CN102604065A - 交联的生物可降解载体聚合物、胶束、囊泡及其制备方法和应用 - Google Patents
交联的生物可降解载体聚合物、胶束、囊泡及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102604065A CN102604065A CN2012100842551A CN201210084255A CN102604065A CN 102604065 A CN102604065 A CN 102604065A CN 2012100842551 A CN2012100842551 A CN 2012100842551A CN 201210084255 A CN201210084255 A CN 201210084255A CN 102604065 A CN102604065 A CN 102604065A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polymer
- vesicle
- crosslinked
- micelle
- soluble
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
本发明提供交联的生物可降解载体聚合物、胶束和囊泡及其制备方法和应用，属于生物医用材料领域。解决现有的聚合物胶束和囊泡稳定性差的问题。该载体聚合物为A-B-C型三嵌段聚合物，嵌段A为聚乙二醇，嵌段B为侧链含功能基团的聚乙二醇，嵌段C为生物可降解聚酯。本发明还提供该由该载体聚合物自组装而成的聚合物胶束和囊泡，所述胶束的尺寸为20～1000nm，尺寸分布为0.01～0.50；所述囊泡的尺寸为20～1000nm，尺寸分布为0.01～0.50。本发明的聚合物胶束可包裹脂溶性物质，聚合物囊泡可同时包裹水溶性物质和脂溶性物质，聚合物胶束或囊泡由于含有交联的嵌段B构成的过渡层，具有更好的机械强度和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种药物载体及其制备方法，具体涉及交联的生物可降解载体聚合物、胶束和囊泡及其制备方法和应用，属于生物医用材料领域。
背景技术
两亲性嵌段聚合物在水溶液中自组装可以获得一系列的纳米材料，如球形胶束、棒状胶束或者囊泡等。囊泡是由密闭双分子层所形成的球形或椭圆形单室或多室结构，与细胞膜的结构类似，具有很好的生物相容性。采用两亲性嵌段聚合物制成的囊泡，其结构类似于脂质体，是由一个亲水性的内腔和双层分子膜构成。这种聚合物囊泡具有脂质体和纳米粒等载药系统的优点，而且由于聚合物的分子量大，其机械强度和稳定性显著优于脂质体；其水溶性的内腔结构可以包裹水溶性药物，特别是蛋白类和核酸类药物；其疏水壳层具有一定的厚度，也可以包封脂溶性药物。因而，聚合物囊泡可以同时作为水溶性和脂溶性的药物的载体。
近几年，由于大分子自组装技术的飞速发展，聚合物胶束和囊泡作为一类新型的药物载体，由于其自身的诸多优点，已经吸引了越来越多研究者的积极关注，成为当前自组装研究领域的热点之一。可形成聚合物胶束和囊泡的两亲性聚合物材料主要包括两类，一类是不可生物降解的聚合物，如聚乙二醇-聚苯乙烯(PEG-PS)等；另一类为生物可降解的聚合物，如聚乙二醇-聚乳酸(PEG-PLA)等。作为在生物体内使用的药物载体材料，采用生物可降解的聚酯类材料是必要的。
随着生物技术的发展，多种蛋白质、核酸及多肽类药物应运而生，并应用在治疗包括癌症在内的诸多疾病上。但是，这些药物的稳定性差，细胞渗透性低，极大地限制了蛋白质和核酸类药物的应用。在药物载体方面，尽管聚合物囊泡显示了优于脂质体的稳定性，但最近的研究表明(S.P.Armes.Langmuir 2012，28，1196-1205)，聚合物囊泡的稳定性仍然需要进一步提高。近期出现了交联聚合物胶束的报道(ZY Zhong，Biomacromolecules 2011，12，3047-3055)，核交联和壳交联的聚合物胶束有较好的稳定性和较慢的药物释放速度，但这类聚合物胶束适合于亲脂性药物而不适用于亲水性的蛋白、核酸和多肽类药物。作为药物释放载体，不管是囊泡还是胶束，在血液循环过程中，其稳定性都非常重要，现有结果已经表明，纯粹的囊泡或胶束，其稳定性是不够的，必须采取一定的方法来进一步提高其稳定性。用聚合物囊泡包裹蛋白、核酸和多肽类药物，以及载药以后的交联处理，必须在水溶液条件下进行，尽可能避免使用有机溶剂、高温和紫外光辐照，以防药物变性。这些要求用目前已知的两嵌段载体聚合物和胶束的核交联或壳交联技术是做不到的，必须有特殊结构的载体聚合物和相应的组装交联技术。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的聚合物胶束和囊泡稳定性差的问题，而提供交联的生物可降解载体聚合物、胶束、囊泡及其制备方法和应用。
交联的生物可降解载体聚合物，该载体聚合物为MPEG-功能化的PEG-聚酯，它是一种可生物降解的A-B-C型三嵌段聚合物，嵌段A为聚乙二醇，分子量为2000～10000，优选为2000-5000；嵌段B为侧链含功能基团的聚乙二醇，分子量为400～2000，优选为1000-1500，所述功能基团是羧基、氨基或羟基；嵌段C为生物可降解聚酯，其分子量为2000～50000，优选为10000-40000。
所述的生物可降解聚酯是左旋丙交酯、右旋丙交酯、消旋丙交酯、乙交酯或ε-己内酯的聚合物，或者上述单体的一种或两种的无规共聚物，优选为消旋丙交酯或ε-己内酯。
本发明提供上述A-B-C型可生物降解载体聚合物组成的聚合物胶束，该胶束的内核由疏水的嵌段C构成，胶束的外层壳由亲水的嵌段A构成，胶束内外层之间的过渡层由交联的嵌段B构成，所述胶束的尺寸为20～1000nm，尺寸分布为0.01～0.50。
交联的生物可降解载体聚合物组成的聚合物胶束的制备方法，具体步骤如下：
(1)A-B-C型三嵌段聚合物形成聚合物胶束溶液；
(2)将聚合物胶束溶液用双功能偶联剂进行偶联，形成交联的聚合物胶束；
(3)交联的聚合物胶束溶液经透析、冷冻干燥获得聚合物胶束冻干粉；
