具有雙親性結(jié)構(gòu)的高分子藥物的制備方法
【專利說(shuō)明】具有雙親性結(jié)構(gòu)的高分子藥物的制備方法 所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有雙親性結(jié)構(gòu)的高分子藥物的制備方法，特別是涉及一種具有 癌癥細(xì)胞靶向性的嵌段高分子材料藥物載體膠束的制備方法。屬于高分子化學(xué)及聚合物技 術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 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(wěn)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(wèn)題是這類藥物制劑臨床應(yīng) 用的關(guān)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(duì)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(wěn)定性、提高對(duì)癌細(xì)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(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵。
[0003] 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(fā)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(xì)胞微環(huán)境中PH呈弱酸性使腙鍵斷裂，實(shí)現(xiàn)了 Dox的靶點(diǎn)釋放。而且， Bae 于 2005 年在 Molecular BioSystems 雜志上發(fā)表的一篇論文（Bae Y, Jang W-D, Nishiyama N, Fukushima S, Kataoka K. 價(jià)〇5>5^ 2005; 1 (3): 242-250·)，首次 同時(shí)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(diǎn)釋放多功能性，流式細(xì)胞實(shí)驗(yàn)（FCM)表明細(xì)胞對(duì)聚合物膠束的攝入量較不含F(xiàn)ol 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(lái)酸 己內(nèi)酯無(wú)規(guī)共聚物為內(nèi)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(cè)試了細(xì)胞攝入量以及細(xì)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. CAev?? 2010; 21(3): 496-504·)。
[0004] 盡管線性聚合物膠束作為水難溶性藥物的載體，在遞藥過(guò)程中已顯示出巨大的優(yōu) 勢(shì)和潛力，但仍然存在膠束穩(wěn)定性差、增溶效果不明顯、藥物釋放率低的問(wèn)題。目前聚合物 膠束的載藥量通常只能達(dá)到5%左右，要獲得更高的載藥量很困難。研究發(fā)現(xiàn)，聚合物通過(guò) 化學(xué)鍵連接藥物單體，可達(dá)到較高的載藥量。而線性嵌段共聚物負(fù)載能力往往偏低，但如果 過(guò)多鍵連藥物分子其膠束結(jié)構(gòu)又不穩(wěn)定。而星型聚合物可以克服這個(gè)不足。
[0005] 上海交通大學(xué)顏德岳（Liu J, Pang Y, Huang W, Huang X，Meng L, Zhu X，Zhou Y, YanD.價(jià)咖acra咖心cWes 2011; 12(5): 1567-1577.)合成了樹枝狀聚磷酸酯-聚 乳酸嵌段共聚物應(yīng)用于藥物載體研究，包裹Dox后對(duì)海拉細(xì)胞有明顯抑制作用。另一具有 代表性的研究是中國(guó)科技大學(xué)劉世勇，利用功能化β-環(huán)糊精制備了用Fol和Dox修飾的聚 馬來(lái)酸酐星型聚合物，同時(shí)鍵連了對(duì)磁共振效應(yīng)敏感的釓元素，在小鼠實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，聚合物 膠束在肝、腎部位的聚集有明顯加強(qiáng)（Liu Τ, Li X，Qian Υ, Hu X，Liu S. SioffiaieriaZs 2012; 33(8): 2521-2531. )〇
[0006] 但是，由于星型聚合物中聚合物結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所制備的藥物載體出現(xiàn)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(wèn)題。此外，dendrimer結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，合成成本較高。這些問(wèn)題都限制了星型聚合物納米載藥系統(tǒng)的應(yīng)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(shí)具備：藥物靶向性，高藥物負(fù)載能力， 膠束結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，靶點(diǎn)釋放的pH敏感性，生物相容性高這幾項(xiàng)對(duì)聚合物藥物載體系統(tǒng)的臨床 應(yīng)用起至關(guān)重要作用的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是建立一種具有雙親性結(jié)構(gòu)的高分子藥物的制備方法，該藥物載體 膠束具有以下優(yōu)點(diǎn)：屬于納米微粒；可實(shí)現(xiàn)藥物對(duì)癌細(xì)胞靶向傳遞以及癌細(xì)胞內(nèi)PH敏感性 釋放；載藥量大；穩(wěn)定性好；其靶向功能可有效減小藥物對(duì)正常組織器官毒副作用。
