CN102423301A - 紫杉醇纳米胶束的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种紫杉醇胶束的制备方法，以聚醚和聚酯的嵌段共聚物为药物辅料，紫杉醇为药物，通过旋转蒸发溶剂的方法制备紫杉醇胶束，其中，药物辅料通过本体开环聚合制备，聚合物的端羟基改性为羧酸盐以增加胶束的稳定性。本发明胶束的制备过程无需添加稳定剂，所获得的载药胶束在体液环境下可稳定存在48h以上是一种具有良好的应用前景的紫杉醇纳米缓释载体，具有稳定性和肿瘤靶向效果的特点。
Description
技术领域
本发明涉及生物医学，特别是一种紫杉醇纳米胶束的制备方法。
背景技术
癌症是当今威胁人类生命的头号疾病。肿瘤的治疗是以杀死癌细胞为目的。但由于肿瘤细胞与正常细胞具有很高的相似性且生命力更高，现有非手术疗法需要继续提高对肿瘤细胞的特异性，这就要求抗癌药物具有更高的靶向性，这也是目前制药业和科学家一直面临的挑战。
肿瘤的靶向治疗是将药物选择性地集中在肿瘤组织，从而降低对正常组织的副作用。抗肿瘤靶向给药系统是肿瘤靶向治疗的重要组成部分，把有效抗癌药物专一性或选择性地输送到肿瘤组织，控制特定生理部位的药物剂量，从而降低抗癌药对非靶点部位的副作用和毒性。
紫杉醇(Palitaxel，商品名Taxol，简称为PTX)最初是从紫杉(红豆杉)树皮中分离提取的具有高效抗肿瘤活性的天然产物。现已通过合成、细胞培养、真菌发酵、基因工程等途径获得紫杉醇类化合物。近年来，紫杉醇类化合物被证实对卵巢癌、乳腺癌、食管癌、肺癌等多种恶性肿瘤具有确切的疗效，是当前国际公认的新型抗肿瘤药。但现今临床使用的紫杉醇注射液由于用到了聚氧乙烯蓖麻油作为增溶剂，在使用过程中极易对患者造成过敏反应，严重的甚至威胁患者生命。近几年，基于纳米技术的药物输送方法引起极大关注，特别是由两亲性嵌段共聚物形成的纳米胶束载体系统更己成为一种新型的具有巨大应用前景的肿瘤药物靶向控释载体。目前已有众多证据表明与其他药物载体相比，聚合物纳米胶束有其独特优势：耐稀释性，在血液中结构稳定；具有长循环的特性；胶束的粒径较小，对于存在渗漏的脉管区域(肿瘤部位)具有更强的渗透能力(EPR效应)，有更多的机会聚集于靶部位；可以通过在胶束外表面连接适当的配体使胶束靶向性进一步提高；较容易地进行大规模的制备；药物由于被胶束很好的与体内的生物环境隔离起来，从而减少了身体的不良反应等。
从现有的报道来看，聚醚与聚酯的嵌段共聚物的合成方法一般是以聚醚为引发剂在熔融条件下引发内酯开环聚合制备嵌段共聚物，所不同的是聚合的条件控制，聚合条件的变化会影响共聚物的性能，如分子量、分子量分布等，最终影响胶束的稳定性。如Reed等(Polymer，1981，22：494-498)等在氮气保护下用聚醚引发内酯开环聚合合成了聚醚和聚酯的嵌段共聚物。此种方法在加料的过程中反应体系不可避免和外界接触，极易将空气中的水分带入，而内酯在熔融状态极易水解形成酸性化合物，酸性化合物会终止聚合反应的进行，从而使共聚物的分子量降低，分子量分布变宽。此外，一般内酯的开环聚合时间较长(通常超过12小时)，而长时间的高温聚合反应易引发活性中心和端基的环化反应，这种副产物随着反应时间的延长而增多，最终使共聚物的分子量分布变宽(Macromolecules，2003，36：1118-1124)。
