CN102038652B - 一种美法仑多重靶向载药系统及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种肿瘤细胞多重靶向载药系统、载药系统的制备方法及该载药系统在抗肿瘤药物方面的利用,由PEG-HA-MEL组分和Fe3O4磁流体组分按重量比为1∶1-5的比例混合配制而成,PEG-HA-MEL组分的组分含量按重量份数计为:美法仑20-100,PEG500-1500,HA100-500,DCC10-50,DMAP 1-10,丁二酸酐100-500,EDC 10-50,亚硫酸氢钠20-100。本发明的有益效果在于:1)系统药物释放的智能性;2)系统的多重靶向性和良好的逆转耐药作用;3)系统药物释放的控释性;4)系统良好的血液循环稳定性;5)系统良好的隐形性;6)系统的广泛适用性。

Description

一种美法仑多重靶向载药系统及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及药品领域,具体涉及一种肿瘤细胞多重靶向载药系统、该载药系统的制备方法及该载药系统在抗肿瘤药物方面的利用。
背景技术
目前对恶性肿瘤的治疗采用手术加化疗的综合治疗为主,其中化疗是必须使用的治疗手段,但现有的化疗药物对正常细胞与肿瘤细胞选择性差,易产生严重不良反应和易发生多药耐药(Multi-drug resistance,MDR),致使化疗效果不理想。目前认为,任何能提高肿瘤细胞内化疗药物有效浓度的方法都是克服MDR的可行方法,如采用脂质体、靶向给药系统等新制剂进行治疗。因此,针对并加强该类化疗药物制剂普遍存在的细胞选择性差、毒副作用大、不良反应严重,特别是肿瘤细胞MDR等共性问题的基础研究,对开发化疗药物新给药系统,提高恶性肿瘤治疗效果具有重要理论和现实意义。
随着医学和材料科学新的研究成果不断涌现,药物制剂理论与实践获得了迅速发展,为提高肿瘤的治疗效果、降低毒副作用、逆转MDR等发挥了重要作用。尤其是“靶向给药”理论与实践研究的成果,为将化疗药物选择性导向特定肿瘤细胞、解决化疗药物制剂普遍存在的选择性差等共性问题提供了新的思路,化疗药物的靶向给药有望成为治疗恶性肿瘤的新途径。靶向给药系统(Targeting Drug Delivery System,TDDS)具有能将药物准确送到病灶部位,提高病灶部位的药物浓度,从而提高药物治疗效果,避免或减轻药物毒副作用等优点。靶向性可分为主动靶向性和被动靶向性。主动靶向性是指该系统具有主动识别靶细胞并进入靶细胞的能力,如受体靶向给药系统等。被动靶向能力与系统的尺寸大小有关,100纳米以下的颗粒易透过肿瘤组织的血管,使药物或基因等效应分子浓集于肿瘤细胞周围并产生作用。
透明质酸(Hyaluronan acid,HA)是由重复二糖结构单元β-D-葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖相互交替连接构成的线性黏多糖,具有低免疫原性、生物可降解性,是一种理想的生物医用高分子材料。有文献报道,以HA作为药物载体的前药具有良好的主动及被动靶向性,将抗肿瘤药物与HA偶合能提高药物的溶解性、稳定性、控释性;并使药物的毒性降低,达到靶向治疗肿瘤的目的。CD44是细胞表面最重要的HA受体,其N端与HA非共价结合,结合部位可以延伸至HA的数个重复二糖单位,且其在恶性肿瘤细胞表面高度表达,因而HA适合用作恶性肿瘤靶向给药系统的主动靶向因子。
分层自组装磁靶向给药系统是近年来研究的一种新的控释靶向给药系统,对一些离表皮较近的实体肿瘤如食管癌、肝癌、乳腺癌、恶性肿瘤等均显示出临床治疗的优越性,其靶向性和专一性更强、更快,从而达到高效、速效、低毒的效果。近年来已开展一系列利用该给药系统来逆转化疗药的耐药性的研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种美法仑(MEL)多重靶向载药系统及其制备方法和应用,该载药系统在用于肿瘤化疗时具有明显的优势,其在杀伤高表达CD44受体的肿瘤细胞的同时,对正常组织的毒性较低,且该载药系统制备方法简单,易于实施。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案:美法仑多重靶向载药系统,其特征在于由PEG-HA-MEL组分和Fe3O4磁流体组分按重量比为1∶1-5的比例混合配制而成,其中,PEG-HA-MEL组分的组分含量按重量份数计为:
