氧化物引发剂。分无机过氧化物和有机过氧物两类。无机过氧化物引发剂，有过氧化氢、过硫酸铵或过硫酸钾等，可溶于水，用作水溶液聚合、乳液聚合的引发剂；有机过氧化物引发剂，有过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮等。本发明中优选使用是偶氮类，特别优选AIBN。
以聚合物POEGMA为例，大致的合成过程如下，应该注意的是以下的示例仅仅是为了更明确的解说，本发明的合成方法不受其限制，
第一步是将甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯、可控链转移剂(式(6)所示的链转移催化剂)、2，2-偶氮二异丁腈(AIBN)溶解在1，4二氧六环中；待其充分溶解后，将混合液加至史兰克管，并连通氮气，充氮；随后混合液经液氮冷冻后真空抽气5-10分钟，常压充氮解冻后，再重复冷冻抽气重复三次；随后将解冻后的混合液转移至70℃油浴，持续充氮，缓慢搅拌12-24h；随后旋转蒸发除去混合液中溶剂，并在无水乙醚中沉降三次；最终得到红色油状物即为聚合物POEGMA。
第二步，也是通过可控聚合方法，在所得水溶性聚合物后合成疏水的ROS响应链段(所谓的ROS响应链段是指，苯硼酸链段中的苯硼酸可与活性氧反应，消耗活性氧生成苯酚基团并产生苯硼酸从聚合物主链中脱去，对胶束稳定性产生影响)，如聚合物POEGMA后继续聚合3-丙烯酰胺基苯硼酸(BAA)，得到POEGMA-BAA，其合成过程如下：
将聚合物POEGMA、AIBN、BAA溶解在NN二甲基甲酰胺中；待其充分溶解后，将混合液加至史兰克管，并连通氮气，充氮2分钟；随后混合液经液氮冷冻后真空抽气5-10分钟，常压充氮解冻后，再重复操作三次；随后，将解冻后的混合液转移至70℃油浴，持续充氮，缓慢搅拌6-24h；随后旋转蒸发除去混合液中溶剂，并在无水乙醚中沉降两次，随后经水溶解并透析24-72h，得到水溶液即为纳米载体。冷冻干燥所得到黄色油状物，即为聚合物POEGMA-BAA。
本发明通过巧妙设计了式(1)所示两性高分子化合物，使得疏水性分子特别是疏水性药物，可以方便的与其自组装成纳米胶束颗粒。仍然以上述POEGMA-BAA和药物GABA-CLP为例，进行具体介绍自组装的操作方法。首先，将POEGMA-BAA与GABA-CLP溶解于DMSO中，随后缓慢注射进去离子水中并缓慢搅拌，自组装形成纳米粒子。随后将纳米颗粒溶液转移至透析袋，去离子水中透析24-72h；最终，冻干溶液得到纳米药物GABA-Nano并保存至4℃冰箱。
本发明利用可控聚合合成了ROS响应的聚合物，利用对药物前体的神经递质修饰，并通过自组装方式将药物装载，制备得到针对脊髓损伤的靶向纳米药物。
本发明提供了脊髓损伤的靶向纳米药物及其合成方法，与现有技术相比较，具有如下显著优点：
1.所得纳米药物远优于普通小分子药物的水溶性，且无明显细胞毒性和体内毒副作用；
2.所得纳米药物能高效富集至损伤后的脊髓部位，且能有效靶向特定神经元，提升药物疗效；
3.所得药物可以很方便的进行尾静脉注射，不同于脊髓鞘内注射及二次手术等危险性较大的用药方式，安全性和可能的临床风险大大降低；
4.所得药物体内代谢时间较长，且由于靶向效果等，其用药量可大幅降低减少药物副作用。
5.通过大鼠挫伤脊髓损伤模型实验验证：所得靶向纳米药物能够有效保护损伤后残留细胞，靶向激活休眠神经元功能，显著提高脊髓损伤后的功能恢复水平。
附图说明：
图1是针对脊髓损伤的靶向纳米药物的合成方法示意图；
图2是表示纳米药物的合成及表征的图；
图3是靶向药物的表征的图；
图4是纳米药物的细胞安全性及抗氧化表征的图；
图5是纳米药物的脊髓富集及靶向能力的图；
图6是纳米药物的突破脊髓-血管屏障能力的图；
图7是纳米药物的体内安全性的图；
图8是纳米药物对脊髓组织保护能力评价的图；
图9是脊髓损伤后ROS NANO与PBS处理下功能恢复评价的图；
图10是脊髓损伤后纳米药物GABA Nano和DOPA Nano功能恢复评价的图。
具体实施方式：
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此：
本发明中使用的字母缩写含义：