至今为止，已有大量报道用两亲性嵌段共聚物胶束包裹脂溶性药物用于肿瘤靶向控释体系的研究，但均未能实现工业化的应用，其原因是多方面的，包括胶束的稳定性、在体内的隐形效果、肿瘤的靶向效果等。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种纳米紫杉醇胶束的制备方法，获得的纳米紫杉醇胶束具有高度稳定性，在体内对肿瘤具有良好的靶向性，对肿瘤的抑制效果较现有的紫杉醇注射液明显提高。
本发明的技术解决方案如下：
一种紫杉醇胶束的制备方法，其特点在于以聚醚和聚酯的嵌段共聚物为药物辅料，紫杉醇为药物，通过旋转蒸发溶剂的方法制备紫杉醇胶束，该方法的具体步骤如下：
(1)所述的聚醚和聚酯的嵌段共聚物辅料中聚醚和聚酯的重量比在7∶3～3∶7之间，分子量分布系数需小于1.2；选定聚醚和聚酯及其的重量比后，称量所述的聚醚和聚酯；
(2)将容器充分抽烤去除容器中的水分，在高纯干燥氮气条件下将所述的聚醚加入到所述的容器中；
(3)将催化剂溶解于无水有机溶剂配置成溶液并加入到所述的容器中；
(4)将所述的容器加热至聚醚溶解，开启搅拌并持续抽3-12小时以去除体系中残存的水分；
(5)在干燥氮气保护下将内酯加入到上述容器中；
(6)将所述的容器再次加热至聚醚溶解，开启搅拌并持续抽真1-12小时；真空度＜1mmHg；真空熔封所述的容器，在120～150℃之间进行聚合，聚合时间为3～12小时；
(7)打破容器后用有机溶剂将产物溶解，无水乙醚沉淀、室温真空干燥后得嵌段共聚物；
(8)将所述的嵌段共聚物溶解于二氯甲烷，加入丁二酸酐和三乙胺反应，获得端基羧基化共聚物；
(9)将所述的端基羧基化共聚物和碳酸氢钠反应得聚合物药物辅料；
(10)将所述的聚合物药物辅料和紫杉醇溶解于乙腈中，所述的聚合物辅料和紫杉醇的重量比为3∶1～20∶1之间，聚合物药物辅料和乙腈的比例在1g∶50mL～1g∶1000mL之间；所述的载药胶束溶液的浓度为1-10mg/mL，在30-70℃旋转蒸发去除溶剂；
(11)加入一定量的蒸馏水得胶束溶液，将该胶束溶液过滤冷冻干燥后得紫杉醇胶束干粉制剂。
所述的聚醚为聚乙二醇单甲醚或聚乙二醇，数均分子量为600-5000。
所述的内酯为丙交酯、己内酯、乙交酯及其共混物。
所述的催化剂为辛酸亚锡、氯化亚锡、有机锌或有机铝，用量为反应物总重量的0.1～2％；以溶液形式加入。
所述的溶剂为无水甲苯、无水氯仿、无水二氯甲烷或无水四氢呋喃，溶液浓度为2～20％。
本发明的特点和技术效果：
1、本发明改进了聚合工艺：将聚醚和催化剂、内酯分两次加入到容器中，加热并抽真空容器从而彻底去除体系中残存的水分和溶剂，使聚合过程的引发体系唯一；聚合反应在高真空下进行，提高聚合反应温度并缩短反应时间，避免环化副产物。
2、本发明提供了一种反应活性高，反应条件易控，操作简单的聚醚与聚酯嵌段共聚物的制备方法。只需通过控制聚醚和内酯的投料比，即可得到一系列不同分子量的聚合物药物辅料。所得聚合物药物辅料的分子量均一性好(PDI＜1.2)，以所述的聚合物药物辅料，紫杉醇为药物，通过溶剂挥发法制备紫杉醇胶束。