所述的双功能偶联剂是乙二胺、己二胺、胱胺、草酸、丙二酸、丁二酸、乙二醇、丙二醇或丁二醇，优选为乙二胺或胱胺。
上述A-B-C型可生物降解载体聚合物组成的聚合物囊泡，该囊泡内层膜由疏水的嵌段C构成，囊泡的内外表层由亲水的嵌段A构成，囊泡内外层之间的过渡层由交联的嵌段B构成，所述囊泡的尺寸为20～1000nm，尺寸分布为0.01～0.50。
交联的生物可降解载体聚合物组成的聚合物囊泡的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)A-B-C型三嵌段聚合物形成聚合物囊泡溶液；
(2)将聚合物囊泡溶液用双功能偶联剂进行偶联，形成交联的聚合物囊泡；
(3)交联的聚合物囊泡溶液经透析、冷冻干燥获得聚合物囊泡冻干粉；
所述的双功能偶联剂是乙二胺、己二胺、胱胺、草酸、丙二酸、丁二酸、乙二醇、丙二醇或丁二醇，优选为乙二胺或胱胺。
本发明还提供上述聚合物胶束包裹脂溶性物质的应用，所述脂溶性物质主要指脂溶性药物，包括紫杉醇、多西紫杉醇、喜树碱及其衍生物、阿霉素及其类似物、脂溶性铂类抗癌药、脂溶性诊断试剂或荧光试剂。
上述聚合物囊泡包裹水溶性物质的应用，所述水溶性物质指蛋白类、核酸类、多肽类药物、小分子水溶性药物、水溶性诊断试剂、荧光试剂、血红蛋白或酶分子。
上述聚合物囊泡包裹脂溶性物质的应用，所述脂溶性物质主要指脂溶性药物，包括紫杉醇、多西紫杉醇、喜树碱及其衍生物、阿霉素及其类似物、脂溶性铂类抗癌药、脂溶性诊断试剂或荧光试剂。
上述聚合物囊泡同时包裹水溶性物质和脂溶性物质的应用，所述水溶性物质指蛋白类、核酸类、多肽类药物、小分子水溶性药物、水溶性诊断试剂、荧光试剂、血红蛋白或酶分子；所述脂溶性物质主要指脂溶性药物，包括紫杉醇、多西紫杉醇、喜树碱及其衍生物、阿霉素及其类似物、脂溶性铂类抗癌药、脂溶性诊断试剂或荧光试剂。
有益效果
(1)本发明的载体聚合物是两亲性的，能够自组装成聚合物胶束或胶囊，所形成的胶束和囊泡与普通的聚合物胶束或囊泡相似，聚合物胶束可以担载脂溶性药物，聚合物囊泡可以在自组装过程中将水溶性药物包裹在内水相中，实现药物担载，或者将血红蛋白包裹在内水相中，形成红血球的替代物，具有红血球的携氧功能；
(2)本发明的载体聚合物由于嵌段B处于嵌段A和嵌段C之间，链段不长，因而嵌段B所含有的可反应基团全部处于内层的表面，能够与水相中的偶联剂反应，实现嵌段B的交联，交联后的嵌段B自成一层，处于聚酯内层和聚乙二醇外层之间；并且该聚合物嵌段B上的不同功能基团是用同一个母体聚合物合成的，既能满足不同实际应用的需要，又不过多的增加成本和增加医学审批的难度；
(3)本发明的载体聚合物的A、B嵌段同为聚醚，因而可以通过环氧乙烷和烯丙基缩水甘油醚分步聚合得到，进一步简化工艺，降低成本；
(4)本发明的载体聚合物完全生物相容和生物降解，便于医学应用；
(5)本发明的聚合物胶束或囊泡由于含有交联的嵌段B构成的过渡层，因而与不交联的聚合物胶束或囊泡相比，从交联和未交联胶束的药物在磷酸缓冲溶液中的释放曲线可以看出，该聚合物胶束或囊泡具有更好的机械强度和稳定性，它作为药物载体在血液中有较长的循环时间，因而其中的药物有较高的生物利用度，它作为血红蛋白的载体在血液中比较稳定，不容易产生机械损伤，血红蛋白不会逃逸，不会造成NO的消耗和血管壁的收缩，因而有利于血压的稳定。
附图说明
图1本发明的交联的生物可降解聚合物胶束结构示意图；
图2本发明的交联的生物可降解聚合物囊泡结构示意图；
图3本发明实施例6制备的包裹阿霉素盐酸盐囊泡结构示意图；
图4本发明实施例7制备的同时包裹阿霉素盐酸盐和紫杉醇囊泡结构示意图；
图5本发明实施例4产物的透射电子显微镜照片；
图6交联和未交联胶束的药物在磷酸缓冲溶液中的释放曲线。
具体实施方式
交联的生物可降解载体聚合物，该载体聚合物为MPEG-功能化的PEG-聚酯，它是一种可生物降解的A-B-C型三嵌段聚合物，嵌段A为聚乙二醇(PEG)，分子量为2000～10000，优选为2000-5000；嵌段B为侧链含功能基团的聚乙二醇，分子量为400～2000，优选为1000-1500，所述功能基团是羧基、氨基或羟基；嵌段C为生物可降解聚酯，其分子量为2000～50000，优选为10000-40000；所述的生物可降解聚酯是左旋丙交酯、右旋丙交酯、消旋丙交酯、乙交酯或ε-己内酯的聚合物，或者上述单体的一种或两种的无规共聚物，优选为消旋丙交酯或ε-己内酯的聚合物。
交联的生物可降解载体聚合物的制备方法，具体步骤如下：
(1)首先以端甲氧基保护的PEG引发烯丙基缩水甘油醚开环聚合，获得两嵌段聚合物聚乙二醇-聚烯丙基缩水甘油醚；
(2)用步骤(1)获得的两嵌段聚合物引发酯类单体开环聚合，制备三嵌段聚合物聚乙二醇-聚(侧烯丙基取代乙二醇)-聚酯；所述的聚酯是左旋丙交酯、右旋丙交酯、消旋丙交酯、乙交酯或ε-己内酯的聚合物，或者上述单体的一种或两种的无规共聚物；
(3)将含巯基的单体与步骤(2)得到的三嵌段聚合物上的烯丙基发生加成反应，将聚合物侧链的双键转变为不同的功能基团，得到A-B-C型三嵌段聚合物。所述的含巯基的单体为巯基乙胺、巯基乙醇或巯基丙酸。
上述A-B-C型三嵌段聚合物可通过开环聚合和加成反应制备。具体制备如下：
第一步：氮气保护下，在反应容器中放入不同分子量的PEG，加入溶剂甲苯进行共沸除水，2-5小时后，在反应容器中加入氢氧化铈，40℃-70℃搅拌反应2-4小时，除去溶剂，继续加入烯丙基缩水甘油醚，20℃-50℃反应12-24小时，冷却至室温，用200-500mL乙醚沉降，过滤，真空干燥后得到固体粉末PEG-PAGE，所述的PEG、氢氧化铈和烯丙基缩水甘油醚的摩尔比为1∶1∶4-20；
第二步：取上述PEG-PAGE溶于10-50mL的THF中，搅拌溶解后，加入催化剂Zn[N(SiMe3)2]2和聚酯单体，室温搅拌2-10小时后，用200-500mL乙醚沉降，过滤，真空干燥后得到聚合物聚乙二醇-聚(侧烯丙基取代乙二醇)-聚酯；所述的PEG-PAGE与聚酯单体的摩尔比为1∶50-400；催化剂的加入量为PEG-PAGE的1/1000～5/100，所述的聚酯是左旋丙交酯、右旋丙交酯、消旋丙交酯、乙交酯或ε-己内酯的聚合物，或者上述单体的一种或两种的无规共聚物；
