[發明專利]一種具有支化結構、酸敏感、降解可控的系列聚合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201310150901.4
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN103254427A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 王睿;唐汝培;鞏凱
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08G73/00
• 分類號: C08G73/00;C12N15/63;A61K48/00;A61K47/34
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技術領域

本發明屬于生物醫藥、高分子醫用材料技術領域，具體涉及一中具有支化結構、酸敏感、降解可控的系列聚合物及其制備方法。

背景技術

基因治療指將可以產生特異性蛋白的基因插入病人細胞來糾正遺傳缺失或治療后天性疾病，包括癌癥、艾滋病、糖尿病等，是近二十年來興起的新型治療方法，有廣闊的發展前景。而安全、有效的基因傳遞系統是制約基因治療實施的一個主要瓶頸。目前研究最多的陽離子高分子載體是聚乙酰亞胺(PEI)。由于其質子海綿效應具有較高的轉染效率。分子量低于1.8KDa的PEI幾乎沒有轉染效果，隨著分子量和支化程度的增高，其對DNA包裹能力增強，但由于細胞毒性增大，轉染效果增大到一定程度后開始下降。因此，控制合適的聚合物的結構對高分子基因載體非常重要。

常見的陽離子聚合物如PEI、聚賴氨酸、殼聚糖、樹裝大分子等，通過靜電作用與DNA形成聚電解質復合物，可有效縮合質粒DNA。但是，強烈的靜電作用也限制了基因進入細胞液后從復合物中的釋放，限制基因表達。醫學研究表明，正常和病理情形中都存在許多pH梯度。比如腫瘤的pH值為6.8，就比血液和正常組織(約7.4)要略低些。雖然細胞內吞作用通道開始都接近7.4的生理環境，但是到內酶體是pH降到5.5-6.0，當到達溶酶體時pH會降的更低，只有4.5-5.0。細胞內不同組分的pH值梯度及顯著的理化性質的變化，具有酸敏感的基因轉運體系將對基因的細胞內傳遞產生積極影響。pH酸敏感聚合物載體可以通過改變自身大分子構象、結構對外界微環境的刺激做出響應，可以有效解決常規聚合物載體對于DNA“包裝易、拆解難”的弊端，應用前景良好。

本研究中合成的具有支化結構的陽離子聚合物，通過控制其支化程度的不同，可以具有不同程度的包裹DNA能力，不同程度的細胞毒性，不同程度的酸敏感緩控釋性能及不同的細胞轉染效果。通過本系列聚合物的比較性實驗，可以得出聚合物支化結構和細胞毒性及細胞轉染效果之間的關系。

發明內容

本發明的目的在于提供具有支化結構、酸敏感、降解可控的系列聚合物。該系列聚合物基因載體具有不同的支化結構、酸敏感、降解可控、生物相容性好、制備方法簡單、成本低等優點。

本發明的目的在于提供上述具有支化結構、酸敏感、降解可控的系列聚合物的制備方法。該制備方法工藝簡單，易于控制，成本低廉。

本發明的目的在于提供上述陽離子聚合物在基因治療中作為基因載體的應用。

本發明的目的在于提供一系列具有支化結構、具有原酸酯酸敏感基團、降解可控的聚合物。是以乙二醇二縮水甘油醚A和一種二元胺原酸酯單體B為骨架聚合而成，B的結構式為其中，n為1-10，A和B的聚合摩爾比范圍為1-2∶1。

本發明提供的具有支化結構、具有原酸酯酸敏感基團、降解可控的系列聚合物的制備方法包括以下步驟：稱取含有乙二醇二縮水甘油醚結構單元的化合物A溶于DMF中，向其中按摩爾比1∶1-2(二元胺型酸敏感單體∶乙二醇二縮水甘油醚)投入二元胺型酸敏感單體B，攪拌均勻，無水無氧室溫條件下反應48h；將反應產物裝入截止分子量為3000-4000的透析袋中，蒸餾水中(其中加入0.01％三乙胺)透析24-48h；產物冷凍干燥后即得。

本發明提供的具有支化結構、具有原酸酯酸敏感基團、降解可控的系列聚合物，在于A、B在聚合時的比例不同，獲得的聚合物的結構和支化程度不同。當A與B摩爾比為1∶1時，聚合物主要以線性形式存在；隨著A摩爾比增加，線性聚合物間開始交聯(支化)，從而形成網狀；當A和B摩爾比達到2∶1時，聚合物將形成三維立體網狀結構，即隨著A摩爾量增加，支化程度逐步提高。

本發明提供的具有支化結構、具有原酸酯酸敏感基團、降解可控的系列聚合物，其自身帶有的正電荷可以和帶有負電荷的基因穩定結合成納米級復合物，其具有的酸敏感基團和降解可控的特點，使其可以作為高效、穩定、低毒、緩控釋的基因載體應用與基因治療領域。

本發明提供的具有支化結構、具有原酸酯酸敏感基團、降解可控的系列聚合物，其和基因形成穩定的納米級復合物的方法為將權利要求1所述的聚合物和基因藥物(DNA/RNA)用去離子水溶解，混合，渦旋振蕩30s，室溫靜止30min，聚合物即可以和DNA/RNA通過靜電結合自組裝成納米復合物。

附圖說明

圖1為乙二醇二縮水甘油醚(n＝1)和二元胺原酸酯單體按照摩爾比為1∶1、1.5∶1和2∶1的比例合成得到的聚合物1、2、3的可能存在的結構之一。