3、实验表明：本发明制备的紫杉醇胶束具有良好的稳定性，在体内对肿瘤具有良好的靶向性，对肿瘤的抑制效果较现有的紫杉醇注射液明显提高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
20g聚乙二醇单甲醚(分子量2000)加入到充分干燥的聚合瓶中，加入1mL浓度为0.1g/mL的辛酸亚锡/二氯甲烷溶液。用油浴加热将聚合瓶加热至75℃使聚乙二醇单甲醚溶解，开启搅拌并抽真空以去除体系中残存的水分和二氯甲烷。3小时后在氮气保护下加入20g D，L-丙交酯，用油浴加热将聚合瓶加热至75℃使聚乙二醇单甲醚溶解，再次真空干燥2小时后真空熔封聚合瓶，将聚合瓶置于150℃的油浴中聚合3.5小时。打破聚合瓶后将产物溶解于二氯甲烷，溶液用大量无水乙醚沉淀后真空干燥得嵌段共聚物。将共聚物溶解于无水二氯甲烷，加入和共聚物端羟基等摩尔数的三乙胺和丁二酸酐，室温反应24h后过滤去除不溶物，溶液用无水乙醚沉淀后真空干燥得端基羧基化嵌段共聚物。将上述共聚物溶解于蒸馏水，并在搅拌下滴加碳酸氢钠水溶液，直到体系pH值达到7.0后停止反应，用二氯甲烷萃取三次后浓缩溶液后用无水乙醚沉淀得共聚物辅料。凝胶渗透色谱测定共聚物辅料数均分子量5400，PDI＝1.04。将30mg紫杉醇和150mg聚合物辅料溶解于50ml乙腈，60℃旋转蒸发去除溶剂，所得药膜用蒸馏水溶解后过滤，冷冻干燥得紫杉醇胶束制剂。该制剂用蒸馏水复溶后可在室温下存放48h不变浑浊，具有良好的稳定性；动态光散射测定胶束平均粒径在20-30nm之间；紫外光谱测定紫杉醇包埋率为98％。
实施例2
10g聚乙二醇(分子量2000)加入到充分干燥的聚合瓶中，加入1mL浓度为0.1g/mL的辛酸亚锡/二氯甲烷溶液。用油浴加热将聚合瓶至80℃使聚乙二醇溶解，开启搅拌并抽真空以去除体系中残存的水分和二氯甲烷。6h后在氮气保护下加入20g D，L-丙交酯，用油浴加热将聚合瓶至80℃使聚乙二醇单甲醚溶解，再次真空干燥4h后真空熔封聚合瓶，将聚合瓶置于165℃的油浴中聚合3h。打破聚合瓶后将产物溶解于二氯甲烷，溶液用大量无水乙醚沉淀后真空干燥得嵌段共聚物。将共聚物溶解于无水二氯甲烷，加入和共聚物端羟基等摩尔数的三乙胺和丁二酸酐，室温反应24h后过滤去除不溶物，溶液用无水乙醚沉淀后真空干燥得端基羧基化嵌段共聚物。将上述共聚物溶解于蒸馏水，并在搅拌下滴加碳酸氢钠水溶液，直到体系pH值达到7.0后停止反应，用二氯甲烷萃取三次后浓缩溶液后用无水乙醚沉淀得共聚物辅料。凝胶渗透色谱测定共聚物辅料数均分子量5150，PDI＝1.09。将30mg紫杉醇和150mg聚合物辅料溶解于50ml乙腈，50℃旋转蒸发去除溶剂，所得药膜用蒸馏水溶解后过滤，冷冻干燥得紫杉醇胶束制剂。该制剂用蒸馏水复溶后可在室温下存放48h不变浑浊，具有良好的稳定性；动态光散射测定胶束平均粒径在30-50nm之间；紫外光谱测定紫杉醇包埋率为96％。
实施例3
