CN103127525A - 一种树状聚合物纳米给药载体靶向阿霉素及其制法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种树状聚合物纳米给药载体靶向阿霉素，所述靶向阿霉素的结构通式为：PEG-b-PAMAM-hydrozone-（DOX）n。本发明的有益效果在于，提供了一种针对以骨髓瘤为代表的液体瘤的树状聚合物纳米给药载体靶向阿霉素。骨髓瘤的酸性环境（pH5.5）可以让连接载体和阿霉素的氢键水解断裂，从而释放完整的阿霉素分子。这种释放只在骨髓瘤的酸性条件下进行，因此可以极大地提高药物的治疗针对性。p-糖蛋白会将扩散至细胞内的阿霉素单体排除细胞，让肿瘤细胞产生多重抗药性，而载体药物则可避免因为p-糖蛋白引起的这种药物外排现象，避免多重抗药性。

Description

一种树状聚合物纳米给药载体靶向阿霉素及其制法

技术领域

本发明属于一种抗肿瘤药物，特别涉及一种树状聚合物纳米给药载体靶向阿霉素及其制法。

背景技术

基于树形聚合物（PAMAM）制备的具有靶向作用的纳米给药载体是近年研究的热点。中国专利CN 102657872A公开了一种氧化石墨烯/PAMAM/DTPA-Gd/PSCA抗体多功能材料及其制备方法，该材料是在纳米氧化石墨烯薄片上共价修饰聚酰胺-胺树枝状大分子，利用上面的氨基修饰DTPA-Gd和PSCA抗体。中国专利CN101259284A公开了一种基于树形聚合物肝靶向抗癌纳米前药系统、制备及用途。该发明是以远端肝靶向基因（T）的聚乙二醇修饰PAMAM），以阿霉素（DOX）作为治疗药物，载体与阿霉素之间通过溶酶体可降解的共价键连接而得到前药（T-PEG-PAMAM-DOX）。以PAMAM制备的现有纳米给药阿霉素中，主要是针对如肝癌等固体瘤，而以骨髓瘤为代表的液体瘤因为肿瘤细胞在身体各处分散，不能集中给药处理，而难以进行靶向给药。

发明内容

本发明提供了一种针对以骨髓瘤为代表的液体瘤的树状聚合物纳米给药载体靶向阿霉素，同时还提供了其制法。

本发明的一种树状聚合物纳米给药载体靶向阿霉素，靶向阿霉素的结构通式为：

PEG-b-PAMAM-hydrozone-（DOX）n

其中，PEG为分子量为1000-10000的聚乙二醇，b表示嵌段共聚物，PAMAM为2.5-6.5代的聚酰胺-胺型树枝状高分子聚合物，hydrozone为腙，n为2-32，DOX为阿霉素。

优选的靶向阿霉素的结构通式为：

PEG-b-PAMAM-hydrozone-（DOX）n

其中，PEG为分子量为5000的聚乙二醇，b表示嵌段共聚物，PAMAM为3代的聚酰胺-胺型树枝状高分子聚合物，hydrozone为腙，n为8，DOX为阿霉素。

本发明提供了靶向阿霉素的制法，包括如下步骤：

a)聚酰胺-胺型树枝状高分子聚合物同胱胺反应，得到如式I所示的中间体一：

PAMAM-S-S-PAMAM

（I）

b)中间体一在三(2-氯乙基)磷酸酯中，于pH7.0的条件下，与马来酰亚胺基聚乙二醇单甲醚反应得到如式II所示的中间体二：

其中m=23-219；

c）通过在液相中的聚合反应在中间体二上接入巯基，即在PAMAM末端的

或-NH₂，通过离子键连接巯基，得到如式（III）的所述纳米给药载体:

其中m=23-219；

反应的机理为：

d）阿霉素DOX与N-马来酰亚胺基己酸酰肼反应，得到如下式（IV）所示的活化阿霉素；

e）活化阿霉素同所述纳米给药载体反应，得到如下式（V）的载体药物：

其中m=23-219，Y代表如下结构：

优选的本发明靶向阿霉素的制法，

a)聚酰胺-胺型树枝状高分子聚合物同胱胺反应，得到如式VI所示的中间体一：

b)中间体一在三(2-氯乙基)磷酸酯中，于pH7.0的条件下，与马来酰亚胺基聚乙二醇单甲醚反应得到如式VII所示的中间体二：

c）通过在液相中的聚合反应在中间体二上接入巯基，即在PAMAM末端的

或-NH₂，通过离子键连接巯基，得到如式VIII所示的纳米给药载体：

d）阿霉素DOX与N-马来酰亚胺基己酸酰肼反应，得到如下式（IV）所示的活化阿霉素；

e）活化的阿霉素同所述纳米给药载体反应，得到如下式（IX）的载体药物：

本发明的靶向阿霉素的制法，其纳米给药载体的90%以上巯基被阿霉素取代，所述阿霉素的重量占整个靶向阿霉素的30%以上。

本发明的聚酰胺-胺型树枝状高分子聚合物（poly（amidoamine）（PAMAM）dendrimer），是一类在大分子主链上规则交错排列着酰胺基与叔胺基的树枝形聚合物。本发明的聚酰胺-胺型树枝状高分子聚合物包括但不限于PAMAM-G0,PAMAM-G1,PAMAM-G2,PAMAM-G3,PAMAM-G4,PAMAM-G5(G0-5代表第0-5代)，聚酰胺-胺型树枝状高分子聚合物的核包括但不限于氨、乙二胺，包括所有Amido amine类化合物。