第三步：取步骤二中的三嵌段聚合物聚乙二醇-聚(侧烯丙基取代乙二醇)-聚酯加入到10-50mL的THF中，通氮气15-30min，然后加入含巯基的单体，用波长为254nm的紫外灯室温照射4-10小时，用200-500mL乙醚沉降，过滤，真空干燥后得到A-B-C型三嵌段聚合物。所述的聚乙二醇-聚(侧烯丙基取代乙二醇)-聚酯上功能基团与含巯基的单体的摩尔比为1∶1。所述的含巯基的单体为巯基乙胺、巯基乙醇或巯基乙酸。
以嵌段聚合物聚乙二醇-聚(含侧羧基乙二醇)-聚ε-己内酯(PEG-PEG/COOH-PCL)为例，其合成路线如下：
用巯基乙胺和巯基乙醇代替巯基乙酸，可获得侧氨基和侧羟基的三嵌段聚合物，加成反应如下：
本发明提供上述A-B-C型可生物降解载体聚合物组成的聚合物胶束，该胶束的内核由疏水的嵌段C构成，胶束的外层壳由亲水的嵌段A构成，胶束内外层之间的过渡层由交联的嵌段B构成，所述胶束的尺寸为20～1000nm，尺寸分布为0.01～0.50，所述的嵌段A为聚乙二醇(PEG)，分子量为2000～10000，嵌段B为侧链含功能基团的聚乙二醇，分子量为400～2000，所述功能基团是羧基、氨基或羟基；嵌段C为生物可降解聚酯，其分子量为2000～50000，所述的生物可降解聚酯是左旋丙交酯、右旋丙交酯、消旋丙交酯、乙交酯或ε-己内酯的聚合物，或者上述单体的一种或两种的无规共聚物。
上述聚合物胶束的制备方法，它包括以下步骤：
(1)A-B-C型三嵌段聚合物自组装形成聚合物胶束溶液；
(2)将聚合物胶束溶液用双功能偶联剂进行偶联，形成交联的聚合物胶束；
(3)交联的聚合物胶束溶液经透析、冷冻干燥获得聚合物胶束冻干粉。
上述胶束的制备方法中，其中步骤(1)的自组装技术参见双亲性两嵌段聚合物自组装的已知技术，包括超薄膜水合技术、聚合物乳液/溶剂蒸发技术、聚合物乳液/溶剂透析技术等。以上技术和乳液挤出技术相结合，可调整所制备聚合物胶束的直径范围，以满足实际应用的需要。
用超薄膜水合法制备聚合物胶束的制备过程是：将A-B-C型三嵌段聚合物溶于四氢呋喃(THF)或氯仿(CHCl3)中，聚合物浓度为5～10mg/mL，然后加入水或缓冲溶液，聚合物浓度为0.1～1.0mg/mL，室温搅拌直到溶剂挥发完全，即可得到聚合物胶束。
上述A-B-C型可生物降解载体聚合物组成的聚合物囊泡，该囊泡内层膜由疏水的嵌段C构成，囊泡的内外表层由亲水的嵌段A构成，囊泡内外层之间的过渡层由交联的嵌段B构成，所述囊泡的尺寸为20～1000nm，尺寸分布为0.01～0.50，所述的嵌段A为聚乙二醇(PEG)，分子量为2000～10000，嵌段B为侧链含功能基团的聚乙二醇，分子量为400～2000，所述功能基团是羧基、氨基或羟基；嵌段C为生物可降解聚酯，其分子量为2000～50000，所述的生物可降解聚酯是左旋丙交酯、右旋丙交酯、消旋丙交酯、乙交酯或ε-己内酯的聚合物，或者上述单体的一种或两种的无规共聚物。
上述聚合物囊泡的制备方法，它包括以下步骤：
(1)A-B-C型三嵌段聚合物自组装形成聚合物囊泡溶液；
(2)将聚合物囊泡溶液用双功能偶联剂进行偶联，形成交联的聚合物囊泡；
(3)交联的聚合物囊泡溶液经透析、冷冻干燥获得聚合物囊泡冻干粉。
上述囊泡的制备方法中，其中步骤(1)的自组装技术参见双亲性两嵌段聚合物自组装的已知技术，包括超薄膜水合技术、聚合物乳液/溶剂蒸发技术、聚合物乳液/溶剂透析技术等。以上技术和乳液挤出技术相结合，可调整所制备聚合物囊泡的直径范围，以满足实际应用的需要。
用超薄膜水合法制备聚合物囊泡的典型制备过程和条件是：将A-B-C型三嵌段聚合物溶于四氢呋喃(THF)或氯仿(CHCl3)中，聚合物浓度为5～10mg/mL，然后旋转蒸发除去有机溶剂，在瓶壁上形成一层均匀的聚合物薄膜，通过真空处理完全除去有机溶剂，最后加入水或缓冲溶液，聚合物浓度为0.1～1.0mg/mL，通过搅拌加热即可形成聚合物囊泡。
上述胶束和囊泡的制备方法中，步骤(2)所使用的双功能偶联剂是小分子的水溶性二胺，二酸或二醇，如乙二胺、己二胺、胱胺、草酸、丙二酸、丁二酸、乙二醇、丙二醇或丁二醇，优选为乙二胺或胱胺。它们分别与嵌段B中的羧基、羟基或氨基反应，形成酰胺键和酯键，实现嵌段B分子链之间的偶联，偶联反应在水溶液中进行，以便不伤害囊泡或胶束中包裹的物质。为了保证偶联反应的效率，除偶联剂外还使用水溶性的缩合助剂1-乙基-3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(1-ethyl-3-(3-dimethyaminopropyl)carbodimide·HCl，EDC)和N-羟基硫代琥珀酰亚胺(N-hydroxysulfosuccinimide，sulfo-NHS)。
聚合物胶束或囊泡的交联过程如下：在制备好的聚合物胶束或囊泡溶液中，加入2～5倍(相对于嵌段B上的功能基团的数量)过量的EDC和sulfo-NHS，室温搅拌1～2h后，加入二胺、二酸或二醇反应10～24h，得到交联的聚合物胶束或囊泡。该过程的反应方程式如下：
类似的偶联反应还有：
上述步骤(3)是用膜透析法除去偶联反应形成的杂质，包括未反应的二酸、二醇或二胺，以及缩合助剂的反应产物，再进行冷冻干燥，获得交联的胶束或囊泡的冻干粉，其中的膜透析和冷冻干燥是已知技术，不再详述。
本发明还提供上述聚合物胶束包裹脂溶性物质的应用，所述脂溶性物质主要指脂溶性药物，包括紫杉醇、多西紫杉醇、喜树碱及其衍生物、阿霉素及其类似物、脂溶性铂类抗癌药、脂溶性诊断试剂或荧光试剂，优选为紫杉醇或喜树碱。
上述聚合物囊泡包裹水溶性物质的应用，所述水溶性物质指蛋白类、核酸类、多肽类药物、小分子水溶性药物、水溶性诊断试剂、荧光试剂、血红蛋白或酶分子，优选为血红蛋白。
上述聚合物囊泡包裹脂溶性物质的应用，所述脂溶性物质主要指脂溶性药物，包括紫杉醇、多西紫杉醇、喜树碱及其衍生物、阿霉素及其类似物、脂溶性铂类抗癌药、脂溶性诊断试剂或荧光试剂，优选为紫杉醇或喜树碱。
