CN100589843C

CN100589843C - 一种稳定的聚合物胶束载药系统

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Publication number: CN100589843C
Application number: CN200610145383A
Authority: CN
Inventors: 涂家生; 吴建梅
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2026-11-27
Also published as: CN100998870A

Abstract

本发明涉及一种稳定的混合聚合物胶束载药系统及其制备，该载药系统可以作为一种药物载体，该药物载体由两亲性嵌段共聚物和磷脂组成，其中的两亲性嵌段共聚物包括二嵌段物和三嵌段物，其中的磷脂选自甘油磷脂或鞘磷脂及其衍生物，两亲性嵌段共聚物与磷脂的配比是100/0.01-100/99.99。

Description

一种稳定的聚合物胶束载药系统

技术领域：

本发明涉及一种稳定的混合聚合物胶束载药系统及其制备。

背景技术：

聚合物胶束是近年来发展起来的针对难溶性药物的载药系统，具有核-壳状结构，其中核为疏水性部分，壳为亲水性部分。聚合物胶束可以将难溶性药物包裹于核部分达到对难溶性药物的增溶。与常用的增溶剂和潜溶剂相比，由于聚合物胶束载药系统选择生物降解性材料为材料，其安全性较高。

载药聚合物胶束往往选择生物降解性两亲高分子为材料，这类两亲性聚合物可以是二嵌段物A-B型或三嵌段物A-B-A、B-A-B型，其结构见见参考文献Torchilin，V.P.，Structure and design of polymeric surfactant-based drug deliverysystems.J Control Release，2001.73(2-3)：p.137-72.嵌段共聚物具有临界胶束浓度(CMC)较低、载药量较高的特点，其中亲水部分(壳)往往是聚乙二醇、聚维酮等，亲脂部分往往是聚酯，如氧丙烯、乳酸、L-赖氨酸、天冬氨酸、β-苯甲酰-L-天冬氨酸酯、γ-苄基-L-谷氨酸酯、己内酮、精胺的聚合物。聚合物胶束的亲水的壳部分可以躲避网状内皮系统RES和单核巨嗤细胞系统MPS的清除，赋予聚合物胶束的长循环性能，而低粒径(一般小于100nm)可以增强血管渗透供应癌症的脉管系统并导致物质更容易滞留肿瘤，即Maeda等提出的高通透性和高滞留性(enhanced permeation and retention，EPR)，赋予聚合物胶束对肿瘤的靶向作用。

纯聚合物胶束常采用直接水溶解、透析法来制备。这主要取决于聚合物在水中的溶解性，水溶性好的聚合物在浓度高于CMC时，常温或高温下可直接溶解于水，形成透明澄清(或略带浅蓝色乳光)的胶束溶液；水溶性差的聚合物则需先溶于由水与有机溶剂形成的混合溶液中，再透析除去有机溶剂，制成胶束。

在载药聚合物胶束制备过程中，药物的包埋与胶束、药物的性质有关。由于疏水作用是药物增溶的主要驱动力，因而胶束疏水链增长及药物疏水性增强均会使胶束的载药量上升；但是过长的疏水链会使胶束粒径变大，易被网状内皮系统破坏，降低胶束稳定性。

载药聚合物胶束的制备方法一般有以下几种：

1、物理包埋法：这是最常用的方法，包括透析法和油/水-液中干燥法。前法是将药物与聚合物溶于同一种有机溶剂，再用水透析使有机溶剂完全除去，这种方法的缺点是药物和胶束会发生部分沉淀，影响了药物包入量及载药效率。后法是将溶于有机溶剂的药物逐滴加入胶束水溶液中，挥发除去有机溶剂使药物进入胶束内核。

2、化学结合法：利用药物分子与聚合物的疏水链官能团在一定条件下发生化学反应，将药物共价键合在聚合物上，然后用直接溶解法或透析法制备。比如Yokoyama等[11]利用阿霉素的氨基与PEG-聚天冬氨酸共聚物的羧基在偶合剂1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺(EDC)作用下发生缩合反应制得胶束。

3、静电作用法：利用药物与带相反电荷的聚合物胶束疏水区通过静电力而紧密结合，制得胶束。此法制作简单，所得胶束稳定，但条件不易满足，使用不多。4、凝胶-复溶法：这种方法始见于加拿大X.Zhang的报道(见参考文献Zhang，X.，et al.，Anti-tumor efficacy and biodistribution of intravenouspolymeric micellar paclitaxel.Anticancer Drugs，1997.8(7)：p.696-701.)，即将药物、嵌段共聚物溶于有机溶剂，在旋转蒸发下除去有机溶剂，可以得到凝胶状物，加水复溶可以直接制备载药聚合物胶束。