20g聚乙二醇单甲醚(分子量2000)加入到充分干燥的聚合瓶中，加入1mL浓度为0.1g/mL的辛酸亚锡/二氯甲烷溶液。用油浴加热将聚合瓶至75℃使聚乙二醇单甲醚溶解，开启搅拌并抽真空以去除体系中残存的水分和二氯甲烷。12h后在氮气保护下加入20g L-丙交酯，用油浴加热将聚合瓶至75℃使聚乙二醇单甲醚溶解，再次真空干燥12h后真空熔封聚合瓶，将聚合瓶置于160℃的油浴中聚合3h。打破聚合瓶后将产物溶解于二氯甲烷，溶液用大量无水乙醚沉淀后真空干燥得嵌段共聚物。将共聚物溶解于无水二氯甲烷，加入和共聚物端羟基等摩尔数的三乙胺和丁二酸酐，室温反应24h后过滤去除不溶物，溶液用无水乙醚沉淀后真空干燥得端基羧基化嵌段共聚物。将上述共聚物溶解于丙酮，并在搅拌下滴加碳酸氢钠水溶液，直到体系pH值达到7.0后停止反应，用二氯甲烷萃取三次后浓缩溶液后用无水乙醚沉淀得共聚物辅料。凝胶渗透色谱测定共聚物辅料数均分子量5200，PDI＝1.07。将30mg紫杉醇和150mg聚合物辅料溶解于50ml乙腈，50℃旋转蒸发去除溶剂，所得药膜用蒸馏水溶解后过滤，冷冻干燥得紫杉醇胶束制剂。该制剂用蒸馏水复溶后可在室温下存放48h不变浑浊，具有良好的稳定性；动态光散射测定胶束平均粒径在40-50nm之间；紫外光谱测定紫杉醇包埋率为95％。
实施例4
20g聚乙二醇单甲醚(分子量2000)加入到充分干燥的聚合瓶中，加入1mL浓度为0.1g/mL的辛酸亚锡/二氯甲烷溶液。用油浴加热将聚合瓶至100℃使聚乙二醇单甲醚溶解，开启搅拌并抽真空以去除体系中残存的水分和二氯甲烷。4h后在氮气保护下加入20g己内酯，用油浴加热将聚合瓶至40℃，再次真空干燥4h后真空熔封聚合瓶，将聚合瓶置于120℃的油浴中聚合6h。打破聚合瓶后将产物溶解于二氯甲烷，溶液用大量无水乙醚沉淀后真空干燥得嵌段共聚物。将共聚物溶解于无水二氯甲烷，加入和共聚物端羟基等摩尔数的三乙胺和丁二酸酐，室温反应24h后过滤去除不溶物，溶液用无水乙醚沉淀后真空干燥得端基羧基化嵌段共聚物。将上述共聚物溶解于丙酮，并在搅拌下滴加碳酸氢钠水溶液，直到体系pH值达到7.0后停止反应，用二氯甲烷萃取三次后浓缩溶液后用无水乙醚沉淀得共聚物辅料。凝胶渗透色谱测定共聚物辅料数均分子量4950，PDI＝1.11。将30mg紫杉醇和150mg聚合物辅料溶解于50ml乙腈，50℃旋转蒸发去除溶剂，所得药膜用蒸馏水溶解后过滤，冷冻干燥得紫杉醇胶束制剂。该制剂用蒸馏水复溶后可在室温下存放48h不变浑浊，具有良好的稳定性；动态光散射测定胶束平均粒径在30-40nm之间；紫外光谱测定紫杉醇包埋率为95％。
实施例5
10g聚乙二醇单甲醚(分子量2000)加入到充分干燥的聚合瓶中，加入1mL浓度为0.1g/mL的辛酸亚锡/二氯甲烷溶液。用油浴加热将聚合瓶至100℃使聚乙二醇单甲醚溶解，开启搅拌并抽真空以去除体系中残存的水分和二氯甲烷。6h后在氮气保护下加入10g D，L-丙交酯和10g乙交酯，用油浴加热将聚合瓶至80℃，再次真空干燥6h后真空熔封聚合瓶，将聚合瓶置于160℃的油浴中聚合3h。打破聚合瓶后将产物溶解于二氯甲烷，溶液用大量无水乙醚沉淀后真空干燥得嵌段共聚物。将共聚物溶解于无水二氯甲烷，加入和共聚物端羟基等摩尔数的三乙胺和丁二酸酐，室温反应24h后过滤去除不溶物，溶液用无水乙醚沉淀后真空干燥得端基羧基化嵌段共聚物。