上述聚合物囊泡同时包裹水溶性物质和脂溶性物质的应用，所述水溶性物质指蛋白类、核酸类、多肽类药物、小分子水溶性药物、水溶性诊断试剂、荧光试剂、血红蛋白或酶分子，优选为血红蛋白；所述脂溶性物质主要指脂溶性药物，包括紫杉醇、多西紫杉醇、喜树碱及其衍生物、阿霉素及其类似物、脂溶性铂类抗癌药、脂溶性诊断试剂或荧光试剂，优选为紫杉醇或喜树碱。
为了包裹水溶性物质或脂溶性物质物质，上述A-B-C型三嵌段聚合物自组装形成聚合物胶束或囊泡溶液的工艺过程调整为：
聚合物胶束包裹脂溶性物质的工艺过程为：将A-B-C型三嵌段聚合物和脂溶性物质溶于四氢呋喃(THF)或氯仿(CHCl3)中，聚合物浓度为5～10mg/mL，加入水或缓冲溶液，聚合物浓度为0.1～1.0mg/mL，室温搅拌直到溶剂挥发完全，即可得到包裹有脂溶性物质的聚合物胶束。所述的加入脂溶性物质的量为A-B-C型三嵌段聚合物质量的10-20％，将包裹有脂溶性物质的聚合物胶束交联、纯化和冷冻干燥，获得包裹有脂溶性物质的交联聚合物胶束冻干粉。
聚合物囊泡包裹脂溶性物质的工艺过程为：将A-B-C型三嵌段聚合物和脂溶性物质溶于四氢呋喃(THF)或氯仿(CHCl3)中，聚合物浓度为5～10mg/mL，然后旋转蒸发除去有机溶剂，在瓶壁上形成一层均匀的聚合物薄膜，通过真空处理完全除去有机溶剂，最后加入水或缓冲溶液，聚合物浓度为0.1～1.0mg/mL，在20-60度条件下通过搅拌，即可形成包裹有脂溶性物质的聚合物囊泡，脂溶性物质分散在聚合物囊壁之中，所述的加入脂溶性物质的量为A-B-C型三嵌段聚合物质量的10-20％，将包裹有脂溶性物质的聚合物囊泡交联、纯化和冷冻干燥，获得包裹有脂溶性物质的交联聚合物囊泡冻干粉。
聚合物囊泡包裹水溶性物质的工艺过程为：将A-B-C型三嵌段聚合物溶于四氢呋喃(THF)或氯仿(CHCl3)中，然后旋转蒸发除去有机溶剂，在瓶壁上形成一层均匀的聚合物薄膜，通过真空处理完全除去有机溶剂，最后加入水溶性物质的水溶液，聚合物浓度为0.1～1.0mg/mL，在20℃-60℃条件下通过搅拌，即可形成包裹有水溶性物质的聚合物囊泡，水溶性物质被包裹在聚合物囊壁的内水相中，所述的水溶性物质加入量为A-B-C型三嵌段聚合物质量的10-20％，将包裹有水溶性物质的聚合物囊泡交联、纯化和冷冻干燥，获得包裹有水溶性物质的交联聚合物囊泡冻干粉。
聚合物囊泡同时包裹水溶性物质和脂溶性物质的工艺过程为：将A-B-C型三嵌段聚合物和脂溶性物质溶于四氢呋喃(THF)或氯仿(CHCl3)中，然后旋转蒸发除去有机溶剂，在瓶壁上形成一层均匀的聚合物薄膜，通过真空处理完全除去有机溶剂，最后加入水溶性物质的水溶液，聚合物浓度为0.1～1.0mg/mL，在20℃-60℃条件下通过搅拌，即可形成包裹有脂溶性物质和水溶性物质的聚合物囊泡，所述的脂溶性物质和水溶性物质加入量分别为A-B-C型三嵌段聚合物质量的10-20％，将包裹有脂溶性物质和水溶性物质的聚合物囊泡交联、纯化和冷冻干燥，获得内水相包裹有水溶性物质和囊壁中分散有脂溶性物质的交联聚合物囊泡冻干粉。
以下结合实施例对本发明作进一步详述。
实施例1：制备三嵌段的聚合物PEG5000-PEG/COOH-PCL38000：
第一步：氮气保护下，取PEG5000(分子量为5000的PEG)2.0g(0.4mmol)，加入甲苯进行共沸除水，2小时后，在反应容器中加入氢氧化铈74mg(0.44mmol)，60℃搅拌反应2小时，然后除去溶剂，加入0.95mL烯丙基缩水甘油醚(AGE，8.0mmol)，40℃反应24小时，冷却至室温，用400mL乙醚沉降，过滤，真空干燥后得到固体粉末2g，产率为69％，所得产物为PEG-PAGE，用核磁共振方法测得PAGE嵌段的分子量为1700；
第二步：取上述PEG-PAGE 0.2g(0.03mmol)溶于20mL的THF中，搅拌溶解后，加入0.01mL的催化剂Zn[N(SiMe3)2]2和1.2mL(0.01mmol)的ε-己内酯，室温搅拌4小时后，用300mL乙醚沉降，过滤，真空干燥后得到固体粉末1g，产率为69％，所得产物为PEG-PAGE-PCL，用核磁共振方法测得PCL嵌段的分子量为38000；
第三步：取上述1g(0.02mmol)PEG-PAGE-PCL加入到20mL的THF中，通氮气20min，然后加入0.1mL(1.1mmol)的巯基丙酸，用波长为254nm的紫外灯室温照射5小时，用300mL乙醚沉降，过滤，真空干燥后得到固体粉末0.8g，产率为80％，所得产物为PEG5000-PEG/COOH-PCL38000。
实施例2：制备不同分子量和不同聚酯单体的三嵌段聚合物
采用实施例一的方法，通过改变烯丙基缩水甘油醚和聚酯单体的用量、不同的聚酯单体和含不同巯基单体的化合物，获得具有不同分子量、不同聚酯段的PEG-PEG/COOH-PCL嵌段聚合物，具体结果如表1所示。表中聚合物代号之后的下标表示嵌段的分子量。
表1
注：表中CL代表ε-己内酯，LA代表丙交酯，GA代表乙交酯。
实施例3：制备PEG5000-PEG/COOH-PCL10000胶束溶液
将10mg聚合物PEG5000-PEG/COOH-PCL10000溶于1mL THF中，然后加入到10mL的水中，室温搅拌直到THF挥发完全，即可得到聚合物胶束。聚合物胶束的结构示意图如图1所示，胶束的尺寸为150nm，尺寸分布为0.02。
实施例4：制备PEG5000-PEG/COOH-PCL38000囊泡的冻干粉
(1)将10mg聚合物PEG5000-PEG/COOH-PCL38000溶于1mL THF中，然后旋转蒸发除去有机溶剂，在瓶壁上形成一层均匀的聚合物薄膜，真空干燥完全除去有机溶剂，最后加入10mL水，搅拌5小时后即可形成聚合物囊泡，聚合物囊泡的结构示意图如图2所示，囊泡的尺寸为60nm，尺寸分布为0.20，聚合物囊泡的结构通过透射电子显微镜(TEM)得到证实，电镜照片如图5所示，图a为放大倍数为5万倍的电镜照片图，图b为放大倍数为10万倍的电镜照片图，囊泡直径平均为70nm；
(2)将步骤(1)得到的PEG5000-PEG/COOH-PCL38000囊泡水溶液10mL，加入2mg的EDC和3mg的sulfo-NHS，调节pH值到5，室温搅拌2h后，加入2mg的胱胺二盐酸盐并调节pH值到7，室温搅拌24h后，在水中透析5h除去小分子杂质，即得到交联的聚合物囊泡，然后将囊泡置于冰箱冷冻层，12小时后，放入冷冻干燥机，在-78度冷冻干燥，直到完全除去溶剂，最终得到交联囊泡的冻干粉。