5、乳化-溶剂蒸发法：即将嵌段共聚物、药物溶于极性溶剂中，极性溶剂包括乙腈、乙醇、二甲亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺、甲醇等。在搅拌下缓慢滴加水使成W/O微乳，此时油相与水相的相体积比通常大于50/50。在搅拌下进一步滴入足量的水，使微乳因相体积比的变化发生相转化，生成O/W微乳，此时油相与水相的相体积比通常小于50/50。在60℃左右、真空条件下蒸去有机溶剂得载药胶束系统。对于注射剂视药物的稳定性可以进一步过滤灭菌或热压灭菌。甲基聚乙二醇-聚乳酸嵌段共聚物(mPEG-PDLLA)胶束最早由加拿大X.Zhang报道(见参考文献Zhang，X.，et al.，Anti-tumor efficacy andbiodistribution of intravenous polymeric micellar paclitaxel.AnticancerDrugs，1997.8(7)：p.696-701.)，由于其理想的增溶特性和EPR行为吸引了广泛关注，并申请专利US5877205和US5922754。见参考文献Yamamoto，Y.，etal.，Long-circulating poly(ethylene glycol)-poly(D，L-lactide)blockcopolymer micelles with modulated surface charge.J Control Release，2001.77(1-2)：p.27-38.Samyang公司的Genexol PM是以mPEG-PDLLA为材料的紫杉醇聚合物，体外和动物体内的生物相溶性较好，未见明显毒性，紫杉醇同位素体内分布实验表明，胶束进入体内后迅速解离，释放药物，聚合物在体内可以在15小时内降解。见参考文献Kim，S.C.，et al.，In vivo evaluation ofpolymeric micellar paclitaxel formulation：toxicity and efficacy.JControl Release，2001.72(1-3)：p.191-202，Genexol PM于2002年由FDA批准进入临床研究。

然而，现有载药聚合物胶束的载药量和稳定性不高，一般载药量只有30％，水分散后的聚合物胶束稳定性较差，药物易泄露，其物理稳定性不高仍然影响其进一步推广。

以紫杉醇为例当采用mPEG-PDLLA 55/45(X/Y，X为PEG的质量，Y为聚丙交酯的质量)制备紫杉醇聚合物胶束时，其水分散液的稳定性只有24小时，至72小时时，超过30％的药物泄露，见专利US20030143184。

目前解决载药聚合物胶束稳定性的方法主要是从聚合物上进行选择。我们在中国专利CN03105348.3中申请了一种新的聚合物胶束，采用mPEG、PDLLA质量比小于50/50的嵌段共聚物制备聚合物胶束，这种聚合物胶束由于增加了核的亲脂性可以提高载药量和胶束的稳定性。美国专利US20030143184采用对mPEG-PDLLA结构中的聚丙交酯末端羟基用亲脂基团进行修饰的方法提高核的亲脂性，继而提高紫杉醇聚合物胶束的稳定性，这种聚合物胶束的水分散液的稳定性可以达到72小时。

上述方法尽管可以在一定程度上提高聚合物胶束的稳定性，但是程度有限。我们在试验中意外发现，混合聚合物胶束可以提高聚合物胶束的物理稳定性。这种混合聚合物胶束主要由嵌段聚合物组成，其中含有脂质成分，例如磷脂、胆固醇、油脂等。

磷脂是一种常用的脂质体组成物质，具有生物相容性高的特点。磷脂可分为二大类：鞘磷脂(sphingomyelins神经磷脂)和甘油磷脂(phosphatide orphosphalipid)。甘油磷脂由甘油、脂肪酸、磷酸和一分子氨基醇(如胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇)组成。鞘磷脂只是以鞘氨醇代替了甘油。

依照氨基醇的不同甘油磷脂可磷脂酰胆碱(卵磷脂)(PC)(来源有大豆、脑、精液、肾上腺、红细胞，蛋卵黄，具有控制肝脂代谢，防止脂肪肝的形成的作用)、磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)(PE)(具有参与血液凝结的作用)、磷脂酰丝氨酸(PS)、磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酰甘油(PG)、二磷脂酰甘油(心磷脂)。

近年来，对磷脂的PEG化制备了载药磷脂胶束，然而其载药量较低。嵌段共聚物PEO-PPO-PEO被证明可以改变磷脂双层膜的形态和性能，见文献Torbenand Kell Mortensen，Lamellar-to-Cubic Phase Change in PhospholipidBilayer Systems Incorporated with Block Copolymers：DMPC and PEO-PPO-PEO(P85)，Langmuir 2005，21，1766-1775。

