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雙親性納米藥物微膠囊.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410181216.2

申請日:

2014.04.30

公開號:

CN103977416A

公開日:

2014.08.13

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):A61K 47/48申請公布日:20140813|||實質審查的生效IPC(主分類):A61K 47/48申請日:20140430|||公開
IPC分類號: A61K47/48; A61K9/51; A61K31/704; C08G81/02; A61P35/00 主分類號: A61K47/48
申請人: 成都市綠科華通科技有限公司
發明人: 不公告發明人
地址: 610000 四川省成都市錦江區總府路18號1棟1單元21層23號
優先權:
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410181216.2

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2016.08.31|||2014.09.10|||2014.08.13

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種雙親性納米藥物微膠囊,包括:利用原子轉移自由基聚合方法聚合磷脂酰膽堿,得到聚磷脂酰膽堿;利用開環聚合方法聚合谷氨酸十八烷酯羧酸酐,得到聚谷氨酸十八烷酯;聚谷氨酸十八烷酯通過腙鍵接枝阿霉素;將聚磷脂酰膽堿和聚谷氨酸通過點擊化學方法行鍵連,得到嵌段共聚物;將嵌段聚合物分別溶解于四氫呋喃后,移入透析袋中,用純水透析,透析液用濾膜過濾;過濾后的溶液進行冷凍干燥,得到載藥膠束。該藥物載體膠束具有核殼雙層結構,外層為親水性聚磷脂酰膽堿,內層為藥物分子包裹層。該材料具有以下優點:屬于納米微粒;可實現藥物對癌細胞靶向傳遞以及癌細胞內pH敏感性釋放;載藥量大;穩定性好;其靶向功能可有效減小藥物對正常組織器官毒副作用。

權利要求書

權利要求書
1.  一種雙親性納米藥物微膠囊,其結構特征在于:所述的高分子材料是由兩條親水性的聚磷脂酰膽堿鏈段和一條疏水性的聚谷氨酸十八烷酯鏈段偶聯而成的AB2型共聚物。

2.  一種制備權利要求1所述的一種雙親性納米藥物微膠囊的方法是通過如下步驟進行的:
1)用于引發磷脂酰膽堿單體的疊氮小分子引發劑的合成;
2)利用葉酸小分子進行NHS活化,制備葉酸-NHS分子;
3)利用步驟1)所制備的疊氮小分子引發劑,引發磷酰膽堿小分子進行原子轉移自由基聚合,得到聚磷脂酰膽堿,同時利用葉酸-NHS分子修飾聚磷脂酰膽堿;
4)雙臂炔端基聚谷氨酸十八烷酯的合成;
5)利用阿霉素分子對聚谷氨酸十八烷酯進行接枝,該反應是利用腙鍵進行連接;
6)利用點擊化學反應合成星型嵌段共聚物;
7)用透析法制備聚合物納米膠束。

3.  根據權利要求2所述的一種雙親性納米藥物微膠囊的制備方法,其特征在于上述方法中步驟1)所合成疊氮小分子引發劑所使用的溶劑是丙酮、丁酮、二氧六環、乙腈中的任一種。

4.  根據權利要求2所述的一種雙親性納米藥物微膠囊的制備方法,其特征還在于上述方法中步驟4)所使用的聚合單體為谷氨酸十八烷酯羧酸酐。

5.  根據權利要求2所述的一種雙親性納米藥物微膠囊的制備方法,其特征還在于上述方法中步驟6)所進行的聚合物偶合反應須采用Huisgen 1,3-偶極環加成反應。

6.  根據權利要求2所述的一種雙親性納米藥物微膠囊的制備方法,其特征還在于上述方法中需采用以下小分子引發劑:
1) 2-氯代疊氮乙氧基乙烷
2) N-胺乙基3,5-二乙炔氧基苯胺。