实施例5：PEG5000-PEG/COOH-PCL10000胶束包裹紫杉醇
(1)将10mg聚合物PEG5000-PEG/COOH-PCL10000和2mg紫杉醇溶于2mLTHF中，然后加入10mL水中，在水中透析24小时，每2个小时换水1次，即可形成包裹紫杉醇的聚合物胶束；
(2)将步骤(1)得到的包裹紫杉醇的PEG5000-PEG/COOH-PCL10000胶束水溶液10mL，加入2mg的EDC和3mg的sulfo-NHS，调节pH值到5.3，室温搅拌2h后，加入1mg的乙二胺并调节pH值到7.4，室温搅拌24h后，在水中透析5h除去小分子杂质，即得到交联的包裹紫杉醇的聚合物胶束，然后将胶束置于冰箱冷冻层，12小时后，放入冷冻干燥机，在-78度冷冻干燥，直到完全除去溶剂，最终得到交联胶束的冻干粉。紫杉醇的药物释放在磷酸缓冲溶液(pH7.4)中进行，以没有交联的胶束和交联的胶束做比较，其释放曲线如附图6所示，显然，交联的胶束，其包裹药物的释放速率变慢，表明交联增加了胶束包裹药物的稳定性。
实施例6：PEG5000-PEG/COOH-PCL2000胶束包裹喜树碱
(1)将15mg聚合物PEG5000-PEG/COOH-PCL2000和3mg喜树碱溶于2mLTHF中，然后加入15mL水中，在水中透析20小时，每2个小时换水1次，即可形成包裹喜树碱的聚合物胶束；
(2)将步骤(1)得到的包裹喜树碱的PEG5000-PEG/COOH-PCL2000胶束水溶液10mL，加入2mg的EDC和3mg的sulfo-NHS，调节pH值到5.3，室温搅拌3h后，加入1mg的乙二胺并调节pH值到7.4，室温搅拌26h后，在水中透析4h除去小分子杂质，即得到交联的包裹喜树碱的聚合物胶束，然后将胶束置于冰箱冷冻层，13小时后，放入冷冻干燥机，在-78度冷冻干燥，直到完全除去溶剂，最终得到交联胶束的冻干粉。
实施例7：PEG5000-PEG/COOH-PCL38000囊泡包裹阿霉素盐酸盐
(1)将10mg聚合物溶于2mL THF中，然后旋转蒸发除去有机溶剂，在瓶壁上形成一层均匀的薄膜，真空干燥完全除去有机溶剂，加入含1.5克阿霉素盐酸盐的水溶液15mL，在60℃搅拌5小时后即可形成包裹阿霉素的聚合物囊泡，未包裹的阿霉素通过透析除去，结构示意图如图3所示；
(2)将步骤(1)得到的包裹阿霉素的PEG5000-PEG/COOH-PCL38000囊泡水溶液10mL，加入1mg的EDC和2mg的sulfo-NHS，调节pH值到5，室温搅拌2h后，加入1mg的己二胺并调节pH值到7.4，室温搅拌24h后，在水中透析5h除去小分子杂质，即得到交联的包裹阿霉素的聚合物囊泡，然后将囊泡置于冰箱冷冻层，12小时后，放入冷冻干燥机，在-78度冷冻干燥，直到完全除去溶剂，最终得到交联囊泡的冻干粉。
实施例8：PEG2000-PEG/COOH-PLA20000囊泡包裹血红蛋白
(1)将15mg聚合物PEG2000-PEG/COOH-PLA20000溶于2mL THF中，旋转蒸发除去有机溶剂后加入10mL血红蛋白缓冲溶液中，搅拌4小时，通过离心除去没有包裹的血红蛋白，即可形成包裹血红蛋白的聚合物囊泡；
(2)将步骤(1)得到的包裹血红蛋白的PEG2000-PEG/COOH-PLA20000囊泡水溶液10mL，加入2mg的EDC和3mg的sulfo-NHS，调节pH值到5.3，室温搅拌4h后，加入2mg的乙二胺并调节pH值到7.4，室温搅拌20h后，即得到交联的包裹血红蛋白的聚合物囊泡，然后将囊泡置于冰箱冷冻层，15小时后，放入冷冻干燥机，在-78度冷冻干燥，直到完全除去溶剂，最终得到交联囊泡的冻干粉。
实施例9：PEG5000-PEG/COOH-PCL38000囊泡同时包裹阿霉素盐酸盐和紫杉醇
(1)将10mg聚合物和2mg紫杉醇溶于2mL THF中，然后旋转蒸发除去有机溶剂，在瓶壁上形成一层均匀的薄膜，真空干燥完全除去有机溶剂，最后加入含1.5克阿霉素盐酸盐的水溶液15mL，在60℃搅拌5小时后即可形成包裹阿霉素和紫杉醇的聚合物囊泡，未包裹的药物通过透析除去，结构示意图如图4所示；
(2)将步骤(1)得到的包裹阿霉素和紫杉醇的PEG5000-PEG/COOH-PCL38000囊泡水溶液10mL，加入1mg的EDC和2mg的sulfo-NHS，调节pH值到5，室温搅拌2h后，加入1mg的己二胺并调节pH值到7.4，室温搅拌24h后，在水中透析5h除去小分子杂质，即得到交联的包裹阿霉素和紫杉醇的聚合物囊泡，然后将囊泡置于冰箱冷冻层，12小时后，放入冷冻干燥机，在-78度冷冻干燥，直到完全除去溶剂，最终得到交联囊泡的冻干粉。
Claims (10)
1.交联的生物可降解载体聚合物，其特征在于，该载体聚合物为一种可生物降解的A-B-C型三嵌段聚合物，嵌段A为聚乙二醇，分子量为2000～10000，嵌段B为侧链含功能基团的聚乙二醇，分子量为400～2000，所述功能基团是羧基、氨基或羟基，嵌段C为生物可降解聚酯，其分子量为2000～50000。
2.如权利要求1所述的交联的生物可降解载体聚合物，其特征在于，所述的生物可降解聚酯是左旋丙交酯、右旋丙交酯、消旋丙交酯、乙交酯或ε-己内酯的聚合物，或者上述单体的一种或两种的无规共聚物。
3.如权利要求2所述的交联的生物可降解载体聚合物，其特征在于，所述的生物可降解聚酯是消旋丙交酯或ε-己内酯的聚合物。
4.权利要求1-3任何一项所述的交联的生物可降解载体聚合物组成的聚合物胶束，其特征在于，该胶束的内核由疏水的嵌段C构成，胶束的外层壳由亲水的嵌段A构成，胶束内外层之间的过渡层由交联的嵌段B构成，所述胶束的尺寸为20～1000nm，尺寸分布为0.01～0.50。
5.交联的生物可降解载体聚合物组成的聚合物胶束的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)A-B-C型三嵌段聚合物形成聚合物胶束溶液；