美法仑20-100份,PEG500-1500份,HA100-500份,DCC10-50份,DMAP 1-10份,丁二酸酐100-500份,EDC 10-50份,亚硫酸氢钠20-100份。
本发明提供的美法仑多重靶向载药系统的制备方法,其特征在于包括有以下步骤:
1)PEG-HA-MEL组分的制备
(a)端羧基聚乙二醇的合成及纯化
将500-1500重量份PEG置于带有冷凝管、搅拌器和温度计的三口烧瓶中,加入氯仿溶解,待溶解完毕后加入100-500重量份丁二酸酐,加热溶解,同时加入干燥的吡啶,搅拌下回流反应2-10小时,停止反应后冷却至室温,反应所得混合物经减压蒸发至呈粘稠状,再加入无水乙醚沉淀得到白色产物,抽滤,再用二氯甲烷溶解产物,滤去不溶物,加入无水乙醚沉淀得到白色产物,重复数次,抽滤后真空干燥至恒重,得到端羧基聚乙二醇;
(b)PEG-HA的制备
将步骤(a)得到的端羧基聚乙二醇溶解于100-500重量份透明质酸的水解液中,倒入装有刺形分馏柱和搅拌器的三口烧瓶,加入催化剂EDC 10-50重量份、DMAP 0.5-5重量份,在60-140℃下反应2-10小时,收集100℃馏分,反应结束,冷却;加入无水乙醇至无沉淀生成,过滤收集沉淀,洗涤,干燥即得PEG-HA;
(c)BA-MEL的制备
在装有温度计、分水器的三颈烧瓶中加入美法仑20-100重量份,亚硫酸氢钠20-100重量份和苯甲醇在磁力搅拌下进行反应,将反应后所得的混合液依次用蒸馏水、饱和碳酸氢钠和蒸馏水洗涤,得到油状物,将洗涤后得到的油状物用旋转蒸发仪进行蒸发,设定旋转蒸发的温度为30-80℃,蒸发直到无馏出物为止,蒸发得到的物质用乙醇-乙醚进行重结晶,得到乳白色的固体BA-MEL;
(d)PEG-HA-MEL的制备
将步骤(b)得到的PEG-HA、DCC 10-50重量份和DMAP 0.5-5重量份溶于无水DMSO中,室温避光磁力搅拌至PEG-HA全部溶解,加入步骤(c)所得BA-MEL的水溶液(pH4.7),室温避光磁力搅拌过夜,然后用PBS液透析24-72h,再用双蒸水透析24-72h,冷冻干燥得反应物粉末,将其于叔丁醇中通过0.5-15%钯碳催化氢化脱除苯甲醇,即得产物PEG-HA-MEL;
2)智能多重靶向纳米给药系统的制备
将步骤1)制得的PEG-HA-MEL与Fe3O4磁流体按重量比为1∶1-5的比例混合,并加入0.5-5%的吐温80(0.5-5%指重量比,即100G溶液中含0.5-5G吐温),进行自组装配成智能多重靶向纳米给药系统混悬液,冷冻干燥即得智能多重靶向纳米给药系统冻干粉。
按上述方案,所述的Fe3O4磁流体的制备方法是:在氮气保护下,将按重量份计六水三氯化铁50-200份,四水二氯化铁20-100份溶于吐温80溶液中,在强力搅拌下,将0.5-5mol/l的氢氧化氨溶液缓慢加入铁盐混合溶液中,当溶液pH升高到4-8时,铁盐水解产生大量黑色四氧化三铁晶体粒子,继续滴加NH4OH至pH=8-10,使水解趋于完全,然后将磁铁置于该溶液的容器底部,促使黑色Fe3O4沉淀,再用蒸馏水洗涤2-5次,分离沉淀,弃上清,获得黑色Fe3O4凝胶,然后将Fe3O4凝胶分散于蒸馏水中,即得Fe3O4磁流体;
从上述分散液中取出部分溶液,烘干后称重,计算出四氧化三铁(Fe3O4)在溶液中的含量。取原液1mL稀释成5-20倍,在4℃超声分散仪中分散5-30分钟,用激光粒度分析仪检测Fe3O4粒子的粒径,原子力显微镜观察其形貌。将装有Fe3O4纳米粒的小玻璃瓶和混悬液的透明培养瓶分别置于4250高斯永磁铁旁或上,测试其磁响应性。
本发明的PEG-HA-MEL的制备工艺如下:
Figure BDA0000042726950000031
本发明的有益效果在于:
1)系统药物释放的智能性
本发明的靶向纳米给药系统在血液中由于较高pH使透明质酸酶失活及PEG酯键的作用使HA保持稳定,可避免药物释放于血液之中;而当系统一旦经CD44介导进入靶细胞之中,在低pH作用下,PEG酯键断开从HA上脱落,同时,透明质酸酶降解HA,使药物释放,实现智能释放;
2)系统的多重靶向性和良好的逆转耐药作用
首先,由于给药系统的表面带有HA,卵巢癌细胞上的CD44受体能特异性识别,并在给药系统的磁靶向协同作用下实现给药系统的主动靶向性;其次,调节交联纳米粒的粒经大小,可赋予其被动靶向性,因此发明的纳米给药系统具有多重靶向性能;
给药系统的靶向性使药物主要在病灶部位聚集,增加在靶细胞部位的治疗浓度,具有较好的逆转耐药性,同时减少药物对正常细胞的毒副作用,降低了不良反应的发生率。
3)系统药物释放的控释性
系统药物释放药物只有在较低pH环境中,有透明质酸酶的作用下才能发生,从而实现了药物的控制释放;通过调节纳米粒的结构参数、粒径与分布,也能实现药物控制释放;