至今尚混合聚合物胶束的报道。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种药物载体，所述药物载体为混合聚合物胶束，即由两亲性嵌段共聚物和脂质组成，这种药物载体具有载药量大和稳定性高的特点。

本发明的药物载体，其中的两亲性嵌段共聚物属于现有技术，可以包括二嵌段物和三嵌段物，构成两亲性嵌段共聚物亲水区包括但不限于聚乙二醇(PEG)、单甲基聚乙二醇(mPEG)、聚维酮、壳聚糖、聚甲基丙烯酸等及其衍生物。疏水区包括但不限于聚氧丙烯、聚苯乙烯、聚氨基酸(如聚β-苯甲酰-L-天冬氨酸、聚γ-苄基-L-谷氨酸和聚天冬氨酸等)、聚酯(聚己内酯)，可用生物降解型高分子材料(如聚乳酸、聚羟基乙酸及其衍生物等)作为共聚物的疏水嵌段。其中优选的两亲性嵌段共聚物是：单甲基聚乙二醇-b-聚D，L-丙交酯共聚物(mPEG-PDLLA)。本发明的药物载体，其中的两亲性嵌段共聚物的方法可以采用前述凝胶-复溶法，也可以采用前述的乳化-溶剂蒸发法，其中优选凝胶-复溶法。

本发明的药物载体，其中的脂质包括磷脂、胆固醇和其它油脂物质。磷脂选自甘油磷脂或鞘磷脂及其衍生物。甘油磷脂由甘油、脂肪酸、磷酸和一分子氨基醇(如胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇)组成的磷脂。鞘磷脂是以鞘氨醇代替了甘油得到的磷脂。依照氨基醇的不同甘油磷脂包括磷脂酰胆碱(卵磷脂)(PC)(来源有大豆、脑、精液、肾上腺、红细胞，蛋卵黄)、磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)(PE)、磷脂酰丝氨酸(PS)、磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酰甘油(PG)、二磷脂酰甘油(心磷脂)。本发明优先的是磷脂酰胆碱(卵磷脂)。

本发明的药物载体，其中的两亲性嵌段共聚物与脂质的配比是100/0.01-100/99.99，其中优选100/0.5-100/30，最优选100/1-100/15。本发明的药物载体可通过以下方法制备，

两亲性嵌段共聚物与脂质(如磷脂)用有机溶剂溶解。除去有机溶剂后即得到本发明的凝胶状混合聚合物胶束药物载体。其中所述有机溶剂是指非水溶剂，选自但不限于：乙腈、短链脂肪醇、丙酮、乙醚等。

本发明的药物载体也可以在制备药物组合物过程中制备，如将药物和两亲性嵌段共聚物与磷脂共同用有机溶剂溶解。除去有机溶剂后即得到本发明的凝胶状混合聚合物胶束药物组合物，该组合物进一步复溶可以得到低于100nm的混合聚合物胶束(如果粒径过大可以通过高速均质化或高压乳匀化达到低于100nm的状态)，该聚合物胶束可通过一定的工艺，如冷冻干燥、喷雾干燥、旋转蒸发、减压蒸发、薄膜蒸发等进一步制备成适宜制剂，如注射剂、滴眼剂、外用制剂、口服制剂、气雾剂、粉雾剂等。

本发明的药物载体可以负载一种或多种药物，包括各种疏水性药物和亲水性药物，优选的是疏水性药物，更优选的是以下药物：

抗肿瘤药物：如紫杉醇、5-氟尿嘧啶、依托泊苷、苯丙氨酸氮芥、苯丁酸氮芥、六甲三聚氰胺、甲氨碟呤、甲环亚硝脲、去甲长春花碱、替尼泊苷、高三尖杉酯碱、羟喜树碱等；

抗生素药物：如氯霉素、红霉素、依托红霉素、琥乙红霉素、麦迪霉素、交沙霉素、克拉霉素、罗他霉素、磺胺嘧啶、甲氧苄氨嘧啶、呋喃妥因、利副平、利福昔明、异丁哌利福霉素、氨苯砜、醋氨苯砜、眯康唑等；

心血管药物：如硝苯地平、尼卡地平、尼群地平、尼伐地平、桂利嗪、哌克昔林、吗多明、洋地黄毒甙、地高辛、毛花甙丙、去乙酰毛花甙、普罗帕酮、胺碘酮、硝酸甘油、戊四硝酯、环扁桃酯、烟酸生育酚酯等；