BAA：3-丙烯酰胺基苯硼酸；
GABA：γ-氨基丁酸；
ROS：活性氧；
ROS NANO：活性氧牺牲剂纳米颗粒；
PBS：磷酸盐缓冲盐溶液；
CCK-8：细胞活力检测试剂盒；
LPS：脂多糖；
DOPA：多巴胺；
SDS PAGE：十二烷基硫酸钠–聚丙烯酰胺；
PBST：含吐温-20的磷酸盐缓冲液；
iNOS/IBA1：活化免疫细胞特异抗体/小胶质细胞特异性抗体；
GFAP/NeuN：星形胶质细胞特异性抗体/神经元细胞特异性抗体。
实施例1：
靶向纳米药物GABA Nano的制备过程：
第一步，先合成POEGMA30过程如下：
将甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯(Mn＝475，1.9g，40mmol，40equ.)、4-氰基-4-(苯基硫代甲酰硫基)戊酸(28mg，0.1mmol，1equ.)、AIBN(1.6mg，0.01mmol，0.1equ.)溶解在1，4二氧六环(3mL)中；待其充分溶解后，将混合液加至史兰克管，并连通氮气，充氮2分钟；随后混合液经液氮冷冻后真空抽气5-10分钟，常压充氮解冻后，再重复冷冻抽气重复三次；随后将解冻后的混合液转至70℃油浴，持续充氮，缓慢搅拌12h；随后旋转蒸发除去混合液中溶剂，并在无水乙醚中沉降三次；最终得到红色油状物即为聚合物POEGMA。核磁测定(如图2.B)聚合物度为30，即得到聚合物POEGMA30。
第二步，随后合成POEGMA30-BAA2，其合成过程如下：
将聚合物POEGMA30(1.41g，～0.1mmol，1equ.)、AIBN(1.6mg，0.01mmol，0.1equ.)、BAA(12mg，0.062mmol)溶解在N，N-二甲基甲酰胺(1.5mL)中；待其充分溶解后，将混合液加至史兰克管，并连通氮气，充氮2分钟；随后混合液经液氮冷冻后真空抽气5-10分钟，常压充氮解冻后，再重复操作三次；随后，将解冻后的混合液转移至70℃油浴，持续充氮，缓慢搅拌12h；随后旋转蒸发除去混合液中溶剂，并在无水乙醚中沉降两次，随后经水溶解并透析24h，得到水溶液即为纳米载体。冷冻干燥所得到黄色油状物，即为聚合物POEGMA30-BAA2。
表征结果见图2，图2中各部具体含义为：(a，b，c)典型聚合物的合成路线及其核磁氢谱表征；(d)不同种聚合物形成的纳米胶束尺寸表征；(e)几种不同比例聚合物合成所得纳米胶束尺寸、装药能力等数据表；(f，g，h)典型的三类药物纳米胶束ROS Nano、GABA Nano和DOPA Nano的TEM图。
第三步，药物的靶向性修饰即GABA-CLP的合成，其合成过程如下：
首先，将CLP-257(30.7mg，0.1mmol，1equ.)溶解于DMSO(2mL)；随后加入N，N'-羰基二咪唑(20mg，～0.12mmol，1.2equ.)，缓慢搅拌反应30分钟；再向混合液中加入GABA(11mg，0.1mmol，1equ.)反应过夜。将混合液在去离子水中多次沉淀，过滤得到淡黄色固体。随后，用大量甲醇反复洗涤所得固体；真空干燥最终得到主动靶向GABA能神经元的药物GABA-CLP。图3(a，b)分别示出了γ-氨基丁酸和多巴胺修饰后的KCC2激动剂GABA-CLP和DOPA-CLP的核磁氢谱。
第四步，靶向纳米药物的装载，其过程如下：
首先，称量POEGMA30-BAA2(10mg)与GABA-CLP(5mg)溶解于DMSO(10mL)中，随后缓慢注射进去离子水(5mL)中并缓慢搅拌，自组装形成纳米粒子。随后将纳米颗粒溶液转移至透析袋，去离子水中透析24h；最终，冻干溶液得到纳米药物GABA-Nano并保存至4℃冰箱。
实施例2靶向纳米药物GABA Nano的药效测试过程：
2.1、细胞安全和体内安全测试；
2.1.1聚合物-疏水化合物水溶性胶束具有良好的细胞安全性
为了确定聚合物-疏水化合物水溶性胶束(本发明中有时也简称为胶束)细胞安全性。将GABA Nano和PC12细胞共培养，观察其细胞毒性，结果如图5.GABA Nano表现出较高的细胞安全性，在浓度为0.5mg/mL浓度下仍不表现出明显的细胞毒性。具体而言，图4中各部具体含义为，(a，b)不同浓度的ROS Nano与PC12细胞共培养24小时后的死活荧光照片及其相关CCK8统计；