4)系统良好的血液循环稳定性
透明质酸酶在血液中活性丧失,HA在血液中不被降解,同时直链轴上单糖之间氢键的作用,使得HA分子在空间上呈刚性的螺旋柱,柱的内侧由于存在大量的羟基而产生强烈的亲水性;同时羟基的连续定向排列,又在分子链上形成高度的憎水区,HA分子的亲水和憎水特性,使得HA能自组装形成连续的三维蜂窝状网状结构从而使药物被束缚在HA载体中,PEG与HA的交联及药物与HA之间通过氢键形成的自组装网络使给药系统结构稳定,从而避免药物在血液循环过程被释放;
5)系统良好的隐形性
本发明的靶向纳米给药系统因其表面被亲水性PEG所覆盖而不易被网状内皮系统的吞噬细胞发现,提高了药物隐形性;
6)系统的广泛适用性
本发明的靶向纳米给药系统可通过HA活性基团连接含-NH2或-COOH等反应基团的不同活性物质,如抗肿瘤单抗、抗肿瘤化疗药和吸附基因等,从而进一步扩大其运用范围,具有广泛适用性。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
1.PEG-HA-MEL组分的制备
(1)端羧基聚乙二醇的合成及纯化
将10g(5mmol)PEG-2000置于250mL带有冷凝管、搅拌器和温度计的三口烧瓶中,加入100mL氯仿(CaH2存在下蒸出)溶解,待溶解完毕后加入2.5g(25mmol)丁二酸酐,加热溶解,同时加入2mL干燥的吡啶,搅拌下回流反应6小时,停止反应后冷却至室温,反应所得混合物减压蒸发至呈粘稠状,残余物加入大量无水乙醚沉淀出白色产物,抽滤,用30mL二氯甲烷溶解产物,滤去不溶物,加入无水乙醚沉淀出白色产物,重复几次。抽滤后真空干燥至恒重,得到端羧基聚乙二醇,称重;
(2)PEG-HA的制备
将步骤(1)得到的0.500g端羧基聚乙二醇溶解于透明质酸水解液中,倒入装有刺形分馏柱和搅拌器的100mL三口烧瓶中,加入催化剂EDC 0.250g、DMAP 0.020g,100℃水浴下反应6小时,收集100℃馏分,反应结束,溶液呈棕色,冷却,加入无水乙醇至无沉淀生成;过滤收集沉淀,洗涤,干燥即得PEG-HA;
(3)BA-MEL的制备
在装有温度计、分水器的三颈烧瓶中加入美法仑0.585g,苯甲醇10ml,亚硫酸氢钠0.394g在磁力搅拌下进行反应。将反应后的混合液依次用蒸馏水、饱和碳酸氢钠、蒸馏水洗涤,得到油状物。将洗涤后得到的油状物用旋转蒸发仪进行蒸发,除去混合物中存在的带水剂甲苯和未反应的苯甲醇等,设定旋转蒸发的温度为60℃,蒸发直到无馏出物为止,得到的物质用乙醇-乙醚进行重结晶,得到乳白色的固体BA-MEL。
(4)PEG-HA-MEL的制备
将步骤(2)得到的PEG-HA300mg、DCC 260mg,0.05mmol 4-二甲氨基吡啶(DMAP)溶于无水DMSO 15mL中,室温避光磁力搅拌至PEG-HA全部溶解(约1小时)。加入5mg/mL BA-MEL水溶液(pH4.7)30mL,室温避光磁力搅拌过夜。用PBS液透析3天,再用双蒸水透析3天。冷冻干燥得反应物粉末,将其于叔丁醇中通过5%钯碳氢催化脱除苯甲醇,即得产物PEG-HA-MEL;
2.Fe3O4磁流体的制备
采用化学共沉淀法进行制备Fe3O4磁流体。称取六水三氯化铁(FeCl3·6H2O)0.85g,四水二氯化铁(FeCl2·4H2O)0.39g,在氮气(氦气、氢气)保护下将上述铁盐溶于200mL 0.1%吐温80溶液中。在强力搅拌下,将1.5mol/l的氢氧化氨(NH4OH)溶液缓慢加入铁盐混合溶液中,当溶液pH升高到6-7时,铁盐水解产生大量黑色四氧化三铁(Fe3O4)晶体粒子,继续滴加NH4OH至pH=8,使水解趋于完全。将磁铁置于该溶液的容器底部,促使黑色Fe3O4沉淀,再用蒸馏水洗涤3次,分离沉淀,弃上清,获得黑色Fe3O4凝胶。然后将Fe3O4凝胶分散于20mL蒸馏水中,从上述分散液中取除部分溶液,烘干后称重,计算出四氧化三铁(Fe3O4);
3.智能多重靶向纳米给药系统的制备
将PEG-HA-MEL与磁性纳米粒(Fe3O4磁流体)按重量比1∶1的比例混合,并加入1%的吐温80,进行自组装配成智能多重靶向纳米给药系统混悬液,冷冻干燥即得冻干粉。
4.智能多重靶向纳米给药系统的MTT实验(卵巢癌SKOV3细胞)
(1)将对数生长期细胞用胰蛋白酶消化后配制成浓度为1-10×104个/ml的细胞悬液,经过准确的细胞技术后按500个细胞/孔接种于96孔板,每孔加100μl。
(2)将平板置37℃、5%CO2湿度培养箱中24小时后,加入各个细胞样品对应的药物血清、生理盐水血清、以及已稀释好的药物,每个样本浓度设平行的三个孔,对照组加不含样本的培养液100μl,再放入培养箱中孵育72小时。