[0008] 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 聚丙烯酰胺，通過(guò)葉酸進(jìn)行修飾。疏水段為聚天冬氨酸，通過(guò)腙鍵接枝阿霉素；高分子的膠 束結(jié)構(gòu)具有核殼雙層結(jié)構(gòu)，外層為親水性聚丙烯酰胺，內(nèi)層為藥物分子包裹層。
[0009] 所述的嵌段聚合物為以下結(jié)構(gòu)式中的聚合物：
嵌段共聚物膠束的制備技術(shù)方案如下： 1) 制備疊氮小分子引發(fā)劑
2) 葉酸-NHS分子的合成 CN 105126114 A 說(shuō)明書 3/7 頁(yè)
3) 聚丙烯酰胺的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合以及葉酸修飾
4) 雙臂炔端基聚天冬氨酸芐酯的合成
5) Dox分子與聚天冬氨酸芐酯的腙鍵連接
6) 星型嵌段共聚物的合成 CN 105126114 A 說(shuō)明書 4/7 頁(yè)
7)制備納米膠束 用透析法制備聚合物納米膠束。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(guò)濾后，冷凍干燥得到共 聚物載藥膠束。
[0010] 通過(guò)以上技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：1)該具有雙親性結(jié)構(gòu)的高分子藥物體 積小，具有納米級(jí)結(jié)構(gòu)，能夠穿越人體內(nèi)各種屏障； 2) 該具有雙親性結(jié)構(gòu)的高分子藥物臨界膠束濃度小，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定； 3) 該具有雙親性結(jié)構(gòu)的高分子藥物負(fù)載量大，且生物相容性好； 4) 該具有雙親性結(jié)構(gòu)的高分子藥物具有靶向釋放藥物功能，可有效減小藥物對(duì)正常組 織器官毒副作用。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1為該高分子的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為該高分子膠束的示意圖； 圖3為該高分子膠束的AFM掃描圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 為使本發(fā)明的實(shí)施目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更為清楚，下面結(jié)合本發(fā)明的附圖和具 體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明： 如圖1所示，為該具有雙親性結(jié)構(gòu)的高分子藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖。該高分子為六82型 嵌段高分子，具有兩個(gè)親水段②，和一個(gè)疏水段③所構(gòu)成。每個(gè)鏈段上的鍵連了不同的分子 結(jié)構(gòu)： 葉酸小分子①鍵連于聚丙烯酰胺分子鏈段②上，②是通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法制 備； 利用1，3-偶極環(huán)加成反應(yīng)所得到的五元環(huán)與聚天冬氨酸③進(jìn)行偶聯(lián)； 利用腙鍵將鏈段③與阿霉素分子④鍵連起來(lái)。
[0013] 如圖2所示，該抗具有雙親性結(jié)構(gòu)的高分子藥物由該六82雜臂星型嵌段高分子組 裝形成。其結(jié)構(gòu)分別由①葉酸小分子；②聚丙烯酰胺分子；③聚天冬氨酸；④阿霉素分子等 組成。高分子在水溶液中通過(guò)疏水相互作用，可以自組裝為球狀的膠束結(jié)構(gòu)，高分子的膠束 結(jié)構(gòu)具有核殼雙層結(jié)構(gòu)： 外層為親水性聚丙烯酰胺②； 內(nèi)層為聚天冬氨酸③，為藥物分子包裹層，內(nèi)層可使藥物分子包裹于球體內(nèi)部，從而實(shí) 現(xiàn)藥物運(yùn)載功能。
[0014] 圖3所示為AB2雜臂星型嵌段共聚物在水溶液中自組裝形成的球狀膠束結(jié)構(gòu)的 AFM掃描圖像。證明高分子所形成球狀膠束結(jié)構(gòu)均一，分散性好，在水溶液中不發(fā)生團(tuán)聚，有 利于實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物分子的運(yùn)載和釋放功能。
[0015] 下面給出實(shí)施例以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述，但值得指出的是以下實(shí)施例只用于對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員根 據(jù)上述本
【發(fā)明內(nèi)容】
對(duì)本發(fā)明作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0016] 實(shí)施例1 : ①備疊氮小分子引發(fā)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，IOmg二環(huán)己烷并-18-冠醚-6,將混合物加熱至沸騰，攪拌24小時(shí)。將混合物 進(jìn)行過(guò)濾，沉淀用丙酮進(jìn)行徹底沖洗。所得到的混合溶液即為產(chǎn)物的粗品，將混合溶液濃縮 以后，在90°C進(jìn)行蒸餾得到純凈物。所得到的2-疊氮乙氧基乙醇1H NMR (⑶Cl3) : 53. 70 (t, 2 H, C^2OH), 3.65 (t, 2H, HOCH2C^2O), 3. 56 (t, 2H, N3CH2C^2O), 3. 37 (t, 2H, C"2N3)，and 2. 56 (s, 1H, 0H) 〇
[0017] 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(yīng)體系轉(zhuǎn)移