2.1.2聚合物-疏水化合物水溶性胶束具有良好的体内安全性；
通过GABA-Nano(Cy5.5)的静脉注射实验(步骤见上文)，其体内分布结果如图6，能够得出GABA Nano能够较长时间的体内循环，并能充分进入损伤脊髓部位。其急性代谢的主要方式以肝和肾共同代谢，长期代谢以肾代谢为主，表现出较高的安全性。通过，GABA-Nano的静脉注射一周后，大鼠体内主要脏器的H&E染色切片可以看出，其对体内脏器无任何不利影响，具备很好的体内安全性。结果总结如图7～10。图7中表示了纳米药物的体内安全性；其中各部表示的具体含义为：(a，b)纳米药物体内主要器官代谢分布情况；(c)给药后体内主要器官与正常器官的H&E组织切片比较；
2.2、脊髓富集和靶向效果测试；
为了评估纳米的靶向效果和生物分布，在受伤后3小时通过尾静脉注射GABANano@cy5.5和DOPA Nano@cy5.5。在一定的间隔时间内(注射后3、6和24小时)，用戊巴比妥钠(0.5毫升/100克)对大鼠进行深度麻醉，并用4％多聚甲醛进行心内灌注。收集心、肝、脾、肺、肾、脑和脊髓，用体内荧光成像系统(美国CRi公司，MK50101-EX)观察。为了测试胶束穿过血脑屏障的窗口，在受伤后4、7、14天对完整的动物和SCI动物进行GABA Nano@cy5.5注射。注射后6小时后解剖脊髓，用体内荧光成像系统和免疫荧光组织学进行测试。
具体如下：第一步，以荧光剂Cy5.5作为荧光标记代替药物CLP257，通过上述合成过程得到GABA-Nano(Cy5.5)；第二步，GABA-Nano(Cy5.5)经过尾静脉注射方式进入脊髓损伤模型大鼠；第三步，取不同时间段(3h、6h、24h)大鼠观察GABA-Nano(Cy5.5)的脊髓富集和GABA能神经元靶向效果。表征结果见图4，GABA-Nano(Cy5.5)表现出高的脊髓损伤区域富集和较好的靶向效果，具体而言，图5中各部具体含义为：(a，b)纳米药物在脊髓损伤后及时递送及荧光标记实验过程的示意图；(c，d，e)纳米药物的脊髓活体荧光照片及其相关统计；(f，g，h.i)纳米药物在脊髓内的细胞靶向照片及其相关统计；(j)纳米药物GABA Nano和DOPA Nano的靶向效率。图6中各部具体含义为，(a，b)纳米药物突破脊髓血管屏障的递送及相关动物实验设计的示意图；(c，d)纳米药物的脊髓活体荧光照片及其相关统计；(e)纳米药物的突破脊髓-血管屏障后的荧光照片。
2.3、脊髓损伤药效评价；
2.3.1聚合物-疏水化合物水溶性胶束保护细胞免受ROS损伤；
为了确定聚合物-疏水化合物水溶性胶束(本发明中有时也简称为胶束)是否能保护细胞免受ROS诱导的细胞凋亡。在细胞培养中使用含有H2O2(100μM)的培养基。ROS Nano、GABA Nano和DOPA Nano也被添加到培养基中，浓度分别为0到1mg/ml。24小时后，用PBS洗涤细胞两次，用CCK-8检测。
为了观察ROS的产生，我们用含有LPS的培养基来模拟组织损伤后的ROS微环境。用含有LPS(100ng/mL)的培养基培养细胞，用ROS Nano、GABA Nano和DOPA Nano(250μg/ml)处理6小时。然后，加入10μM的DCFH-DA，在37℃下进行20分钟的DCFH-DA检测，然后用倒置的荧光显微镜观察。
具体而言，图4(c)三种药物纳米胶束ROS Nano、GABA Nano和DOPA Nano不同浓度下与H2O2(100μM)处理下的PC12细胞共培养24小时后的死活CCK8定量统计；(d，e)三种药物纳米胶束ROS Nano、GABANano和DOPA Nano与脂多糖LPS(100ng/mL)处理下的PC12细胞内ROS强度比较的荧光照片及统计。此外，仅0.25mg/mL浓度的纳米粒子，也可以显著提高细胞在100μM浓度双氧水存在的存活率。
2.3.2动物和手术过程；
将GABA Nano每周静脉注射方式给药，在大鼠脊髓损伤模型上观察其9周内功能恢复情况。具体操作方法如下：