(2)将聚合物胶束溶液用双功能偶联剂进行偶联，形成交联的聚合物胶束；
(3)交联的聚合物胶束溶液经透析、冷冻干燥获得聚合物胶束冻干粉；
所述的双功能偶联剂是乙二胺、己二胺、胱胺、草酸、丙二酸、丁二酸、乙二醇、丙二醇或丁二醇。
6.权利要求1-3任何一项所述的交联的生物可降解载体聚合物组成的聚合物囊泡，其特征在于，该囊泡内层膜由疏水的嵌段C构成，囊泡的内外表层由亲水的嵌段A构成，囊泡内外层之间的过渡层由交联的嵌段B构成，所述囊泡的尺寸为20～1000nm，尺寸分布为0.01～0.50。
7.交联的生物可降解载体聚合物组成的聚合物囊泡的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)A-B-C型三嵌段聚合物形成聚合物囊泡溶液；
(2)将聚合物囊泡溶液用双功能偶联剂进行偶联，形成交联的聚合物囊泡；
(3)交联的聚合物囊泡溶液经透析、冷冻干燥获得聚合物囊泡冻干粉；
所述的双功能偶联剂是乙二胺、己二胺、胱胺、草酸、丙二酸、丁二酸、乙二醇、丙二醇或丁二醇。
8.如权利要求5或7所述的交联的生物可降解载体聚合物组成的聚合物胶束和聚合物囊泡的制备方法，其特征在于，所述的双功能偶联剂是乙二胺或胱胺。
9.权利要求4所述的交联的生物可降解载体聚合物组成的聚合物胶束包裹脂溶性物质的应用，其特征在于，所述的脂溶性物质包括紫杉醇、多西紫杉醇、喜树碱及其衍生物、阿霉素及其类似物、脂溶性铂类抗癌药、脂溶性诊断试剂或荧光试剂。
10.权利要求6所述的交联的生物可降解载体聚合物组成的聚合物囊泡包裹水溶性物质、脂溶性物质或同时包裹水溶性物质和脂溶性物质的应用，其特征在于，所述水溶性物质指蛋白类、核酸类、多肽类药物、小分子水溶性药物、水溶性诊断试剂、荧光试剂、血红蛋白或酶分子；所述的脂溶性物质包括紫杉醇、多西紫杉醇、喜树碱及其衍生物、阿霉素及其类似物、脂溶性铂类抗癌药、脂溶性诊断试剂或荧光试剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201210084255 CN102604065B (zh) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | 交联的生物可降解载体聚合物、胶束、囊泡及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201210084255 CN102604065B (zh) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | 交联的生物可降解载体聚合物、胶束、囊泡及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102604065A true CN102604065A (zh) | 2012-07-25 |
| CN102604065B CN102604065B (zh) | 2013-09-04 |
Family
ID=46521877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201210084255 Active CN102604065B (zh) | 2012-03-27 | 2012-03-27 | 交联的生物可降解载体聚合物、胶束、囊泡及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102604065B (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102973525A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-03-20 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种担载蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束制剂及制备方法 |
| CN103588940A (zh) * | 2013-11-07 | 2014-02-19 | 中国科学技术大学 | 两亲性嵌段聚合物、聚合物囊泡及其制备方法和应用 |
| CN104997755A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-10-28 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种载药聚合物囊泡及其制备方法 |
| CN108676156A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-10-19 | 河南师范大学 | 一种还原响应型abc型嵌段聚合物及其制备方法和应用 |
| CN111592645A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-08-28 | 广州医科大学附属肿瘤医院 | 一种侧链含醛基的聚乙二醇-脂肪族饱和聚酯嵌段共聚物及其应用 |
| CN113024789A (zh) * | 2019-12-23 | 2021-06-25 | 科贝源(北京)生物医药科技有限公司 | 一种交联聚合物胶束及其制备方法和应用 |
| CN113197859A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-08-03 | 华南理工大学 | 一种聚合物囊泡的制备方法 |
| CN113825441A (zh) * | 2019-02-26 | 2021-12-21 | 迪基特布朗有限公司 | 用于血液环境参数的无创检查的系统 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101620511B1 (ko) * | 2014-09-04 | 2016-05-12 | 가톨릭대학교 산학협력단 | 온도감응성 생분해 하이드로겔 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1569956A (zh) * | 2004-04-23 | 2005-01-26 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种纳米结构材料模板的制作方法 |