7.  根據權利要求2所述的雙親性納米藥物微膠囊,其特征還在于:該高分子材料是由葉酸修飾的聚磷脂酰膽堿鏈段和阿霉素接枝的聚谷氨酸通過偶聯所形成的星型嵌段共聚物。

8.  根據權利要求2所述的雙親性納米藥物微膠囊,其特征還在于:所述的高分子膠束具有核殼雙層結構,外層為親水性聚磷脂酰膽堿,內層為藥物分子包裹層。

說明書

說明書雙親性納米藥物微膠囊
所屬技術領域
本發明涉及一種雙親性納米藥物微膠囊,特別是涉及一種具有癌癥細胞靶向性的嵌段高分子材料藥物載體微膠囊的制備方法。屬于高分子化學及聚合物技術領域。
背景技術
癌癥已成為危害人類健康的最主要疾病,治療癌癥的重要手段之一是藥物治療,然而許多抗癌藥物存在著難溶于水、穩定性差等缺陷。如喜樹堿、紫杉醇、阿霉素、5-氟尿嘧啶等都因溶解度差而難以被生物體很好地利用,解決其水溶性問題是這類藥物制劑臨床應用的關健。此外,腫瘤治療和診斷藥物其作用大多是非選擇性的,一些正常組織器官常有較多分布,治療劑量下對正常組織器官毒副作用大。故解決如何增溶難溶性抗癌藥物以及增加藥物穩定性、提高對癌細胞的選擇性迫在眉睫。因此,尋找一種可靠的靶向藥物載體是解決以上兩個問題的關鍵。
高分子膠束藥物載體一般采用的都為線性高分子膠束。Bae課題組開展的研究工作最為引人注目,其在所發表的研究論文中指出,以腙鍵將Dox鍵連到聚合物主鏈上,并利用癌細胞微環境中pH呈弱酸性使腙鍵斷裂,實現了Dox的靶點釋放。而且,Bae于2005年在Molecular BioSystems雜志上發表的一篇論文(Bae Y, Jang W-D, Nishiyama N, Fukushima S, Kataoka K. Mol BioSyst 2005; 1(3): 242-250.),首次同時將Fol和Dox分別鍵連到PEG以及PASP(聚天冬氨酸)上,從而兼具藥物的靶向傳遞以及靶點釋放多功能性,流式細胞實驗(FCM)表明細胞對聚合物膠束的攝入量較不含Fol的聚合物膠束有明顯增加。Gong Shaoqin課題組也從事了相似的研究。其以聚馬來酸                                                己內酯無規共聚物為內核,PEG為殼,制備了聚合物納米膠束。以腙鍵連接Dox,并利用Fol修飾了PEG端基,制備了pH敏感型靶向載藥膠束,測試了細胞攝入量以及細胞毒性,證明在酸性條件下Dox由于腙鍵的斷裂而快速釋放(Yang X, Grailer JJ, Pilla S, Steeber DA, Gong S. Bioconjugate Chem 2010; 21(3): 496-504.)。
盡管線性聚合物膠束作為水難溶性藥物的載體,在遞藥過程中已顯示出巨大的優勢和潛力,但仍然存在膠束穩定性差、增溶效果不明顯、藥物釋放率低的問題。目前聚合物膠束的載藥量通常只能達到5%左右,要獲得更高的載藥量很困難。研究發現,聚合物通過化學鍵連接藥物單體,可達到較高的載藥量。而線性嵌段共聚物負載能力往往偏低,但如果過多鍵連藥物分子其膠束結構又不穩定。而星型聚合物可以克服這個不足。
上海交通大學顏德岳(Liu J, Pang Y, Huang W, Huang X, Meng L, Zhu X, Zhou Y, Yan D. Biomacromolecules 2011; 12(5): 1567-1577.)合成了樹枝狀聚磷酸酯-聚乳酸嵌段共聚物應用于藥物載體研究,包裹Dox后對海拉細胞有明顯抑制作用。另一具有代表性的研究是中國科技大學劉世勇,利用功能化環糊精制備了用Fol和Dox修飾的聚馬來酸酐星型聚合物,同時鍵連了對磁共振效應敏感的釓元素,在小鼠實驗中發現,聚合物膠束在肝、腎部位的聚集有明顯加強(Liu T, Li X, Qian Y, Hu X, Liu S. Biomaterials 2012; 33(8): 2521-2531.)。
但是,由于星型聚合物中聚合物結構較為復雜,所制備的藥物載體出現生物相容性差,藥物包載能力下降,dendrimer表面藥物分子水溶性降低等問題。此外,dendrimer結構復雜,合成成本較高。這些問題都限制了星型聚合物納米載藥系統的應用。因此,不論是性聚合物還是普通星型聚合物藥物載體,并不能同時具備:藥物靶向性,高藥物負載能力,膠束結構穩定,靶點釋放的pH敏感性,生物相容性高這幾項對聚合物藥物載體系統的臨床應用起至關重要作用的性能。
發明內容
本發明的目的是建立一種雙親性納米藥物微膠囊,該藥物載體微膠囊具有以下優點:屬于納米微粒;可實現藥物對癌細胞靶向傳遞以及癌細胞內pH敏感性釋放;載藥量大;穩定性好;其靶向功能可有效減小藥物對正常組織器官毒副作用。
該膠束是一種具有親水性和疏水性嵌段的星型嵌段聚合物;可以將阿霉素鍵連與嵌段聚合物之上;高分子材料具有兩條親水鏈段,一條疏水鏈段:高分子材料其親水段為聚磷脂酰膽堿,通過葉酸進行修飾。疏水段為聚谷氨酸,通過腙鍵接枝阿霉素;高分子的膠束結構具有核殼雙層結構,外層為親水性聚磷脂酰膽堿,內層為藥物分子包裹層。
所述的嵌段聚合物為以下結構式中的聚合物:
   
