本发明公开一种谷胱甘肽响应型双重药物载体及其制备方法和应用，属于生物医学工程材料领域。本发明首先通过麦克尔加成反应得到超支化聚酰胺胺；然后通过酰胺化反应将疏水药物连接在高聚物的末端基团氨基上形成前药胶束分子；然后通过前药胶束分子的主客体组装再负载另一种疏水药物，有效提高载药量和促进药物协同作用，制备得到谷胱甘肽响应型双重药物载体。本发明的方法温和、操作方便，副产物少且产物易于分离纯化，有利于材料的生物相容性。本发明材料成分简单、原料易得、生物相容性好，表面的大量可修饰功能团为其在制备生物医药工程材料的应用提供支持，有望在生物医学工程材料领域得到广泛应用。