本发明的胱胺（Cystamine），是一种有机二硫化物，由胱氨酸受热脱羧反应后形成。分子式为C₄H₁₂N₂S₂，结构式如下：

本发明的甲氧基聚乙二醇马来酰胺，也称马来酰亚胺基聚乙二醇单甲醚，MPEG-MAL;Methoxypolyethylene glycol-maleimide;Monomethoxy polyethylene glycol maleimide，(C₂H₄O)nC₇H₉NO₃

本发明的有益效果在于，提供了一种针对以骨髓瘤为代表的液体瘤的树状聚合物纳米给药载体靶向阿霉素。骨髓瘤的酸性环境（pH5.5）可以让本发明的连接载体和阿霉素的氢键水解断裂，从而释放完整的阿霉素分子。这种释放只在骨髓瘤的酸性条件下进行，因此可以极大地提高药物的治疗针对性。p-糖蛋白会将扩散至细胞内的阿霉素单体排除细胞，让肿瘤细胞产生多重抗药性，而载体药物则可避免因为p-糖蛋白引起的这种药物外排现象，避免多重抗药性。在骨髓瘤模拟条件下，载体前体药物在16,24和48小时的阿霉素释放率分别为57，70，72%。载体药物较游离阿霉素对肿瘤体积和负荷有明显的抑制作用。

下面通过试验例对本发明进一步说明：

试验例1

通过模拟体液环境（pH7.4）和骨髓瘤环境（pH5.5）进行药物释放对比。在骨髓瘤模拟条件下，载体前体药物在16,24和48小时的阿霉素释放率分别为57，70，72%。在体液环境下，2小时释放率为3.1%，48小时后也仅有8.2%，相对稳定。虽然不能避免持续的药物释放，但是这种释放率造成的全身毒性较直接服用阿霉素要小很多。

试验例2体外实验

如图1-3所示，单纯的载体在1ppm的浓度下，48小时后对于骨髓瘤细胞没有杀伤作用。作为对比，载体药物分别对OCI，H929，5TGM1细胞进行IC50实验，载体药物的效果较游离阿霉素略好。细胞活力的OCI，的H929和5TGM1多发性骨髓瘤细胞48小时后孵化与自由DOX或PEG5k-B-PAMAMG3腙DOX8的。数据表示为平均值±标准偏差（n=4时）。

试验例3体内实验

载体药物较游离阿霉素对肿瘤体积和负荷有明显的抑制作用。细胞凋亡实验中，使用原位末端凋亡法观察，载体药物有明显的促进细胞凋亡的效果。载体药物给药的小鼠存活时间明显延长。