嵌段共聚物微膠囊的制備技術方案如下:
1)制備疊氮小分子引發劑

2)雙臂炔端基聚谷氨酸十八烷酯的合成
 
3)Dox分子與聚谷氨酸十八烷酯的腙鍵連接
 
4)星型嵌段共聚物的合成
 
5)制備納米微膠囊
用透析法制備聚合物納米微膠囊。具體方法為: 將一種或兩種星形聚合物分別溶于THF后,移入透析袋中,用1000 mL純水透析,定期換水。透析液用濾膜過濾后,冷凍干燥得到共聚物載藥膠束。
通過以上技術方案,本發明具有如下優點:     1)雙親性納米藥物微膠囊體積小,具有納米級結構,能夠穿越人體內各種屏障;
2)雙親性納米藥物微膠囊臨界膠束濃度小,結構穩定;
3)雙親性納米藥物微膠囊藥物負載量大,且生物相容性好;
4)雙親性納米藥物微膠囊具有靶向釋放藥物功能,可有效減小藥物對正常組織器官毒副作用。
附圖說明
圖1為該高分子的結構示意圖;
圖2為該高分子微膠囊的示意圖;
圖3為該高分子微膠囊的AFM掃描圖。
具體實施方式
為使本發明的實施目的、技術方案和優點更為清楚,下面結合本發明的附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明:
如圖1所示,為靶向雙親性納米藥物微膠囊的化學結構示意圖。該高分子為AB2型嵌段高分子,具有兩個親水段②,和一個疏水段③所構成。每個鏈段上的鍵連了不同的分子結構:
②是通過原子轉移自由基聚合法制備;
利用1,3-偶極環加成反應所得到的五元環與聚谷氨酸③進行偶聯;
利用腙鍵將鏈段③與阿霉素分子④鍵連起來。
如圖2所示,一種靶向雙親性納米藥物微膠囊由該AB2雜臂星型嵌段高分子組裝形成。其結構分別由①活性端基;②聚磷脂酰膽堿分子;③聚谷氨酸;④阿霉素分子等組成。高分子在水溶液中通過疏水相互作用,可以自組裝為球狀的膠束結構,高分子的微膠囊結構具有核殼雙層結構:
外層為親水性聚磷脂酰膽堿②;
內層為聚谷氨酸③,為藥物分子包裹層,內層可使藥物分子包裹于球體內部,從而實現藥物運載功能。
圖3所示為雙親性納米藥物微膠囊在水溶液中自組裝形成的球狀微膠囊結構的AFM掃描圖像。證明高分子所形成球狀膠束結構均一,分散性好,在水溶液中不發生團聚,有利于實現對藥物分子的運載和釋放功能。
下面給出實施例以對本發明進行具體描述,但值得指出的是以下實施例只用于對本發明進行進一步說明,不能理解為對本發明保護范圍的限制,該領域的技術熟練人員根據上述本發明內容對本發明作出的一些非本質的改進和調整仍屬于本發明的保護范圍。
實施例1:
①備疊氮小分子引發劑
步驟一:將2-氯乙氧基乙醇5mL溶解于25mL丁酮中,溶液中加入4.5g NaN3,2.5gBu4NI,10mg二環己烷并-18-冠醚-6,將混合物加熱至沸騰,攪拌24小時。將混合物進行過濾,沉淀用丙酮進行徹底沖洗。所得到的混合溶液即為產物的粗品,將混合溶液濃縮以后,在90oC進行蒸餾得到純凈物。所得到的2-疊氮乙氧基乙醇1H NMR (CDCl3):δ3.70 (t, 2 H, CH2OH), 3.65 (t, 2H, HOCH2CH2O), 3.56 (t, 2H, N3CH2CH2O), 3.37 (t, 2H, CH2N3), and 2.56 (s, 1H, OH)。