所有的动物方案都得到了机构动物护理的批准，并按照浙江大学动物实验委员会(ZJU202010110)的规定使用。Sprague-Dawley大鼠(200-250克，雌性)购自浙江省医学科学院实验动物中心(杭州，中国)。所有大鼠都用于实验，分组方式如下：PBS组；ROS Nano组；GABA Nano组；DOPA Nano组。
脊髓挫伤模型由无限垂直冲击器(68099，中国RWD生命科学公司)建立。为了暴露脊髓背侧，在第10胸椎水平(T10-11)进行椎板切除，此时大鼠已被戊巴比妥钠(0.5毫升/100克)麻醉。然后，68099冲击器的尖端被降低至其刚刚接触到暴露的脊髓。用直径3毫米的圆柱体以2.5米/秒的速度砸向脊髓，进行脊髓挫伤。手术后，肌肉和皮肤被缝合，大鼠被放在电热垫上，以保持体温在32℃，直到它们醒来。每天提供两次膀胱护理，直到恢复自发排尿。在SCI后的第一周，每隔48小时通过尾部静脉注射200μL的纳米溶液(10mg/mL)或PBS。在接下来的几周里，每周一次通过尾静脉注射200μL的纳米溶液(10mg/mL)。为了进行皮质脊髓轴突的前向追踪，对大鼠进行了第8胸椎水平(T7-8)的背板切除术。然后，按照报告的方法(R)将AAV2-9-mCherry注入SCI后6周的大鼠脊髓中。伤后8周，在损伤部位进行组织学评估。大鼠在接受示踪剂注射后被饲养14天。
2.3.3组织学和三维重建；
为了严谨地收集受伤的脊髓组织，在受伤后9周，用戊巴比妥钠(0.5ml/100g)对大鼠进行深度麻醉，并用4％多聚甲醛在心内灌注。在包埋之前，将固定的脊髓浸泡在准备好的30％和15％的蔗糖溶液中。使用低温恒温器(CryoStar NX50；Thermo，美国)将脊髓块切片，并解冻安装在Super Frost Plus玻片上(Fisher Scientific，美国)。然后，这些切片按照上述方法进行免疫组化处理。在PBS中加入5％的驴血清和0.3％的Triton X-100进行阻断后，将脊髓组织切片放在一级抗体中进行孵化。然后，用PBS冲洗切片三次，并在适当的二级抗体中孵化。最后，用共聚焦激光扫描显微镜(A1Ti，日本尼康)观察切片。
受伤脊髓组织空腔容积的定量分析按照以前的描述(R)对SCI大鼠进行了分析。简而言之，用苏木精和伊红(H&E)染色，并通过虚拟数字切片扫描系统(VS120，日本奥林巴斯)成像，进行三维重建。三维图像由Amira软件创建，白质、灰质、囊性空腔和病理组织分别被量化。详细结果见图8，其表示了纳米药物对脊髓组织保护能力评价。其中各部表示的具体含义为：(a)实验过程及设计示意图；(b，c)脊髓损伤后ROS NANO与PBS处理下脊髓内炎症及凋亡因子的WB表征及统计；(d)脊髓损伤后ROS NANO与PBS处理下损伤中心的横截面iNOS/IBA1和GFAP/NeuN免疫荧光照片观察其炎症及细胞存活情况；(e，f，g)两组间的光学照片、H&E染色和三维重建照片；(h)损伤后空洞及残存组织的统计；(i-n)两组间的组织形态学照片及其定量差距。
2.3.4体内ROS纳米的抗凋亡和抗炎功能；
为了评估ROS纳米的体内生物相容性，用ROS纳米和PBS处理的动物在受伤后7天被麻醉并灌注4％多聚甲醛。收集心、肝、脾、肺、肾和脑的切片，进行H&E染色以观察组织形态。为了测试抗炎功能，从受伤部位的远端和尾端各取1-2毫米的脊髓节段进行解剖取样。然后用裂解缓冲液将组织匀浆，并在12000g，4℃下离心10分钟，得到上清液。用BCA蛋白测定试剂盒测定总蛋白含量。将40μg/样品蛋白加载到10％的聚丙烯酰胺凝胶上，通过SDS PAGE分离，并转移到聚偏氟乙烯膜上。在室温下用PBST中的5％脱脂牛奶阻断1小时后，将膜移至一抗(兔抗TGF-β、兔抗Bcl-2、兔抗Bax，5％BSA 1:1000稀释)，在4℃下过夜。用PBST洗涤3次后，将膜放在二抗(山羊抗兔HRP)中在室温下孵育1小时。然后用ECL试剂盒对蛋白质信号进行可视化处理，并用Bio-Rad公司提供的Image Lab软件进行测量。结果显示如图8(b,c),纳米药物具有良好的抗凋亡，抗炎症效果。2.3.5行为评估和肌电图(EMG)记录