(3)每孔加入用按5mg/ml新鲜配制的MTT溶液50μl,温育4小时,使MTT还原为甲瓒,当在倒置显微镜下看到孔板内的细胞周围出现丝状紫色结晶体时倒掉上清液,每孔加DMSO(二甲基亚砜)200μl,用平板摇床摇匀后,使用酶标仪测定光密度值(OD)(检测波长570nm),以溶剂对照处理细胞为对照组,按公式计算化合物对细胞的抑制率。
MTT实验结果
Figure BDA0000042726950000061
5.该给药系统应用范围
美法仑还叫米尔法兰、L-溶肉瘤素,英文名:Melphalan或Alkeran Melphalanum,用于乳腺癌、卵巢癌、慢性淋巴细胞和粒细胞白血病、恶性淋巴瘤及多发性骨髓瘤等,动脉灌注还可以治疗肢体恶性肿瘤,如恶性黑色素瘤、骨肉瘤及软组织肉瘤等。
实施例2
1.PEG-HA-MEL组分的制备
(1)端羧基聚乙二醇的合成及纯化
将20g(5mmol)PEG-2000置于500mL带有冷凝管、搅拌器和温度计的三口烧瓶中,加入200mL氯仿(CaH2存在下蒸出)溶解,待溶解完毕后加入5g(50mmol)丁二酸酐,加热溶解,同时加入4mL干燥的吡啶,搅拌下回流反应6小时,停止反应后冷却至室温,反应所得混合物减压蒸发至呈粘稠状,残余物加入大量无水乙醚沉淀出白色产物,抽滤,用60mL二氯甲烷溶解产物,滤去不溶物,加入无水乙醚沉淀出白色产物,重复几次。抽滤后真空干燥至恒重,得到端羧基聚乙二醇,称重;
(2)PEG-HA的制备
将步骤(1)得到的1.0g端羧基聚乙二醇溶解于透明质酸水解液中,倒入装有刺形分馏柱和搅拌器的200mL三口烧瓶中,加入催化剂EDC 0.50g、DMAP 0.040g,100℃水浴下反应6小时,收集100℃馏分,反应结束,溶液呈棕色,冷却,加入无水乙醇至无沉淀生成;过滤收集沉淀,洗涤,干燥即得PEG-HA;
(3)BA-MEL的制备
在装有温度计、分水器的三颈烧瓶中加入美法仑117g,苯甲醇20ml,亚硫酸氢钠0.788g在磁力搅拌下进行反应。将反应后的混合液依次用蒸馏水、饱和碳酸氢钠、蒸馏水洗涤,得到油状物。将洗涤后得到的油状物用旋转蒸发仪进行蒸发,除去混合物中存在的带水剂甲苯和未反应的苯甲醇等,设定旋转蒸发的温度为60℃,蒸发直到无馏出物为止,得到的物质用乙醇-乙醚进行重结晶,得到乳白色的固体BA-MEL;
(4)PEG-HA-MEL的制备
将步骤(2)得到的PEG-HA600mg、DCC 520mg,0.1mmol 4-二甲氨基吡啶(DMAP)溶于无水DMSO 30mL中,室温避光磁力搅拌至PEG-HA全部溶解(约1小时)。加入5mg/mL BA-MEL水溶液(pH4.7)30mL,室温避光磁力搅拌过夜。用PBS液透析3天,再用双蒸水透析3天。冷冻干燥得反应物粉末,将其于叔丁醇中通过5%钯碳氢催化脱除苯甲醇,即得产物PEG-HA-MEL;
2.Fe3O4磁流体的制备
采用化学共沉淀法进行制备Fe3O4磁流体。称取六水三氯化铁(FeCl3·6H2O)1.7g,四水二氯化铁(FeCl2·4H2O)0.78g,在氮气(氦气、氢气)保护下将上述铁盐溶于400mL 0.1%吐温80溶液中。在强力搅拌下,将1.5mol/l的氢氧化氨(NH4OH)溶液缓慢加入铁盐混合溶液中,当溶液pH升高到6-7时,铁盐水解产生大量黑色四氧化三铁(Fe3O4)晶体粒子,继续滴加NH4OH至pH=8,使水解趋于完全。将磁铁置于该溶液的容器底部,促使黑色Fe3O4沉淀,再用蒸馏水洗涤3次,分离沉淀,弃上清,获得黑色Fe3O4凝胶。然后将Fe3O4凝胶分散于20mL蒸馏水中,从上述分散液中取除部分溶液,烘干后称重,计算出四氧化三铁(Fe3O4)
3.智能多重靶向纳米给药系统的制备
将PEG-HA-MEL与磁性纳米粒按重量比1∶2的比例混合,并加入1%的吐温80,进行自组装配成智能多重靶向纳米给药系统混悬液,冷冻干燥即得冻干粉。
4.智能多重靶向纳米给药系统的MTT实验(卵巢癌SKOV3细胞)
(1)将对数生长期细胞用胰蛋白酶消化后配制成浓度为1-10×104个/ml的细胞悬液,经过准确的细胞技术后按500个细胞/孔接种于96孔板,每孔加100μl。
(2)将平板置37℃、5%CO2湿度培养箱中24小时后,加入各个细胞样品对应的药物血清、生理盐水血清、以及已稀释好的药物,每个样本浓度设平行的三个孔,对照组加不含样本的培养液100μl,再放入培养箱中孵育72小时。