抗糖尿病药物：如甲苯黄丁脲、格列本脲、格列吡嗪等；

非甾体抗炎药物：如氯马澌汀、赛庚啶、苯噻啶、酮替芬、曲尼司等。

本发明的药物载体在负载药物时，和一起药物混合，优选的方法是，本发明的药物载体和药物一起溶解在溶剂中，优选有机溶剂，再将溶剂除去，得到本发明的药物载体和药物的混合凝胶状组合物，该组合物可进一步的加工成药物制剂，加工药物制剂的过程属于现有技术，如用注射用溶液溶解，制成注射剂。其中所述有机溶剂是指非水溶剂，选自但不限于：乙腈、短链脂肪醇、丙酮、乙醚等本发明的药物载体，其中嵌段共聚物亲水区的衍生物是指对亲水区末端采用对某些器官、组织、细胞、细胞器、分子有特异亲和性的分子修饰得到的衍生物，包括具有组织或细胞特异性的蛋白质或多肽、生长因子、维生素及其类似物(如叶酸)、多糖、糖肽或糖蛋白、甾体及其类似物、激素、辅助因子、遗传分子、某些药物分子。如对脑特异的含有CNSRLHLRC，CENWWGDVC，WRCVLREGPAGGCAWFNRHRL，和CLSSRLDAC片段的多肽、蛋白质；对肾特异的含有CLPVASC和CGAREMC片段的多肽、蛋白质；对肺特异的含有CGFECVRQCPERC，CGFELETC，CTLRDRNC和CIGEVEVC片段的多肽、蛋白质；对皮肤特异的含有CVALCREACGEGC片段的多肽、蛋白质；对脾特异的含有SWCEPGWCR片段的多肽、蛋白质；对小肠特异的含有YSGKWGW片段的多肽、蛋白质，对子宫特异的含有GLSGGRS片段的多肽、蛋白质；对肾上腺特异的含有LMLPRAD片段的多肽、蛋白质；对视网膜组织特异的含有CRDVVSVIC和CSCFRDVCC片段的多肽、蛋白质；具有抑制整合蛋白表达细胞与细胞外基质蛋白结合作用的多肽、蛋白质，这类蛋白质或多肽含有CRGDC，CRGDCL，NGR(AHA)，DGR(AHA)，CRGDCA，RCDVVV，SLIDIP，TIRSVD，KRGD，RRGP和RGDL片段；具有肿瘤特异性的抗体；对实体瘤血管内膜特异的含有CDCRGDCFC和CNGRCVSGCAGRC片段的多肽、蛋白质；以及其他对肿瘤细胞有特异亲和力的分子。

本发明的药物载体与现有技术相比其优点在于，载药量大和稳定性高，通过实施例中胶束粒径的测定和药物含量的测定可得到证明。本发明中涉及的胶束粒径的测定方法是动态光散射法(dynamic light scattering，DLS)。

附图说明：

图1甲基聚乙二醇-聚乳酸嵌段共聚物的NMR图

图2依托泊苷混合聚合物胶束复溶后室温放置的含量变化

图3紫杉醇混合聚合物胶束复溶后室温放置的含量变化

具体实施方式：

下面为本专利的实施例，但下述实施例并不限置本专利的权利范围。

实施例1两亲性嵌段共聚物mPEG-PDLLA的合成

称取甲基聚乙二醇16g和丙交酯24g，置于密闭的反应器中，加入辛酸亚锡50mg甲苯溶液(2mL)，在氮气气流下升温至120-140℃使固体熔化并除去甲苯，升高温度至150-180℃反应6小时。冷却，得白色固体粗品。粗品以二氯甲烷1ml溶解后，在搅拌下加入100ml乙醚中，滤过，乙醚洗涤三次，产品真空干燥24小时，即可。

产物的NMR(D-氯仿为溶剂)图谱以5.2ppm(PLA)和3.6ppm(PEG)峰面积比确认聚合物中的甲基聚乙二醇与聚乳酸的质量比及分子量(图1)。

实施例2依托泊苷混合聚合物胶束的制备及粒径测定

分别称取1g依托泊苷、2g mPEG-PDLLA和卵磷脂100mg置于烧瓶中，加入乙腈200ml，搅拌至溶解。在60℃、真空下缓慢蒸去乙腈(旋转蒸发仪)，待无明显乙腈蒸出后，升高温度和真空度，继续除去乙腈得无色凝胶状物。加入60℃注射用水至150ml，水化得具有浅蓝色乳光的混合聚合物胶束溶液。产品以0.22mm微孔滤膜滤过除菌后冷冻干燥即得依托泊苷混合聚合物胶束(依托泊苷，mPEG-PDLLA和卵磷脂，每瓶30mg依托泊苷)。