根据BBB的原始报告，每周在开放环境中对大鼠进行行为评估。对于详细的后肢运动学分析，按照报告的程序进行。使用MotoRater(Vicon Motion Systems,UK)记录不同组别大鼠的后肢运动。后肢的棒状视图和旋转角度的运动是由MATLAB以盲法方式进行的。
在挫伤后8周，按照报道进行了双极电极的植入。简而言之，电极(AS632，康纳线)由5号针引出，插入大鼠后肢内侧腓肠肌(GS)和胫骨前肌(TA)的中腹，此时大鼠已被深度麻醉。在后肢的跟腱区皮下插入一根共同的接地线。电线通过背部皮下走到一个牢固地固定在大鼠头骨上的小型经皮连接器。使用差分神经元信号放大器(BTAM01L，Braintech，中国)获得EMG信号，30-2000Hz过滤，使用Neurostudio系统(Braintech，中国)进行30kHz采样，并通过自定义MATLAB代码进行分析。
图9表示了脊髓损伤后ROS NANO与PBS处理下功能恢复评价；其中各部表示的具体含义为：(a)两组间的BBB评分统计；(b)大鼠后肢运动过程示意图；(c，d，e)正常组、ROSNANO与PBS组的后肢步态、运动角度、肌肉信号的比较。
图10表示了脊髓损伤后纳米药物GABA Nano和DOPA Nano功能恢复评价；其中各部表示的具体含义为：(a)四组间的BBB评分统计；(b)四组内具体恢复程度分布；(c，d，e)正常组、GABA Nano和DOPANano组的后肢步态、运动角度、肌肉信号的比较；(f，g)GABANano和DOPA Nano组的后肢肌肉信号的统计；(h)四组间的运动功能差别的统计整理。
研究结果表明，GABA Nano能够有效的提高大鼠的功能恢复效果，相对于PBS组，大鼠的行为学BBB评分提升了接近4分。而且，它能够有效改善大鼠后肢的运动状态，提升大鼠后肢关节活动幅值，改善脊髓对肌肉的控制，显著增强后肢运动时的肌肉信号。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种脊髓损伤的靶向药物，其特征在于，其包含两性聚合物胶束和疏水性神经修复药物，所述疏水性神经修复药物被两性聚合物胶束包裹形成水溶性颗粒，两性聚合物胶束由包含亲水片段和疏水片段的两性高分子化合物缔合形成。
2.根据权利要求1所述的脊髓损伤的靶向药物，其特征在于，所述疏水性神经修复药物的化学结构中，包含神经细胞分泌的小分子神经因子片段。
3.根据权利要求2所述的脊髓损伤的靶向药物，其中，所述疏水性神经修复药物为选自CLP257、CLP290、巴氯芬、布美他尼、NMDA受体拮抗剂CP101606、8-OHDPAT、喹嗪、4-AP中的任意种药物，与神经细胞分泌的小分子神经因子通过化学键偶联而得的疏水性神经修复药物。
4.根据权利要求3所述的脊髓损伤的靶向药物，其中，所述神经细胞分泌的小分子神经因子包括以下神经细胞分泌的小分子神经因子：
Figure FDA0003449414960000021
5.根据权利要求2所述的脊髓损伤的靶向药物，其中，疏水性神经修复药物为利用γ氨基丁酸GABA修饰的选自CLP257、CLP290、巴氯芬、布美他尼、NMDA受体拮抗剂CP101606、8-OHDPAT、喹嗪、4-AP中的任意种药物。
6.根据权利要求1所述的脊髓损伤的靶向药物，其中，所述的两性聚合物胶束链上连接有能够与活性氧反应的使活性氧被消耗的活性氧牺牲性基团。
7.根据权利要求6所述的脊髓损伤的靶向药物，其中，活性氧牺牲性基团为选自如下基团中的基团，
Figure FDA0003449414960000022
Figure FDA0003449414960000031
其中，R8和R9各自独立地为氢、C1～C5的烷基、C6～C10的芳基、C1～C5的烷基硫醚基；R10各自独立地为氢、C1～C5的烷基、羟基、C1～C5的烷基醚基、C1～C5的烷基硫醚基。
8.根据权利要求1所述的脊髓损伤的靶向药物，其中，两性聚合物胶束，为由式(1)所示两性高分子化合物缔合而成的胶束，
Figure FDA0003449414960000032
