降解法制备聚己内酯与聚乙二醇双亲性共聚物

摘要

本发明涉及一种聚己内酯(PCL)与聚乙二醇(PEG)两亲性共聚物的制备方法，属于生物医用材料技术领域。本发明利用聚乙二醇变成钠盐，然后与聚己内酯反应，使聚己内酯降解得到两亲性聚合物，并通过在水中自组装得到聚合物胶束。此两亲性聚合物生物相溶性好，对人体完全无毒，具有作药物载体的潜在应用价值。

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚己内酯-聚乙二醇双亲性嵌段共聚物的制备方法，是属于 生物医用材料技术领域。

背景技术

两亲性聚合物由于各个链段在选择性溶剂中的溶解性不同，能够发生缔合 形成聚合物胶束.聚合物胶束具有较低的临界胶束浓度、较大的增溶空间，结 构稳定并且依据聚合物疏水链段的不同性质可以通过化学、物理以及静电作用 等方法包裹药物，因此在药物载体领域具有广泛的应用前景.

生物可降解性聚内酯(PCL)，由于具有生物相容性以及其他优良性能，近年 来已成为生物材料研究的热点.聚己内酯(PCL)，由己内酯被广泛应用于人体组 织工程的支架材料，如骨板、组织修复器件等，同时它们作为药物释放体系的 基材也得到了广泛的应用.聚己内酯作为生物降解材料，无毒、无副作用，但 其结晶度较高，不易降解.在药物载体领域中，表面疏水的PCL纳米粒容易被 蛋白质吸附和网状内皮细胞识别并捕捉，在体内的循环时间短，因此，对PCL 纳米粒表面进行亲水修饰非常必要.聚乙二醇(PEG)是具有生物相容性的非离子 水溶性聚合物，对人体具有较低的毒性，其性能得到了美国食品和药物管理局 (FDA)认可.PEG功能化的聚己内酯(PCL)可以避免粒子被网状内皮系统(RES) 吞噬，因此延长了药物在体内的循环.

目前PCL-PEG的合成方法主要采用从单体己内酯出发开环聚合，催化剂一 般为辛酸亚锡，条件苛刻，耗能费时，成本高。本发明则采用一种聚合物降解 的方法来制备双亲性嵌段共聚物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚己内酯-聚乙二醇两亲性嵌段共聚物的制备 方法，通过聚乙二醇和金属钠反应得到末端带有强亲核性的氧负离子，通过亲 核取代反应降解聚己内酯，在聚己内酯末端引入PEG链段得到两亲性的的聚己 内酯-聚乙二醇两亲性聚合物，可用于药物释放领域。

本发明的技术方法：

1)将10g聚乙二醇和1g金属钠在氮气保护，常温下混合反应1小时，制 得醇钠。然后取1g醇钠和含有3g聚己内酯的四氢呋喃溶液在35摄氏 度下反应40分钟，既得聚己内酯-聚乙二醇两亲性聚合物粗产物。

2)将粗产物放入透析袋中12小时以上，分离出四氢呋喃溶剂，得到产物 的乳液，再进行冷冻干燥得到聚己内酯-聚乙二醇的固体。

3)将得到的聚己内酯-聚乙二醇两亲性聚合物固体和一定量的超纯水配成 溶液，即在水中自组装成纳米胶束粒子。

本发明的优点：

1.本发明的原料为聚己内酯，生物相容性、降解性好且价格低廉。合成的 聚己内酯聚乙二醇两亲性聚合物，可在水中形成胶束，无毒、无刺激性 并具有良好的生物相容性，可降解性好。

2.先得到醇钠再用醇钠降解聚己内酯，方法简单易操作，时间比聚合方法 短，温度低，无需催化剂。

3.聚己内酯-聚乙二醇两亲性聚合物可在水中形成胶束，可用于药物释放 领域。

附图说明

图1聚己内酯聚乙二醇两亲性聚合物在水中自组装成胶束粒子TEM图。

图2聚己内酯-聚乙二醇两亲性聚合物的红外光谱图。

图3不同投料比合成的产物在水中形成胶束的临界胶束浓度。

具体实施方式

实施例1

取一定量的1g金属钠和10g聚乙二醇(金属钠过量)，投入到烧瓶中，通氮气 保护，常温下磁力搅拌1小时，制得醇钠。醇钠称取1g，与含有3g聚己内酯的聚 己内酯/四氢呋喃溶液反应。温度控制在35摄氏度，反应时间40分钟得到聚己内 酯-聚乙二醇的四氢呋喃溶液。将此溶液放入透析袋透析12小时以上得到聚合物 乳液，将乳液冷冻干燥得到干燥的聚己内酯-聚乙二醇两亲性聚合物固体。

实施例2

调整聚己内酯和醇钠的质量比分别为5∶1，1∶2，1∶4，1∶6，按照实施 例1中的方法得到上述投料比下的不同聚己内酯-聚乙二醇两亲性嵌段共聚物。

表1各个投料比下的产物分子量及粒径

实施例3

将实施例1，2中的产物称取5mg滴加到50ml去超纯水中，超声震荡，产 物在水中自组装成一种两亲性聚合物纳米胶束。

1)将此溶液用透射电镜进行表征，得到如图(1)所示的透射电镜图，图 中可以清楚看到胶束的形状和分布。

2)将次溶液通过纳米粒度仪表征，得到各个投料比下的纳米胶束的粒径， 见表(2)可以看到产物在水中的胶束粒径随着投料时疏水组分聚己内酯的减少 粒径逐渐变大。

实施例4

将实施例1，2中得到的产物固体溶于四氢呋喃，用涂膜法进行红外表征， 得到如图(2)所示的产物红外分析谱图，可以看到产物在1700cm^-1处有明显 的羰基吸收峰和3300^-1处有明显的羟基吸收峰。

实施例5

将实施例1，2中的产物用芘的饱和溶液配制成容易，进行荧光分析表征， 得到各个投料比下产物的临界胶束浓度(CMC)，如图(3)，可以看到，随着投 料时疏水组分聚己内酯的增加，随之产物中聚己内酯链断增加，而使得产物的 CMC逐渐降低。

实施例6

将实施例1，2中的产物用于凝胶色谱分析，得到各个投料比生成的聚己内 酯-聚乙二醇聚合物的分子量见表(1)。从表(1)中可以看到，随着疏水比例 的增加产物的分子量逐渐上升的规律。