下面对本发明的实施例作进一步说明。

附图说明

图1、对OCI细胞的体外实验结果；

Cell viability表示细胞活力；drug conc.表示药物浓度；FreeDOX表示单纯载体；P-DOX表示靶向阿霉素；

图2、对H929细胞的体外实验结果；

Cell viability表示细胞活力；drug conc.表示药物浓度；FreeDOX表示单纯载体；P-DOX表示靶向阿霉素；

图3、对5TGM1细胞的体外实验结果；

Cell viability表示细胞活力；drug conc.表示药物浓度；FreeDOX表示单纯载体；P-DOX表示靶向阿霉素；

图4、以树状聚合物靶向纳米给药载体包合的阿霉素的核磁图。其中，EPG_5k-PAXAM-C8-Catechol8表示样品编号。

具体实施方式

实施例1

PEG-b-PAMAM-hydrozone-（DOX）₈的制法

原料：

PEG为分子量为5000的聚乙二醇，PAMAM为3代的聚酰胺-胺型树枝状高分子聚合物，hydrozone为腙，阿霉素。

步骤：

a)聚酰胺-胺型树枝状高分子聚合物同胱胺反应，得到中间体一：

b)中间体一在三(2-氯乙基)磷酸酯中，于pH7.0的条件下，与马来酰亚胺基聚乙二醇单甲醚反应得到中间体二：

c）如图4所示的核磁图谱显示，通过在液相中的聚合反应在中间体二上接入巯基，得到纳米给药载体。

d）阿霉素DOX与N-马来酰亚胺基己酸酰肼反应，得到活化阿霉素；

e）活化的阿霉素同载体反应，得到载体药物。

反应流程图如下：

胱胺      PAMAM         中间体一

中间体一                    中间体二

中间体二                   纳米给药载体

其中Y代表如下结构：

实施例2PEG-b-PAMAM-hydrozone-（DOX）₁₆的制法

与实施例1基本相同，所不同的是PEG为分子量为9000的聚乙二醇，PAMAM为4代的聚酰胺-胺型树枝状高分子聚合物，hydrozone为腙，阿霉素。

实施例3PEG-b-PAMAM-hydrozone-（DOX）₄的制法

与实施例1基本相同，所不同的是PEG为分子量为2000的聚乙二醇，PAMAM为2代的聚酰胺-胺型树枝状高分子聚合物，hydrozone为腙，阿霉素。

以上所述实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种树状聚合物纳米给药载体靶向阿霉素，其特征在于，所述靶向阿霉素的结构通式为：

PEG-b-PAMAM-hydrozone-（DOX）n

其中，PEG为分子量为1000-10000的聚乙二醇，b表示嵌段共聚物，PAMAM为2.5-6.5代的聚酰胺-胺型树枝状高分子聚合物，hydrozone为腙，n为2-32，DOX为阿霉素。

2.如权利要求1所述的靶向阿霉素，其特征在于，所述靶向阿霉素的结构通式为：

PEG-b-PAMAM-hydrozone-（DOX）n

其中，PEG为分子量为5000的聚乙二醇，b表示嵌段共聚物，PAMAM为3代的聚酰胺-胺型树枝状高分子聚合物，hydrozone为腙，n为8，DOX为阿霉素。

3.如权利要求1所述的靶向阿霉素的制法，其特征在于，

a)聚酰胺-胺型树枝状高分子聚合物同胱胺反应，得到如式I所示的中间体一：

PAMAM-S-S-PAMAM

（I）

b)中间体一在三(2-氯乙基)磷酸酯中，于pH7.0的条件下，与马来酰亚胺基聚乙二醇单甲醚反应得到如式II所示的中间体二：

其中m=23-219；

c）通过在液相中的聚合反应在中间体二上接入巯基，即在PAMAM末端的或-NH₂，通过离子键连接巯基，得到如式（III）的所述纳米给药载体:

其中m=23-219；

d）阿霉素DOX与N-马来酰亚胺基己酸酰肼反应，得到如下式（IV）所示的活化阿霉素；

e）所述活化阿霉素同所述纳米给药载体反应，得到如下式（V）的靶向阿霉素：

其中m=23-219，Y代表如下结构：

4.如权利要求3所述的靶向阿霉素的制法，其特征在于，

a)聚酰胺-胺型树枝状高分子聚合物同胱胺反应，得到如式VI所示的中间体一：

b)中间体一在三(2-氯乙基)磷酸酯中，于pH7.0的条件下，与马来酰亚胺基聚乙二醇单甲醚反应得到如式VII所示的中间体二：

c）通过在液相中的聚合反应在中间体二上接入巯基，即在PAMAM末端的

或-NH₂，通过离子键连接巯基，得到如式VIII所示的纳米给药载体：

d）阿霉素DOX与N-马来酰亚胺基己酸酰肼反应，得到如下式（IV）所示的活化阿霉素；

e）活化阿霉素同所述纳米给药载体反应，得到如下式（IX）的靶向阿霉素：

其中Y代表如下结构：

5.如权利要求3-4所述的靶向阿霉素的制法，其特征在于，所述靶向阿霉素的90%以上巯基被阿霉素取代，所述阿霉素的重量占整个所述靶向阿霉素的30%以上。

6.一种树状聚合物纳米给药载体靶向阿霉素在抗肿瘤药物中的应用，其特征在于，所述靶向阿霉素的结构通式为：

PEG-b-PAMAM-hydrozone-（DOX）n

其中，PEG为分子量为1000-10000的聚乙二醇，b表示嵌段共聚物，PAMAM为2.5-6.5代的聚酰胺-胺型树枝状高分子聚合物，hydrozone为腙，n为2-32，DOX为阿霉素。

7.如权利要求6所述应用，其特征在于，一种树状聚合物纳米给药载体靶向阿霉素在抗液体肿瘤药物中的应用，所述靶向阿霉素的结构通式为：

PEG-b-PAMAM-hydrozone-（DOX）n

其中，PEG为分子量为5000的聚乙二醇，b表示嵌段共聚物，PAMAM为3代的聚酰胺-胺型树枝状高分子聚合物，hydrozone为腙，n为8，DOX为阿霉素。

8.如权利要求6所述应用，其特征在于，一种树状聚合物纳米给药载体靶向阿霉素在抗骨髓瘤中的应用，所述靶向阿霉素的结构通式为：

PEG-b-PAMAM-hydrozone-（DOX）n

其中，PEG为分子量为5000的聚乙二醇，b表示嵌段共聚物，PAMAM为3代的聚酰胺-胺型树枝状高分子聚合物，hydrozone为腙，n为8，DOX为阿霉素。

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