其中，Z表示C1～C15的烷基、C1～C15的烷基硫基、C6～C10的芳基；R1和R2各自独立地选自氢、C1～C5的烷基、氰基，且R1和R2不同时为氰基；E表示C1～C5的亚烷基、C6～C10的亚芳基、C1～C5的亚烷基-C6～C10的亚芳基、C6～C10的亚芳基-C1～C5的亚烷基，或者，E也可以不存在；R3表示C1～C5的烷基、羟基、COOR5，R5表示氢、C1～C5的烷基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基；
R4和R7各自独立地为氢或甲基；
Rx表示选自苯基取代的亚苯基、-ph-COO-、ph-CONH-、-COO-、-CONH-中的二价基团；
Ry表示不存在、或者选自C1～C5的烷基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基二价基团；
R6表示氢、氨基、羧基、羟基、C1～C5的烷基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基；
o为2～4的整数；p为20～40的整数，优选为25～35的整数；
X为以下式(2)～(5)基团：
Figure FDA0003449414960000041
波浪线表示连接位置、“—”连接在芳香环中间表示可以连接在芳香环任何可能的位点，
R8和R9各自独立地为氢、C1～C5的烷基、C6～C10的芳基、C1～C5的烷基硫醚基；R10各自独立地为氢、C1～C5的烷基、羟基、C1～C5的烷基醚基、C1～C5的烷基硫醚基，
所述胶束中，式(1)表示的化合物中的()p中的亲水残基部分构成外侧亲水层，提供胶束颗粒的水溶性，其余部分构成内侧的疏水内核，疏水内核中包封疏水性神经修复药物，所述胶束直径为10nm～300nm。
9.根据权利要求8所述的脊髓损伤的靶向药物，其中，式(1)所示两性高分子化合物为式(1-1)所示两性高分子化合物，
Figure FDA0003449414960000051
其中，Z、R1、E、R3、R5、R4和R7、R6、o、p、X、R8、R9、和R10表示的含义与式(1)中相同，q为6～20的整数，优选为7～12的整数。
10.根据权利要求2所述的脊髓损伤的靶向药物，其中，
X为式(2)所示的基团。
11.一种用于脊髓损伤的注射剂，其含有权利要求1～10所述的脊髓损伤的靶向药物和药学上允许的辅料。
12.一种权利要求1所述的脊髓损伤的靶向药物的制备方法，其特征在于，将两性高分子化合物与需要包封的疏水性神经修复药物溶解于有机溶剂中，随后向其中缓慢注射水，缓慢搅拌，使其通过自组装形成胶束粒子，随后将胶束粒子溶液转移至透析袋，利用去离子水进行透析12-72小时，将纳米胶束粒子溶液冷冻干燥，
所述有机溶剂选自DMSO、DMF、THF、卤代烃、C1～C6的烷醇类溶剂、酯溶剂、苯、甲苯、吡啶。
13.根据权利要求12所述脊髓损伤的靶向药物的制备方法，其中，所述两性高分子化合物为式(1)所示的化合物，
Figure FDA0003449414960000061
其中，Z表示C1～C15的烷基、C1～C15的烷基硫基、C6～C10的芳基；R1和R2各自独立地选自氢、C1～C5的烷基、氰基，且R1和R2不同时为氰基；E表示C1～C5的亚烷基、C6～C10的亚芳基、C1～C5的亚烷基-C6～C10的亚芳基、C6～C10的亚芳基-C1～C5的亚烷基，或者，E也可以不存在；R3表示C1～C5的烷基、羟基、COOR5，R5表示氢、C1～C5的烷基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基；
R4和R7各自独立地为氢或甲基；
Rx表示选自苯基取代的亚苯基、-ph-COO-、ph-CONH-、-COO-、-CONH-中的二价基团；
Ry表示不存在、或者选自C1～C5的烷基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基二价基团；
R6表示氢、氨基、羧基、羟基、C1～C5的烷基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基；
o为2～4的整数；p为20～40的整数，优选为25～35的整数；
X为以下式(2)～(5)基团：
Figure FDA0003449414960000062
Figure FDA0003449414960000071
