[发明专利]可功能化的刺激响应性聚合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可功能化的刺激响应性聚合物及其制备方法。该聚合物由含烷氧链的亲水单体VBOEG与含胆固醇基元的单体通过两种自由基可控聚合而得。得到的双亲嵌段聚合物末端具有可功能化修饰的呋喃官能团、主链带有可还原响应的二硫键。由此聚合物制备的纳米材料的亲水壳的外层可通过Diels‑Alder反应进行原位多功能化修饰，疏水核与亲水壳间具有还原响应能力的二硫键连接，可在还原试剂存在下实现其纳米结构的解离。此聚合物材料在药物智能递送领域具有巨大的潜在应用价值。

技术领域

本发明涉及一种可功能化的刺激响应性聚合物及其制备方法。

背景技术

智能聚合物材料是二十一世纪飞速发展起来的一类新型材料。由于其模仿生命系统，当感知到外部环境的物理、化学乃至生物刺激信号的变化时，聚合物自身的某种性质如形状、水合状态、表面能、渗透速率或识别能力等会发生响应的改变。结合纳米科技技术的发展，综合聚合物智能的响应行为以及纳米级尺寸材料的特性而构建的聚合物智能纳米材料更是近年来发展最快的高新尖端功能材料之一，在生物医药、光电、绿色储能材料等领域有着广泛的应用潜力，尤其是在药物智能递送等领域具有不可估量的前景。借助聚合物纳米材料作为治疗用有效成分的载体，实现输送有机分子类药物，负载特异性蛋白，基因药物等已经不再是不可能的事情。以往作为载体类聚合物纳米材料的要求比较简单，只需无毒、生物相容性好及具有简单包覆有效成分能力即可。随之科学的发展，人们对聚合物纳米材料的设计越来越要求高，智能化、多功能化的方向发展已成主流的研究及应用方向。而实现纳米聚合物载体的智能化主要在以下两个方面考虑：

1.表面可功能化修饰。在包覆有效成分的聚合物纳米材料表面可有效引入具有不同功能性质的物质，例如靶向分子、蛋白、抗体等，以此来实现载药体系的多种功能化应用，增强智能递送效果的同时扩展其应用领域。

2. 赋予聚合物纳米材料智能响应的能力。通过外加刺激触发聚合物材料的智能响应，从而实现定时、定点及定量的可控递送有效成分的目的。在制备具有刺激响应的聚合物纳米材料领域，以发展除针对不同刺激源的进行响应的多种聚合物纳米材料。例如温度响应、pH响应、光响应、还原响应等等。其中，还原响应聚合物纳米载药体系可根据人体内的不同环境（细胞内外）还原性物质谷胱甘肽的浓度差异而做出不同的变化，实现选择性细胞内给药，因此此类材料被视为未来可大规模实际应用的聚合物载体材料之一。

常见的聚合物载体类纳米材料往往仅具有单一的刺激响应性能，而要真正实现纳米聚合物纳米材料的智能递送性能，必须将可功能化修饰及刺激响应性能有机结合在一起，从而发挥纳米聚合物纳米材料在药物智能递送/释放等领域中真正的应用价值。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种可功能化的刺激响应性聚合物。该聚合物是末端带有呋喃官能团，主链带有二硫键的双亲嵌段聚合物。

本发明的目的之二在提供一种该聚合物纳米材料的制备方法。

为了实现以上发明目的，本发明的双亲嵌段聚合物由含有聚乙二醇短链的苯乙烯类单体（VBOEG）与含有胆固醇基元的单体通过两种活性可控聚合联用进行合成，其中VBOEG单体通过可逆加成链转移聚合（Reversible Addition-Fragmentation Chain TransferPolymerization，RAFT）聚合得到亲水嵌段聚合物，通过末端功能化修饰引入含有双硫键的原子转移自由基聚合（Atom Transfer Radical Polymerization，ATRP）引发基团，实现含有胆固醇基元的丙烯酸酯单体通过ATRP聚合得到目标双亲嵌段聚合物。在此基础上，通过溶剂置换方法制备聚合物球状纳米材料，具体反应式为：

根据上述反应机理，本发明采用如下技术方案如下：

一种可功能化的刺激响应性聚合物，其特征在于该聚合物的结构式为：