| CN101831068A (zh) * | 2010-06-07 | 2010-09-15 | 中山大学 | 一种可降解的酸敏感两亲性嵌段共聚物及其制备方法和应用 |
| US20110165074A1 (en) * | 2008-09-09 | 2011-07-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Chelating amphiphilic polymers |
-
2012
- 2012-03-27 CN CN 201210084255 patent/CN102604065B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1569956A (zh) * | 2004-04-23 | 2005-01-26 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种纳米结构材料模板的制作方法 |
| US20110165074A1 (en) * | 2008-09-09 | 2011-07-07 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Chelating amphiphilic polymers |
| CN101831068A (zh) * | 2010-06-07 | 2010-09-15 | 中山大学 | 一种可降解的酸敏感两亲性嵌段共聚物及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 曾昭武等: "聚乙二醇-聚乳酸嵌段共聚物纳米粒的研究进展", 《现代生物医学进展》, vol. 12, no. 1, 31 January 2012 (2012-01-31), pages 179 - 181 * |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102973525A (zh) * | 2012-12-17 | 2013-03-20 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种担载蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束制剂及制备方法 |
| CN102973525B (zh) * | 2012-12-17 | 2014-10-01 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种担载蒽环类抗肿瘤抗生素的纳米胶束制剂及制备方法 |
| CN103588940A (zh) * | 2013-11-07 | 2014-02-19 | 中国科学技术大学 | 两亲性嵌段聚合物、聚合物囊泡及其制备方法和应用 |
| CN103588940B (zh) * | 2013-11-07 | 2016-01-20 | 中国科学技术大学 | 两亲性嵌段聚合物、聚合物囊泡及其制备方法和应用 |
| CN104997755A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-10-28 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种载药聚合物囊泡及其制备方法 |
| CN104997755B (zh) * | 2015-06-29 | 2018-08-28 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种载药聚合物囊泡及其制备方法 |
| CN108676156A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-10-19 | 河南师范大学 | 一种还原响应型abc型嵌段聚合物及其制备方法和应用 |
| CN108676156B (zh) * | 2018-06-25 | 2021-02-02 | 河南师范大学 | 一种还原响应型abc型嵌段聚合物及其制备方法和应用 |
| CN113825441A (zh) * | 2019-02-26 | 2021-12-21 | 迪基特布朗有限公司 | 用于血液环境参数的无创检查的系统 |
| CN113024789A (zh) * | 2019-12-23 | 2021-06-25 | 科贝源(北京)生物医药科技有限公司 | 一种交联聚合物胶束及其制备方法和应用 |
| CN113024789B (zh) * | 2019-12-23 | 2023-01-06 | 福建省紫杉园药业有限责任公司 | 一种交联聚合物胶束及其制备方法和应用 |
| CN111592645A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-08-28 | 广州医科大学附属肿瘤医院 | 一种侧链含醛基的聚乙二醇-脂肪族饱和聚酯嵌段共聚物及其应用 |
| CN111592645B (zh) * | 2020-06-04 | 2022-09-06 | 广州医科大学附属肿瘤医院 | 一种侧链含醛基的聚乙二醇-脂肪族饱和聚酯嵌段共聚物及其应用 |
| CN113197859A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-08-03 | 华南理工大学 | 一种聚合物囊泡的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102604065B (zh) | 2013-09-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102604065B (zh) | 交联的生物可降解载体聚合物、胶束、囊泡及其制备方法和应用 | |