步驟二:將步驟一種制得的2-疊氮乙氧基乙醇2g,α-氯代酰氯5.09g溶解于30mL二氯甲烷中,將反應體系轉移至冰域中,將6.8g二環己基碳二亞胺緩慢加入反應容器中,并攪拌。將0.4g二甲氨基吡啶溶于二氯甲烷中在10分鐘內滴入反應容器中。整個反應體系在0oC條件下反應1個小時,然后在室溫下反應24小時。將反應過程中沉淀出來的環己基脲過濾,并用二氯甲烷進行洗滌。用碳酸氫鈉溶液(5%)進行萃取,然后用無水硫酸鎂進行干燥。減壓真空干燥后,用硅膠色譜柱進行分離,最后得到產品2-氯代疊氮乙氧基乙烷。1H NMR (CDCl3):δ4.30 (t, 2H, CH2OCO), 3.73 (t, 2H, COOCH2CH2O), 3.67 (t, 2H, N3CH2CH2O), 3.35 (t, 2H, CH2N3), and 1.92 (s, 6H, (CH3)2C)。
②聚磷酰膽堿的原子轉移自由基聚合以及葉酸修飾
將步驟二中得到的2-疊氮乙氧基溴代異丁酸12mg,與5.4g甲基丙烯酸羥基乙酯磷脂酰膽堿溶解于25mL DMSO中同時按2:1:1的比例加入甲醇、聯吡啶以及溴化亞銅。通過三次抽氣-通氣-解凍循環對聚合管進行封管。聚合24小時后,用甲醇將聚合物沉淀出來,過濾,烘干待用。將2g所制得的聚磷脂酰膽堿溶于20mL二氯甲烷中,加入2.8mL乙二胺,對聚磷脂酰膽堿的末端基進行修飾,得到端基帶一級胺的聚合物。將2g端基修飾的聚磷脂酰膽堿升溫至50oC反應6h。反應完成后將反應液裝入透析袋(MWCO=3500),在去離子水中透析2天后除去游離葉酸,每天換水3次。透析液用乙醚沉淀,真空干燥得到產物。
③雙臂炔端基聚谷氨酸十八烷酯的合成
步驟一:將16.8g 3,5-二羥基苯甲酸甲酯與26.2g炔丙基溴溶解于300mL丙酮中,在溶液中加入15.1g碳酸鈉,0.1g二環己烷并-18-冠醚-6。將反應溶液進行加熱至回流,反應24小時。反應結束后將沉淀過濾,濾液進行減壓濃縮,在甲醇中進行重結晶,得到產品3,5-二乙炔氧基苯甲酸甲酯。1H NMR in CDCl3, δ(ppm): 2.55 (2H, CCH), 3.91(3H, CH3O), 4.73 (4H, CH2CCH), 6.82 (1H, aromatic), 7.29 (2H, aromatic)。
步驟二:將6.25g3,5-二乙炔氧基苯甲酸甲酯溶解于30mL甲醇中,將73.9g乙二胺溶解于120mL乙二胺中,并在0oC條件下緩慢滴加入反應容器中,滴加過程需1小時左右,而滴加完成后再室溫下反應96小時。在小于40oC的水浴中旋蒸除掉多余的溶劑,在利用苯/甲醇(9/1 v/v)的混合溶液對混合溶液進行重結晶,在真空烘箱中干燥24小時,得到產品N-胺乙基3,5-二乙炔氧基苯胺。1H NMR in CDCl3, δ(ppm): 1.61 (2H,