波浪线表示连接位置、“—”连接在芳香环中间表示可以连接在芳香环任何可能的位点，
R8和R9各自独立地为氢、C1～C5的烷基、C6～C10的芳基、C1～C5的烷基硫醚基；R10各自独立地为氢、C1～C5的烷基、羟基、C1～C5的烷基醚基、C1～C5的烷基硫醚基。
14.根据权利要求13所述脊髓损伤的靶向药物的制备方法，
其中，式(1)所示两性高分子化合物为式(1-1)所示两性高分子化合物，
Figure FDA0003449414960000072
其中，Z、R1、E、R3、R5、R4和R7、R6、o、p、X、R8、R9、和R10表示的含义与式(1)中相同，q为6～20的整数，优选为7～12的整数。
15.根据权利要求13所述脊髓损伤的靶向药物的制备方法，其中，式(1)所示两性高分子化合物与需要包封的疏水性神经修复药物之间比例为：以质量比计，式(1)所示两性高分子化合物：需包封的疏水性神经修复药物＝3～20：1。
16.一种聚合物-疏水化合物水溶性胶束，由式(1)所示两性高分子化合物缔合而成的胶束包裹疏水性化合物而成，
Figure FDA0003449414960000081
其中，Z表示C1～C15的烷基、C1～C15的烷基硫基、C6～C10的芳基；R1和R2各自独立地选自氢、C1～C5的烷基、氰基，且R1和R2不同时为氰基；E表示C1～C5的亚烷基、C6～C10的亚芳基、C1～C5的亚烷基-C6～C10的亚芳基、C6～C10的亚芳基-C1～C5的亚烷基，或者，E也可以不存在；R3表示C1～C5的烷基、羟基、COOR5，R5表示氢、C1～C5的烷基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基；
R4和R7各自独立地为氢或甲基；
Rx表示选自苯基取代的亚苯基、-ph-COO-、ph-CONH-、-COO-、-CONH-中的二价基团；
Ry表示不存在、或者选自C1～C5的烷基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基二价基团；
R6表示氢、氨基、羧基、羟基、C1～C5的烷基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基；
o为2～4的整数；p为20～40的整数，优选为25～35的整数；
X为以下式(2)～(5)基团：
Figure FDA0003449414960000091
波浪线表示连接位置、“—”连接在芳香环中间表示可以连接在芳香环任何可能的位点，
R8和R9各自独立地为氢、C1～C5的烷基、C6～C10的芳基、C1～C5的烷基硫醚基；R10各自独立地为氢、C1～C5的烷基、羟基、C1～C5的烷基醚基、C1～C5的烷基硫醚基，
所述胶束中，式(1)表示的化合物中的()p中的亲残基部分构成外侧亲水层，提供胶束颗粒的水溶性，其余部分构成内侧的疏水内核，疏水内核中包封疏水性神经修复药物，所述胶束直径为10nm～300nm。
17.根据权利要求16所述的聚合物-疏水化合物水溶性胶束，式(1)所示两性高分子化合物为式(1-1)所示两性高分子化合物，
Figure FDA0003449414960000101
其中，Z、R1、E、R3、R5、R4和R7、R6、o、p、X、R8、R9、和R10表示的含义与式(1)中相同，q为6～20的整数，优选为7～12的整数。
18.根据权利要求17所述的聚合物-疏水化合物水溶性胶束，其中，
X为式(2)所示的基团。
19.一种式(1)所示两性高分子化合物，
Figure FDA0003449414960000102
其中，Z表示C1～C15的烷基、C1～C15的烷基硫基、C6～C10的芳基；R1和R2各自独立地选自氢、C1～C5的烷基、氰基，且R1和R2不同时为氰基；E表示C1～C5的亚烷基、C6～C10的亚芳基、C1～C5的亚烷基-C6～C10的亚芳基、C6～C10的亚芳基-C1～C5的亚烷基，或者，E也可以不存在；R3表示C1～C5的烷基、羟基、COOR5，R5表示氢、C1～C5的烷基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基；
