[發明專利]聚乙烯亞胺接枝瓜爾膠陽離子聚合物及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 200910070600.4
• 申請日: 2009-09-25
• 公開（公告）號: CN102030908A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 邢金峰;董岸杰;喬勇;鄧聯東;肖麗;徐建青
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C08G81/02
• 分類號: C08G81/02;C08B37/00;A61K47/36;A61K47/32
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 王小靜

技術領域：

本發明涉及一種聚乙烯亞胺接枝瓜爾膠陽離子聚合物及其制備方法和應用。該聚合物可以與金屬、陰離子性化合物、基因、蛋白質等形成復合物，可用于藥物緩控釋材料、基因載體和藥物制劑應用。

背景技術：

近年來基因治療和基因免疫的研究和應用越來越廣泛，已成為治療由于人類先天性和獲得性基因缺陷引起的疾病的具有廣闊應用前景的方法。基因治療和免疫成功應用的關鍵是適宜的DNA運輸載體的研究和開發，因為裸DNA在體內易受到酶的作用在到達靶細胞之前很快降解。生物安全和高效的DNA運輸載體的研究是當前基因治療和基因免疫領域中研究的熱點。病毒載體系統轉運DNA與表達蛋白的效率高(＞90％)。目前臨床上75％的基因治療方案，都應用重組病毒作DNA轉運的載體。然而由于病毒載體本身特點決定了其存在以下缺點：潛在的免疫原性、有限的DNA運載能力、成本高、不易大量生產及質量控制難，尤其是病毒載體系統的免疫原性極大限制了其常規的應用。而非病毒載體系統具有結構可設計性、易于制備、高的DNA荷載能力和低的免疫原性等優點，但目前的非病毒載體輸運DNA的轉染效率還遠低于病毒載體。

瓜爾膠(guar?gum，也稱瓜爾豆膠)是一類分子結構類似于纖維素的中性天然聚多糖，具有來源豐富、可生物降解和生物相容性好等優點，而聚乙烯亞胺(PEI)是目前公認具有較好基因負載和轉染效果的陽離子聚合物，但PEI不可降解，且高分子量的PEI雖然具有高的基因轉染效率，毒性卻較大，而分子量的PEI毒性小但轉染效率低。

發明內容：

本發明的目的是提供一種聚乙烯亞胺接枝瓜爾膠陽離子聚合物及其制備方法和應用。本發明通過對瓜爾膠多糖大分子進行PEI接枝改性，制備一種可用于基因、RNA、蛋白等載體的可生物降解的聚乙烯亞胺接枝瓜爾膠陽離子聚合物，以便為基因轉染、基因治療和免疫預防以及生物大分子藥物制劑的開發提供一種低毒性、可生物降解的陽離子型非病毒載體。

本發明提供的一種聚乙烯亞胺接枝瓜爾膠陽離子聚合物，它是以瓜爾膠多糖大分子為主鏈，以聚乙烯亞胺分子為側鏈的接枝聚合物。

所述的聚乙烯亞胺接枝瓜爾膠陽離子聚合物，主鏈瓜爾膠多糖大分子的相對分子質量為1000～1,000,000，聚乙烯亞胺側鏈的相對分子質量為400～20000。

所述的聚乙烯亞胺接枝瓜爾膠陽離子聚合物，主鏈瓜爾膠多糖大分子的相對分子質量為3000～100,000，聚乙烯亞胺側鏈的相對分子質量為400～10000。

所述的聚乙烯亞胺接枝瓜爾膠陽離子聚合物是通過羧基化瓜爾膠多糖上的羧基與聚乙烯亞胺上的氨基進行縮合形成的接枝聚合物。

本發明中，羧基瓜爾膠多糖的羧基化度是指每個瓜爾膠葡萄糖殘基上取代上的羧基的平均個數；聚乙烯亞胺的接枝度是指每個瓜爾膠葡萄糖殘基上所接枝上的PEI側鏈的平均個數。

本發明中，所述的聚乙烯亞胺接枝瓜爾膠陽離子聚合物，是采用羧甲基化度為0.01～1的羧甲基瓜爾膠接枝上PEI制備的，聚乙烯亞胺的接枝度是0.01～0.7。

本發明提供的聚乙烯亞胺接枝瓜爾膠陽離子聚合物的制備方法經過的步驟：按計量向pH值為3～6的羧基化瓜爾膠多糖水溶液中，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽和N-羥基琥珀酰亞胺，室溫下攪拌預反應1～2h。然后加入聚乙烯亞胺，調節pH值大于8，室溫下繼續攪拌反應20～36h。反應產物置于透析袋中透析48h后，冷凍干燥，獲得聚乙烯亞胺接枝瓜爾膠陽離子聚合物。

所述的聚乙烯亞胺接枝瓜爾膠陽離子聚合物可與陰離子性化合物通過靜電作用用于基因、RNA、多肽、蛋白類藥物的載體，用于藥物制劑和基因轉染。

本發明提供了聚乙烯亞胺接枝瓜爾膠陽離子聚合物及其制備方法和應用。本發明通過對瓜爾膠多糖大分子進行PEI接枝改性，制備出可用于基因、RNA、蛋白等載體的可生物降解的聚乙烯亞胺接枝瓜爾膠陽離子聚合物，為基因轉染、基因治療和免疫預防以及生物大分子藥物制劑的開發提供一種低毒性、可生物降解的陽離子型非病毒載體。

附圖說明：

圖1是PEI₁₂₀₀(A)、羧甲基化瓜爾膠C_0.7-GG₂₂₀₀₀(B)、聚乙烯亞胺接枝瓜爾膠陽離子聚合物PEI₁₂₀₀-g-GG₂₂₀₀₀-0.15(C)的核磁共振(H-NMR)譜圖。