将上述共聚物溶解于蒸馏水，并在搅拌下滴加碳酸氢钠水溶液，直到体系pH值达到7.0后停止反应，用二氯甲烷萃取三次后浓缩溶液后用无水乙醚沉淀得共聚物辅料。凝胶渗透色谱测定共聚物辅料数均分子量5200，PDI＝1.08。将30mg紫杉醇和150mg聚合物辅料溶解于50ml乙腈，50℃旋转蒸发去除溶剂，所得药膜用蒸馏水溶解后过滤，冷冻干燥得紫杉醇胶束制剂。该制剂用蒸馏水复溶后可在室温下存放48h不变浑浊，具有良好的稳定性；动态光散射测定胶束平均粒径在20-40nm之间；紫外光谱测定紫杉醇包埋率为98％。
上述实施例的实验表明：本发明制备的紫杉醇胶束具有良好的稳定性，在体内对肿瘤具有良好的靶向性，对肿瘤的抑制效果较现有的紫杉醇注射液明显提高。
Claims (5)
1.一种紫杉醇胶束的制备方法，其特征在于以聚醚和聚酯的嵌段共聚物为药物辅料，紫杉醇为药物，通过旋转蒸发溶剂的方法制备紫杉醇胶束，该方法的具体步骤如下：
(1)所述的聚醚和聚酯的嵌段共聚物辅料中聚醚和聚酯的重量比在7∶3～3∶7之间，分子量分布系数需小于1.2；选定聚醚和聚酯及其的重量比后，称量所述的聚醚和聚酯；
(2)将容器充分抽烤去除容器中的水分，在高纯干燥氮气条件下将所述的聚醚加入到所述的聚合瓶中；
(3)将催化剂溶解于无水有机溶剂配置成溶液并加入到所述的容器中；
(4)将所述的容器加热至聚醚溶解，开启搅拌并持续抽真空3-12小时以去除体系中残存的水分；
(5)在干燥氮气保护下将内酯加入到上述容器中；
(6)将所述的容器再次加热至聚醚溶解，开启搅拌并持续抽真空1-6小时；真空度＜1mmHg；真空熔封所述的容器，在120～150℃之间进行聚合，聚合时间为3～12小时；
(7)打破容器后用有机溶剂将产物溶解，无水乙醚沉淀、室温真空干燥后得嵌段共聚物；
(8)将所述的嵌段共聚物溶解于二氯甲烷，加入丁二酸酐和三乙胺反应，获得端基羧基化共聚物；
(9)将所述的端基羧基化共聚物和碳酸氢钠反应得聚合物药物辅料；
(10)将所述的聚合物药物辅料和紫杉醇溶解于乙腈中，所述的聚合物辅料和紫杉醇的重量比为3∶1～20∶1之间，聚合物药物辅料和乙腈的比例在1g∶50mL～1g∶1000mL之间；所述的载药胶束溶液的浓度为1-10mg/mL，在30-70℃旋转蒸发去除溶剂；
(11)加入一定量的蒸馏水得胶束溶液，将该胶束溶液过滤冷冻干燥后得紫杉醇胶束干粉制剂。
2.根据权利要求1所述的紫杉醇胶束的制备方法，其特征在于所述的聚醚为乙二醇单甲醚或聚乙二醇，数均分子量为600-5000。
3.根据权利要求1所述的紫杉醇胶束的制备方法，其特征在于所述的内酯为丙交酯、己内酯、乙交酯及其共混物。
4.根据权利要求1所述的紫杉醇胶束的制备方法，其特征在于所述的催化剂为辛酸亚锡、氯化亚锡、有机锌或有机铝，用量为反应物总重量的0.1～2％；以溶液形式加入。
5.根据权利要求1所述的紫杉醇胶束的制备方法，其特征在于所述的溶剂为无水甲苯、无水氯仿、无水二氯甲烷或无水四氢呋喃，溶液浓度为2～20％。
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