分别称取400mg依托泊苷、1g mPEG-PDLLA置于烧瓶中，加入乙腈200ml，搅拌至溶解。在60℃、真空下缓慢蒸去乙腈(旋转蒸发仪)，待无明显乙腈蒸出后，升高温度和真空度，继续除去乙腈得无色凝胶状物。加入60℃注射用水至150ml，水化得具有浅蓝色乳光的聚合物胶束溶液。产品以0.22mm微孔滤膜滤过除菌后冷冻干燥即可得依托泊苷聚合物胶束(依托泊和mPEG-PDLLA，每瓶30mg依托泊苷)。

使用玛尔文粒径测定仪，采用动态光散射法技术，使用ZetaSize 3000HS软件对结果进行处理，分别测得依托泊苷聚合物胶束和混合聚合物胶束的胶束粒径分别为46.30、81.40nm。

实施例3紫杉醇混合聚合物胶束的制备

分别称取300mg紫杉醇、1g mPEG-PDLLA和卵磷脂100mg置于烧瓶中，加入乙腈150ml，搅拌至溶解。在60℃、真空下缓慢蒸去乙腈(旋转蒸发仪)，待无明显乙腈蒸出后，升高温度和真空度，继续除去乙腈得无色凝胶状物。加入60℃注射用水至150ml，水化得具有浅蓝色乳光的混合物，经12000rpm高速匀质机匀化30秒，得到混合聚合物胶束溶液。产品以0.22mm微孔滤膜滤过除菌后冷冻干燥即可得紫杉醇混合聚合物胶束(紫杉醇，mPEG-PDLLA和卵磷脂，每瓶30mg紫杉醇)。

分别称取300mg紫杉醇、1g mPEG-PDLLA置于烧瓶中，加入乙腈150ml，搅拌至溶解。在60℃、真空下缓慢蒸去乙腈(旋转蒸发仪)，待无明显乙腈蒸出后，升高温度和真空度，继续除去乙腈得无色凝胶状物。加入60℃注射用水至150ml，水化得具有浅蓝色乳光的聚合物胶束溶液。产品以0.22mm微孔滤膜滤过除菌后冷冻干燥即可得紫杉醇聚合物胶束(紫杉醇和mPEG-PDLLA，每瓶30mg紫杉醇)。使用玛尔文粒径测定仪，采用动态光散射法技术，使用ZetaSize 3000HS软件对结果进行处理，分别测得紫杉醇聚合物胶束、混合胶束的粒径为47.35和72.10nm。

实施例4依托泊苷混合聚合物胶束稳定性的研究

分别取依托泊苷聚合物胶束、混合聚合物胶束加0.9％氯化钠注射液复溶并稀释至依托泊苷1mg/mL，混匀。样品置于25℃恒温箱和冷藏(4℃)中，分别于24、36、48、60、72、96、120小时，取样，过滤，取续滤液，分别测定依托泊苷含量，结果见图2。可见，混合聚合物胶束的稳定性得到显著提高。

HPLC法测定依托泊苷的含量：色谱柱为μBondpak^TMPhenyl柱，流动相为乙腈-0.02mol.L-1磷酸二氢铵溶液(22∶78)，并用磷酸调节pH值至2.5，流速为1.0ml/min，检测波长为230nm。

实施例5紫杉醇混合聚合物胶束稳定性的研究

分别取紫杉醇聚合物胶束、混合聚合物胶束加0.9％氯化钠注射液复溶并稀释至紫杉醇1mg/mL，混匀。样品置于25℃恒温箱和冷藏(4℃)中，分别于24、36、48、60、72、96、120小时，取样，过滤，取续滤液，分别测定紫杉醇含量，结果见图3。可见，混合聚合物胶束的稳定性得到显著提高。

HPLC法测定紫杉醇的含量：

色谱柱：ODS(Lichrospher-C18，250×4.6mm，5μm)

流动相：甲醇-乙腈-水(30∶40∶32)

流速：1.0ml/min，检测波长：226nm

灵敏度：1.000AUFS 柱温：30℃。

Claims

1、一种药物载体，其特征在于，由单甲基聚乙二醇-b-聚D，L-丙交酯共聚物和卵磷脂组成，配比是100/1-100/15。

2、权利要求1的药物载体，其特征在于，可以负载疏水性药物，所述疏水性药物选自抗肿瘤药物、抗生素药物、心血管药物、抗糖尿病药物或非甾体抗炎药物。