| Chen et al. | Self-assembly pH-sensitive chitosan/alginate coated polyelectrolyte complexes for oral delivery of insulin | |
| Raza et al. | Cancer nanomedicine: focus on recent developments and self-assembled peptide nanocarriers | |
| KR100448170B1 (ko) | 폴리에틸렌이민을 친수성 블록으로 갖고 폴리에스테르계고분자를 소수성 블록으로 갖는 양친성 생분해성 블록공중합체 및 이를 이용한 수용액 상에서의 고분자자기조합 회합체 | |
| Ariga et al. | Layer-by-layer self-assembled shells for drug delivery | |
| Cheng et al. | Reduction and temperature dual-responsive crosslinked polymersomes for targeted intracellular protein delivery | |
| Ribeiro et al. | Advances in Hybrid Polymer‐Based Materials for Sustained Drug Release | |
| CN101792516B (zh) | 生物可降解聚合物囊泡及其制备和应用 | |
| AU2012251971B2 (en) | Polymeric nanoparticles for drug delivery | |
| Li et al. | Biodegradable polymersomes with an ionizable membrane: facile preparation, superior protein loading, and endosomal pH-responsive protein release | |
| US20060224095A1 (en) | Biocompatible polymeric vesicles self assembled from triblock copolymers | |
| CN103251561A (zh) | 一种双敏感可崩解式纳米囊泡药物载体制剂及其制备方法 | |
| WO2009020334A2 (en) | Porous polymer particles immobilized with charged molecules and method for preparing the same | |
| KR20040021760A (ko) | 약물 담지능력이 우수한 블록 공중합체 미셀 조성물 | |
| CN109627449A (zh) | Peg化树枝状大分子药物载体及其制备方法 | |
| CN101007174A (zh) | 一种生物降解高分子－多西紫杉醇键合药及其制备方法 | |
| Stepanova et al. | Polypeptide-based systems: From synthesis to application in drug delivery | |
| Ribeiro et al. | Nanostructured organic-organic bio-hybrid delivery systems | |
| KR100832552B1 (ko) | 생체적합성 및 온도감응성의 폴리에틸렌글리콜/폴리에스터블록 공중합체를 이용한 약물의 주사제형 | |
| CN111643719A (zh) | 环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统及其制备方法 | |
| JP2001131092A (ja) | 薬物の通過を制御するための層状構造物 | |
| Jung et al. | Drug release from core-shell type nanoparticles of poly (DL-lactide-co-glycolide)-grafted dextran | |
| Dahiya et al. | Advanced drug delivery applications of self-assembled nanostructures and polymeric nanoparticles | |
| de Almeida Pachioni-Vasconcelos et al. | Nanostructures for protein drug delivery | |
| CN1919181A (zh) | 两亲性荧光靶向纳米胶束及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201217 Address after: No. 9, river Hai Dong Road, Changzhou, Jiangsu Province Patentee after: CHANGZHOU INSTITUTE OF ENERGY STORAGE MATERIALS & DEVICES Address before: 130022 5625 people's street, Chaoyang District, Changchun, Jilin. Patentee before: Changchun Institute of Applied Chemistry Chinese Academy of Sciences |
|
| TR01 | Transfer of patent right |