(3)每孔加入用按5mg/ml新鲜配制的MTT溶液50μl,温育4小时,使MTT还原为甲瓒,当在倒置显微镜下看到孔板内的细胞周围出现丝状紫色结晶体时倒掉上清液,每孔加DMSO(二甲基亚砜)200μl,用平板摇床摇匀后,使用酶标仪测定光密度值(OD)(检测波长570nm),以溶剂对照处理细胞为对照组,按公式计算化合物对细胞的抑制率。
MTT实验结果
Figure BDA0000042726950000081
5.该给药系统应用范围
美法仑还叫米尔法兰、L-溶肉瘤素,英文名:Melphalan或Alkeran Melphalanum,用于
乳腺癌、卵巢癌、慢性淋巴细胞和粒细胞白血病、恶性淋巴瘤及多发性骨髓瘤等,动脉灌注还可以治疗肢体恶性肿瘤,如恶性黑色素瘤、骨肉瘤及软组织肉瘤等。
实施例3
1.PEG-HA-MEL组分的制备
(1)端羧基聚乙二醇的合成及纯化
将40g(5mmol)PEG-2000置于1000mL带有冷凝管、搅拌器和温度计的三口烧瓶中,加入400mL氯仿(CaH2存在下蒸出)溶解,待溶解完毕后加入10g(100mmol)丁二酸酐,加热溶解,同时加入8mL干燥的吡啶,搅拌下回流反应6小时,停止反应后冷却至室温,反应所得混合物减压蒸发至呈粘稠状,残余物加入大量无水乙醚沉淀出白色产物,抽滤,用120mL二氯甲烷溶解产物,滤去不溶物,加入无水乙醚沉淀出白色产物,重复几次。抽滤后真空干燥至恒重,得到端羧基聚乙二醇,称重;
(2)PEG-HA的制备
将步骤(1)得到的1.0g端羧基聚乙二醇溶解于透明质酸水解液中,倒入装有刺形分馏柱和搅拌器的500mL三口烧瓶中,加入催化剂EDC 1.0g、DMAP 0.080g,100℃水浴下反应6小时,收集100℃馏分,反应结束,溶液呈棕色,冷却,加入无水乙醇至无沉淀生成;过滤收集沉淀,洗涤,干燥即得PEG-HA;
(3)BA-MEL的制备
在装有温度计、分水器的三颈烧瓶中加入美法仑2.34g,苯甲醇40ml,亚硫酸氢钠1.576g在磁力搅拌下进行反应。将反应后的混合液依次用蒸馏水、饱和碳酸氢钠、蒸馏水洗涤,得到油状物。将洗涤后得到的油状物用旋转蒸发仪进行蒸发,除去混合物中存在的带水剂甲苯和未反应的苯甲醇等,设定旋转蒸发的温度为60℃,蒸发直到无馏出物为止,得到的物质用乙醇-乙醚进行重结晶,得到乳白色的固体BA-MEL;
(4)PEG-HA-MEL的制备
将步骤(2)得到的PEG-HA1.2g、DCC 1.04g,0.2mmol 4-二甲氨基吡啶(DMAP)溶于60mL无水DMSO中,室温避光磁力搅拌至PEG-HA全部溶解(约1小时)。加入20mg/mL BA-MEL水溶液(pH4.7)30mL,室温避光磁力搅拌过夜。用PBS液透析3天,再用双蒸水透析3天。冷冻干燥得反应物粉末,将其于叔丁醇中通过10%钯碳氢催化脱除苯甲醇,即得产物PEG-HA-MEL;
2.Fe3O4磁流体的制备
采用化学共沉淀法进行制备Fe3O4磁流体。称取六水三氯化铁(FeCl3·6H2O)3.4g,四水二氯化铁(FeCl2·4H2O)1.56g,在氮气(氦气、氢气)保护下将上述铁盐溶于800mL 0.1%吐温80溶液中。在强力搅拌下,将1.5mol/l的氢氧化氨(NH4OH)溶液缓慢加入铁盐混合溶液中,当溶液pH升高到6-7时,铁盐水解产生大量黑色四氧化三铁(Fe3O4)晶体粒子,继续滴加NH4OH至pH=8,使水解趋于完全。将磁铁置于该溶液的容器底部,促使黑色Fe3O4沉淀,再用蒸馏水洗涤3次,分离沉淀,弃上清,获得黑色Fe3O4凝胶。然后将Fe3O4凝胶分散于80mL蒸馏水中,从上述分散液中取除部分溶液,烘干后称重,计算出四氧化三铁(Fe3O4);
3.智能多重靶向纳米给药系统的制备
将PEG-HA-MEL与磁性纳米粒按重量比1∶3的比例混合,并加入1%的吐温80,进行自组装配成智能多重靶向纳米给药系统混悬液,冷冻干燥即得冻干粉。
4.智能多重靶向纳米给药系统的MTT实验(卵巢癌SKOV3细胞)
(1)将对数生长期细胞用胰蛋白酶消化后配制成浓度为1-10×104个/ml的细胞悬液,经过准确的细胞技术后按500个细胞/孔接种于96孔板,每孔加100μl。
(2)将平板置37℃、5%CO2湿度培养箱中24小时后,加入各个细胞样品对应的药物血清、生理盐水血清、以及已稀释好的药物,每个样本浓度设平行的三个孔,对照组加不含样本的培养液100μl,再放入培养箱中孵育72小时。
(3)每孔加入用按5mg/ml新鲜配制的MTT溶液50μl,温育4小时,使MTT还原为甲瓒,当在倒置显微镜下看到孔板内的细胞周围出现丝状紫色结晶体时倒掉上清液,每孔加DMSO(二甲基亚砜)200μl,用平板摇床摇匀后,使用酶标仪测定光密度值(OD)(检测波长570nm),以溶剂对照处理细胞为对照组,按公式计算化合物对细胞的抑制率。