R4和R7各自独立地为氢或甲基；
Rx表示选自苯基取代的亚苯基、-ph-COO-、ph-CONH-、-COO-、-CONH-中的二价基团；
Ry表示不存在、或者选自C1～C5的烷基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基二价基团；
R6表示氢、氨基、羧基、羟基、C1～C5的烷基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基；
o为2～4的整数；p为20～40的整数，优选为25～35的整数；
X为以下式(2)～(5)基团：
Figure FDA0003449414960000111
波浪线表示连接位置、“—”连接在芳香环中间表示可以连接在芳香环任何可能的位点，
R8和R9各自独立地为氢、C1～C5的烷基、C6～C10的芳基、C1～C5的烷基硫醚基；R10各自独立地为氢、C1～C5的烷基、羟基、C1～C5的烷基醚基、C1～C5的烷基硫醚基。
20.根据权利要求19的两性高分子化合物，其中，式(1)所示两性高分子化合物为式(1-1)所示两性高分子化合物，
Figure FDA0003449414960000121
其中，Z、R1、E、R3、R5、R4和R7、R6、o、p、X、R8、R9、和R10表示的含义与式(1)中相同，q为6～20的整数，优选为7～12的整数，
X为式(2)所示的基团。
21.一种疏水性化合物的增加水中溶解度的方法，其特征在于，利用权利要求19所示两性高分子化合物形成的胶束将疏水性化合物包封。
22.一种权利要求19所示两性高分子化合物的制备方法，其依次包含以下步骤，
亲水链段构建步骤S1，利用式(6)所示的链转移催化剂，在自由基引发剂的存在下，使式(7)所示的化合物发生自由基聚合反应，通过控制式(6)所示的链转移催化剂与式(7)所示的化合物的当量比，控制聚合度为20～40，获得式(8)所示化合物，
疏水性链段结合步骤S2，使式(8)所示化合物与式(9)的化合物发生自由基聚合反应，通过控制当量比和反应时间控制聚合度为2～4，获得式(1)所示两性高分子化合物，
Figure FDA0003449414960000122
Figure FDA0003449414960000131
其中，Z表示C1～C15的烷基、C1～C15的烷基硫基、C6～C10的芳基，优选为甲基、苯基、十二烷基硫基；R1和R2各自独立地选自氢、C1～C5的烷基、氰基，且R1和R2不同时为氰基；E表示C1～C5的亚烷基、C6～C10的亚芳基、C1～C5的亚烷基-C6～C10的亚芳基、C6～C10的亚芳基-C1～C5的亚烷基，或者，E也可以不存在；R3表示C1～C5的烷基、羟基、COOR5，R5表示氢、C1～C5的烷基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基；
R4和R7各自独立地各自独立地为氢或甲基；R6表示氢、C1～C5的烷基、羟基；
Rx表示选自苯基取代的亚苯基、-ph-COO-、ph-CONH-、-COO-、-CONH-中的二价基团；
Ry表示不存在、或者选自C1～C5的烷基、N-琥珀酰亚胺、PEG残基二价基团；
o为2～4的整数；p为20～40的整数，优选为25～35的整数；
X为以下式(2)～(5)基团：
Figure FDA0003449414960000141
波浪线表示连接位置、“—”连接在芳香环中间表示可以连接在芳香环任何可能的位点，
R8和R9各自独立地为氢、C1～C5的烷基、C6～C10的芳基、C1～C5的烷基硫醚基；R10各自独立地为氢、C1～C5的烷基、羟基、C1～C5的烷基醚基、C1～C5的烷基硫醚基。
23.根据权利要求22所述的两性高分子化合物的制备方法，其中，
式(7)的化合物为下述式(7-1)的化合物，式(9)的化合物为下述式(9-1)的化合物，
Figure FDA0003449414960000142
Figure FDA0003449414960000151
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