CH2NH2), 2.55 (2H, CCH), 2.95 (2H, CH2NH2), 3.49 (2H, CONHCH2), 4.73 (4H, CH2CCH), 6.68 (1H, CONH), 6.76 (1H, aromatic), 7.05 (2H, aromatic)。
步驟三:將0.16g步驟二中所得到的產品N-胺乙基3,5-二乙炔氧基苯胺作為引發劑,利用開環聚合方式聚合物聚谷氨酸十八烷酯羧酸酐5.19g,將單體與引發劑加入聚合管中,并加入無水DMF15mL,室溫下反應24小時。聚合物用無水乙醚進行沉淀,真空烘箱干燥24小時。得到產品雙臂炔端基聚谷氨酸十八烷酯。
④阿霉素分子與聚谷氨酸十八烷酯的腙鍵連接
將5.8mL肼與2.43g上述步驟中得到的雙臂炔端基聚谷氨酸十八烷酯溶于25mL干燥DMF中,將反應體系加熱到40oC,反應1小時。將粗產品用無水乙醚進行沉淀,并將沉淀過濾,真空烘箱干燥24小時,得到胺基雙臂炔端基聚谷氨酸十八烷酯。將該產品5g與0.34g阿霉素單體溶于DMSO中,將反應體系加熱至30 oC,反應48小時,得到的反應混合溶液用無水甲醇沉淀,并將沉淀過濾,真空烘箱干燥24小時。制得阿霉素分子接枝的聚谷氨酸十八烷酯。
⑤AB2雜臂星型嵌段共聚物的合成
將3.8g端基修飾的聚磷脂酰膽堿與7.8g阿霉素分子接枝的聚谷氨酸十八烷酯溶于20mL無水DMF中,并加入6.93mg PMDETA。將反應體系進行三次抽氣-通氣-解凍循環,迅速加入溴化亞銅5.47mg。反應在35 oC條件下反應24小時。反應所得到的混合溶液過硅膠柱以除去多余的銅鹽以及其他雜質。溶液濃縮以后用無水甲醇進行沉淀,最終得到AB2雜臂星型嵌段共聚物。
⑥聚合物納米微膠囊的制備
用透析法制備聚合物納米微膠囊。具體方法為: 將一種或兩種星形聚合物分別溶于THF后,移入透析袋中,用1000 mL純水透析,定期換水。透析液用濾膜過濾后,冷凍干燥得到共聚物載藥微膠囊。
最后應說明的是,以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制,盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應理解,可以對分發明的技術方案進行修改或者同等替換,而不脫離本發明技術方案的精神和范圍,其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。

關 鍵 詞:
雙親 納米 藥物 微膠囊
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