MTT实验结果
Figure BDA0000042726950000091
5.该给药系统应用范围
美法仑还叫米尔法兰、L-溶肉瘤素,英文名:Melphalan或Alkeran Melphalanum,用于乳腺癌、卵巢癌、慢性淋巴细胞和粒细胞白血病、恶性淋巴瘤及多发性骨髓瘤等,动脉灌注还可以治疗肢体恶性肿瘤,如恶性黑色素瘤、骨肉瘤及软组织肉瘤等。
实施例4
1.PEG-HA-MEL组分的制备
(1)端羧基聚乙二醇的合成及纯化
将80g(5mmol)PEG-2000置于2000mL带有冷凝管、搅拌器和温度计的三口烧瓶中,加入800mL氯仿(CaH2存在下蒸出)溶解,待溶解完毕后加入20g(200mmol)丁二酸酐,加热溶解,同时加入16mL干燥的吡啶,搅拌下回流反应6小时,停止反应后冷却至室温,反应所得混合物减压蒸发至呈粘稠状,残余物加入大量无水乙醚沉淀出白色产物,抽滤,用240mL二氯甲烷溶解产物,滤去不溶物,加入无水乙醚沉淀出白色产物,重复几次。抽滤后真空干燥至恒重,得到端羧基聚乙二醇,称重;
(2)PEG-HA的制备
将步骤(1)得到的4.0g端羧基聚乙二醇溶解于透明质酸水解液中,倒入装有刺形分馏柱和搅拌器的100mL三口烧瓶中,加入催化剂EDC2.0g、DMAP 0.16g,100℃水浴下反应6小时,收集100℃馏分,反应结束,溶液呈棕色,冷却,加入无水乙醇至无沉淀生成;过滤收集沉淀,洗涤,干燥即得PEG-HA;
(3)BA-MEL的制备
在装有温度计、分水器的三颈烧瓶中加入美法仑4.68g,苯甲醇80ml,亚硫酸氢钠3.152g在磁力搅拌下进行反应。将反应后的混合液依次用蒸馏水、饱和碳酸氢钠、蒸馏水洗涤,得到油状物。将洗涤后得到的油状物用旋转蒸发仪进行蒸发,除去混合物中存在的带水剂甲苯和未反应的苯甲醇等,设定旋转蒸发的温度为60℃,蒸发直到无馏出物为止,得到的物质用乙醇-乙醚进行重结晶,得到乳白色的固体BA-MEL;
(4)PEG-HA-MEL的制备
将步骤(2)得到的PEG-HA300mg、DCC 2.08g,0.4mmol 4-二甲氨基吡啶(DMAP)溶于无水DMSO 120mL中,室温避光磁力搅拌至PEG-HA全部溶解(约1小时)。加入5mg/mL BA-MEL水溶液(pH4.7)240mL,室温避光磁力搅拌过夜。用PBS液透析3天,再用双蒸水透析3天。冷冻干燥得反应物粉末,将其于叔丁醇中通过15%钯碳氢催化脱除苯甲醇,即得产物PEG-HA-MEL;
2.Fe3O4磁流体的制备
采用化学共沉淀法进行制备Fe3O4磁流体。称取六水三氯化铁(FeCl3·6H2O)6.8g,四水二氯化铁(FeCl2·4H2O)3.12g,在氮气(氦气、氢气)保护下将上述铁盐溶于1600mL 0.1%吐温80溶液中。在强力搅拌下,将1.5mol/l的氢氧化氨(NH4OH)溶液缓慢加入铁盐混合溶液中,当溶液pH升高到6-7时,铁盐水解产生大量黑色四氧化三铁(Fe3O4)晶体粒子,继续滴加NH4OH至pH=8,使水解趋于完全。将磁铁置于该溶液的容器底部,促使黑色Fe3O4沉淀,再用蒸馏水洗涤3次,分离沉淀,弃上清,获得黑色Fe3O4凝胶。然后将Fe3O4凝胶分散于160mL蒸馏水中,从上述分散液中取除部分溶液,烘干后称重,计算出四氧化三铁(Fe3O4)
3.智能多重靶向纳米给药系统的制备
将PEG-HA-MEL与磁性纳米粒按重量比1∶4比例混合,并加入1%的吐温80,进行自组装配成智能多重靶向纳米给药系统混悬液,冷冻干燥即得冻干粉。
4.智能多重靶向纳米给药系统的MTT实验(卵巢癌SKOV3细胞)
(1)将对数生长期细胞用胰蛋白酶消化后配制成浓度为1-10×104个/ml的细胞悬液,经过准确的细胞技术后按500个细胞/孔接种于96孔板,每孔加100μl。
(2)将平板置37℃、5%CO2湿度培养箱中24小时后,加入各个细胞样品对应的药物血清、生理盐水血清、以及已稀释好的药物,每个样本浓度设平行的三个孔,对照组加不含样本的培养液100μl,再放入培养箱中孵育72小时。
(3)每孔加入用按5mg/ml新鲜配制的MTT溶液50μl,温育4小时,使MTT还原为甲瓒,当在倒置显微镜下看到孔板内的细胞周围出现丝状紫色结晶体时倒掉上清液,每孔加DMSO(二甲基亚砜)200μl,用平板摇床摇匀后,使用酶标仪测定光密度值(OD)(检测波长570nm),以溶剂对照处理细胞为对照组,按公式计算化合物对细胞的抑制率。
MTT实验结果
Figure BDA0000042726950000111
5.该给药系统应用范围
美法仑还叫米尔法兰、L-溶肉瘤素,英文名:Melphalan或Alkeran Melphalanum,用于乳腺癌、卵巢癌、慢性淋巴细胞和粒细胞白血病、恶性淋巴瘤及多发性骨髓瘤等,动脉灌注还可以治疗肢体恶性肿瘤,如恶性黑色素瘤、骨肉瘤及软组织肉瘤等。
实施例5
1.PEG-HA-MEL组分的制备
(1)端羧基聚乙二醇的合成及纯化
将200g(100mmol)PEG-2000置于5000mL带有冷凝管、搅拌器和温度计的三口烧瓶中,加入2000mL氯仿(CaH2存在下蒸出)溶解,待溶解完毕后加入50g(500mmol)丁二酸酐,加热溶解,同时加入40mL干燥的吡啶,搅拌下回流反应6小时,停止反应后冷却至室温,反应所得混合物减压蒸发至呈粘稠状,残余物加入大量无水乙醚沉淀出白色产物,抽滤,用600mL二氯甲烷溶解产物,滤去不溶物,加入无水乙醚沉淀出白色产物,重复几次。抽滤后真空干燥至恒重,得到端羧基聚乙二醇,称重;
(2)PEG-HA的制备
将步骤(1)得到的10.0g端羧基聚乙二醇溶解于透明质酸水解液中,倒入装有刺形分馏柱和搅拌器的2000mL三口烧瓶中,加入催化剂EDC 5.0g、DMAP 0.4g,100℃水浴下反应6小时,收集100℃馏分,反应结束,溶液呈棕色,冷却,加入无水乙醇至无沉淀生成;过滤收集沉淀,洗涤,干燥即得PEG-HA;
(3)BA-MEL的制备
在装有温度计、分水器的三颈烧瓶中加入美法仑11.7g,苯甲醇200ml,亚硫酸氢钠7.88g在磁力搅拌下进行反应。将反应后的混合液依次用蒸馏水、饱和碳酸氢钠、蒸馏水洗涤,得到油状物。将洗涤后得到的油状物用旋转蒸发仪进行蒸发,除去混合物中存在的带水剂甲苯和未反应的苯甲醇等,设定旋转蒸发的温度为60℃,蒸发直到无馏出物为止,得到的物质用乙醇-乙醚进行重结晶,得到乳白色的固体BA-MEL。
(4)PEG-HA-MEL的制备
将步骤(2)得到的PEG-HA 6g、DCC 5.2g,1.0mmol 4-二甲氨基吡啶(DMAP)溶于无水DMSO 300mL中,室温避光磁力搅拌至PEG-HA全部溶解(约1小时)。加入5mg/mL BA-MEL水溶液(pH4.7)600mL,室温避光磁力搅拌过夜。用PBS液透析3天,再用双蒸水透析3天。冷冻干燥得反应物粉末,将其于叔丁醇中通过5%钯碳氢催化脱除苯甲醇,即得产物PEG-HA-MEL;
2.Fe3O4磁流体的制备
采用化学共沉淀法进行制备Fe3O4磁流体。称取六水三氯化铁(FeCl3·6H2O)17g,四水二氯化铁(FeCl2·4H2O)7.8g,在氮气(氦气、氢气)保护下将上述铁盐溶于4000mL 0.1%吐温80溶液中。在强力搅拌下,将1.5mol/l的氢氧化氨(NH4OH)溶液缓慢加入铁盐混合溶液中,当溶液pH升高到6-7时,铁盐水解产生大量黑色四氧化三铁(Fe3O4)晶体粒子,继续滴加NH4OH至pH=8,使水解趋于完全。将磁铁置于该溶液的容器底部,促使黑色Fe3O4沉淀,再用蒸馏水洗涤3次,分离沉淀,弃上清,获得黑色Fe3O4凝胶。然后将Fe3O4凝胶分散于20mL蒸馏水中,从上述分散液中取除部分溶液,烘干后称重,计算出四氧化三铁(Fe3O4);
3.智能多重靶向纳米给药系统的制备
将PEG-HA-MEL与磁性纳米粒按重量比1∶5的比例混合,并加入1%的吐温80,进行自组装配成智能多重靶向纳米给药系统混悬液,冷冻干燥即得冻干粉。
4.智能多重靶向纳米给药系统的MTT实验(卵巢癌SKOV3细胞)
(1)将对数生长期细胞用胰蛋白酶消化后配制成浓度为1-10×104个/ml的细胞悬液,经过准确的细胞技术后按500个细胞/孔接种于96孔板,每孔加100μl。
(2)将平板置37℃、5%CO2湿度培养箱中24小时后,加入各个细胞样品对应的药物血清、生理盐水血清、以及已稀释好的药物,每个样本浓度设平行的三个孔,对照组加不含样本的培养液100μl,再放入培养箱中孵育72小时。
(3)每孔加入用按5mg/ml新鲜配制的MTT溶液50μl,温育4小时,使MTT还原为甲瓒,当在倒置显微镜下看到孔板内的细胞周围出现丝状紫色结晶体时倒掉上清液,每孔加DMSO(二甲基亚砜)200μl,用平板摇床摇匀后,使用酶标仪测定光密度值(OD)(检测波长570nm),以溶剂对照处理细胞为对照组,按公式计算化合物对细胞的抑制率。
MTT实验结果
5.该给药系统应用范围
美法仑还叫米尔法兰、L-溶肉瘤素,英文名:Melphalan或Alkeran Melphalanum,用于乳腺癌、卵巢癌、慢性淋巴细胞和粒细胞白血病、恶性淋巴瘤及多发性骨髓瘤等,动脉灌注还可以治疗肢体恶性肿瘤,如恶性黑色素瘤、骨肉瘤及软组织肉瘤等。

Claims (5)

1.美法仑多重靶向载药系统,其特征在于由PEG-HA- MEL组分和Fe3O磁流体组分按重量比为1:1-5的比例混合配制而成,其中,制备得到PEG-HA- MEL组分的各组分含量按重量份数计为:
美法仑20-100份,PEG500-1500份,HA100-500份,DCC10-50份,DMAP 1-10份,丁二酸酐100-500份,EDC 10-50份,亚硫酸氢钠20-100份;
所述的美法仑多重靶向载药系统的制备方法,包括有以下步骤:
1)PEG-HA- MEL组分的制备
(a)端羧基聚乙二醇的合成及纯化
将500-1500重量份PEG置于带有冷凝管、搅拌器和温度计的三口烧瓶中,加入氯仿溶解,待溶解完毕后加入100-500重量份丁二酸酐,加热溶解,同时加入干燥的吡啶,搅拌下回流反应2-10小时,停止反应后冷却至室温,反应所得混合物经减压蒸发至呈粘稠状,再加入无水乙醚沉淀得到白色产物,抽滤,再用二氯甲烷溶解产物,滤去不溶物,加入无水乙醚沉淀得到白色产物,重复数次,抽滤后真空干燥至恒重,得到端羧基聚乙二醇;
(b)PEG-HA的制备
将步骤(a)得到的端羧基聚乙二醇溶解于100-500重量份透明质酸的水解液中,倒入装有刺形分馏柱和搅拌器的三口烧瓶,加入催化剂EDC 10-50重量份、DMAP 0.5-5重量份,在60-140℃下反应2-10小时,收集100℃馏分,反应结束,冷却;加入无水乙醇至无沉淀生成,过滤收集沉淀,洗涤,干燥即得PEG-HA;
(c)BA-MEL的制备
在装有温度计、分水器的三颈烧瓶中加入美法仑20-100重量份,亚硫酸氢钠20-100重量份和苯甲醇在磁力搅拌下进行反应,将反应后所得的混合液依次用蒸馏水、饱和碳酸氢钠和蒸馏水洗涤,得到油状物,将洗涤后得到的油状物用旋转蒸发仪进行蒸发,设定旋转蒸发的温度为30-80℃,蒸发直到无馏出物为止,蒸发得到的物质用乙醇-乙醚进行重结晶,得到乳白色的固体BA-MEL;
(d)PEG-HA- MEL的制备
将步骤(b)得到的PEG-HA、DCC 10-50重量份和DMAP 0.5-5重量份溶于无水DMSO中,室温避光磁力搅拌至PEG-HA全部溶解,加入步骤(c)所得BA-MEL的水溶液pH4.7,室温避光磁力搅拌过夜,然后用PBS液透析24-72h,再用双蒸水透析24-72h,冷冻干燥得反应物粉末,将其于叔丁醇中通过0.5-15 %钯碳催化氢化脱除苯甲醇,即得产物PEG-HA- MEL;
2)智能多重靶向纳米给药系统的制备
将步骤1)制得的PEG-HA-MEL与Fe3O磁流体按重量比为1:1-5的比例混合,并加入0.5-5%的吐温80,进行自组装配成智能多重靶向纳米给药系统混悬液,冷冻干燥即得智能多重靶向纳米给药系统冻干粉。
2.权利要求1所述的美法仑多重靶向载药系统的制备方法,其特征在于包括有以下步骤:
1)PEG-HA- MEL组分的制备
(a)端羧基聚乙二醇的合成及纯化
将500-1500重量份PEG置于带有冷凝管、搅拌器和温度计的三口烧瓶中,加入氯仿溶解,待溶解完毕后加入100-500重量份丁二酸酐,加热溶解,同时加入干燥的吡啶,搅拌下回流反应2-10小时,停止反应后冷却至室温,反应所得混合物经减压蒸发至呈粘稠状,再加入无水乙醚沉淀得到白色产物,抽滤,再用二氯甲烷溶解产物,滤去不溶物,加入无水乙醚沉淀得到白色产物,重复数次,抽滤后真空干燥至恒重,得到端羧基聚乙二醇;
(b)PEG-HA的制备
将步骤(a)得到的端羧基聚乙二醇溶解于100-500重量份透明质酸的水解液中,倒入装有刺形分馏柱和搅拌器的三口烧瓶,加入催化剂EDC 10-50重量份、DMAP 0.5-5重量份,在60-140℃下反应2-10小时,收集100℃馏分,反应结束,冷却;加入无水乙醇至无沉淀生成,过滤收集沉淀,洗涤,干燥即得PEG-HA;
(c)BA-MEL的制备
在装有温度计、分水器的三颈烧瓶中加入美法仑20-100重量份,亚硫酸氢钠20-100重量份和苯甲醇在磁力搅拌下进行反应,将反应后所得的混合液依次用蒸馏水、饱和碳酸氢钠和蒸馏水洗涤,得到油状物,将洗涤后得到的油状物用旋转蒸发仪进行蒸发,设定旋转蒸发的温度为30-80℃,蒸发直到无馏出物为止,蒸发得到的物质用乙醇-乙醚进行重结晶,得到乳白色的固体BA-MEL;
(d)PEG-HA- MEL的制备
将步骤(b)得到的PEG-HA、DCC 10-50重量份和DMAP 0.5-5重量份溶于无水DMSO中,室温避光磁力搅拌至PEG-HA全部溶解,加入步骤(c)所得BA-MEL的水溶液pH4.7,室温避光磁力搅拌过夜,然后用PBS液透析24-72h,再用双蒸水透析24-72h,冷冻干燥得反应物粉末,将其于叔丁醇中通过0.5-15 %钯碳催化氢化脱除苯甲醇,即得产物PEG-HA- MEL;
2)智能多重靶向纳米给药系统的制备
将步骤1)制得的PEG-HA-MEL与Fe3O磁流体按重量比为1:1-5的比例混合,并加入0.5-5%的吐温80,进行自组装配成智能多重靶向纳米给药系统混悬液,冷冻干燥即得智能多重靶向纳米给药系统冻干粉。
3.按权利要求2所述的美法仑多重靶向载药系统的制备方法,其特征在于所述的Fe3O磁流体的制备方法是:在氮气保护下,将按重量份计六水三氯化铁50-200份,四水二氯化铁20-100份溶于吐温80溶液中,在强力搅拌下,将0.5-5 mol/l 的氢氧化氨溶液缓慢加入铁盐混合溶液中,当溶液pH升高到4-8时,铁盐水解产生大量黑色四氧化三铁晶体粒子,继续滴加NH4OH至pH=8-10,使水解趋于完全,然后将磁铁置于该溶液的容器底部,促使黑色Fe3O4沉淀,再用蒸馏水洗涤2-5次,分离沉淀,弃上清,获得黑色Fe3O4凝胶,然后将Fe3O4凝胶分散于蒸馏水中,即得Fe3O4磁流体。
4.权利要求1所述的美法仑多重靶向载药系统在制备用于乳腺癌、卵巢癌、慢性淋巴细胞及粒细胞白血病、恶性淋巴瘤、多发性骨髓瘤或肢体恶性肿瘤药物的应用。
5.按权利要求4所述的应用,其特征在于所述的肢体恶性肿瘤为恶性黑色素瘤、骨肉瘤或软组织肉瘤。
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Denomination of invention: A multi targeted drug delivery system for Mefalun and its preparation method and application

Effective date of registration: 20230626

Granted publication date: 20120530

Pledgee: China Merchants Bank Limited by Share Ltd. Wuhan branch

Pledgor: WUHAN NUOAN PHARMACY Co.,Ltd.

Registration number: Y2023420000248

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Date of cancellation: 20231220

Granted publication date: 20120530

Pledgee: China Merchants Bank Limited by Share Ltd. Wuhan branch

Pledgor: WUHAN NUOAN PHARMACY Co.,Ltd.

Registration number: Y2023420000248

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Denomination of invention: A multi targeted drug delivery system of Mefalun and its preparation method and application

Effective date of registration: 20231225

Granted publication date: 20120530

Pledgee: China Merchants Bank Limited by Share Ltd. Wuhan branch

Pledgor: WUHAN NUOAN PHARMACY Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980074081

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