CN104586769A - 基于白蛋白-高分子键合体的阿霉素高分子脂质体的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于白蛋白-高分子键合体的阿霉素高分子脂质体的制备方法；将摩尔比例为1:50～1:200白蛋白大分子引发剂与酸敏感单体加入到反应容器中，通过ATRP方法制备具有酸敏感响应性的白蛋白-高分子键合体；将白蛋白-高分子键合体溶于的有机溶剂中，形成高分子的有机溶液；然后将阿霉素高分子脂质体溶液的浓度为0.5～5mg/ml的阿霉素溶于的去离子水中；用阿霉素溶液注入高分子的有机溶液中，并用探头式超声波发生器对其进行超声分散，直至形成半透明乳液；将上述乳液旋蒸直至反应容器中的有机溶剂完全挥发后，即得到阿霉素高分子脂质体。其具有pH敏感性、高生物安全性和可生物降解等性质，是一种很好的药物载体。

Description

基于白蛋白-高分子键合体的阿霉素高分子脂质体的制备方法

技术领域

本发明涉及医药技术领域，更具体的是涉及一种新型高分子脂质体及其包裹抗癌药物阿霉素纳米制剂的制备方法。

背景技术

阿霉素是一种抗肿瘤抗生素，可抑制RNA和DNA的合成，对RNA的抑制作用最强，抗瘤谱较广，对多种肿瘤均有作用，属周期非特异性药物，对各种生长周期的肿瘤细胞都有杀灭作用。主要适用于急性白血病，对急性淋巴细胞白血病及粒细胞白血病均有效，一般作为第二线药物，即在首选药物耐药时可考虑应用此药。恶性淋巴瘤，可作为交替使用的首先药物。乳腺癌、肉瘤、肺癌、膀胱癌等其他各种癌症都有一定疗效，多与其他抗癌药联合使用。主要的毒性反应有，白细胞和血小板减少，约60％-80％的病人可发生；100％的病人有不同程度的毛发脱落，停药后可以恢复生长；心脏毒性，表现为心律失常。另外，用药后尿液可出现红色。

该品为广谱抗肿瘤药，对机体可产生广泛的生物化学效应，具有强烈的细胞毒性作用。其作用机理主要是该品嵌入DNA而抑制核酸的合成。临床上用于治疗急性淋巴细胞白血病、急性粒细胞性白血病、何杰金和非何杰金淋巴瘤、乳腺癌、肺癌、卵巢癌、软组织肉瘤、成骨肉瘤、横纹肌肉瘤、肾母细胞瘤、神经母细胞瘤、膀胱瘤、甲状腺瘤、绒毛膜上皮癌、前列腺癌、睾丸癌、胃癌、肝癌等。

由于阿霉素具有以上的毒副作用，我们希望通过高分子脂质体包载药物后靶向和缓释作用来减小其副作用从而提高治疗的效率。“高分子脂质体”其优势主要体现在：1)脂质体结构稳定：目前传统脂质体结构不稳定，从而造成粒径不均一，尺寸难以控制，在储存尤其是体内应用时极易发生团聚，难以被机体代谢，易从肾脏排泄，从而降低了药物的使用效率。而通过高分子自组装制备得到的高分子脂质体，由于其分子量大，组成的脂质体结构更稳定，尺寸稳定性好，不容易发生团聚，且制剂在溶液里储存时间更长。2)长循环功能：通过表面PEG(聚乙二醇)的修饰，可使高分子脂质体不易被人体网状内皮系统捕捉，延长在体内的循环时间，同时增加高分子脂质体的生物利用度和生物相容性。利用PEG等天然或合成的聚合物修饰类脂可延长脂质体的体内半衰期；而PEG的惰性屏蔽作用也能够逃脱机体免疫系统的防御攻击。研究表明含PEG 4000的脂质体注射后药物血中含量高，存留时间长，72h后还可测出。3)分子靶向功能：由于肿瘤细胞表面一些受体高度表达，使用与受体可特异性结合的靶向分子如单克隆抗体、叶酸、RGD(甘氨酰-精氨酰-甘氨酰-天冬氨酰-天冬酰胺酰-脯氨酸序列)、核酸适配子等接到高分子脂质体的表面，从而经表面修饰实现高分子脂质体对肿瘤细胞的靶向定位。4)药物的可控释放：使用具有刺激响应性的高分子制备高分子脂质体，可实现高分子脂质体对药物的可控释放。刺激响应性主要包括pH敏感、光敏感、热敏感以及氧化还原敏感。具有刺激响应性的高分子可根据外界环境的变化其性质发生变化，这为我们设计药物载体方面带来许多新的思路。如我们可以利用肿瘤组织pH(pH为6.5左右)、细胞内涵体pH值(pH值为5.5-6.5之间)以及溶酶体pH值(pH值为4.5-5,5之间)低于正常组织(pH值为7.4)，使用具有pH敏感的材料高分子脂质体制备药物可控释放的抗肿瘤纳米制剂，提高了药物的利用率而且减小了毒副作用。

高分子脂质体有如此多的优势，但其本身也不是完美无瑕的，例如高分子脂质体在人体内难以降解，以及其材料本身的毒副作用。如今白蛋白-高分子键合体已经广泛应用于药物载体领域，我们采用具有酸敏感性的高分子(甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)和甲基丙烯酸二异丙胺基乙酯(DPA))与白蛋白(牛血清白蛋白(BSA)或者是人血清白蛋白(HSA))一起构筑新型的白蛋白-高分子键合体包裹阿霉素，这类白蛋白-高分子结合体自组装的高分子脂质体可以进一步优化高分子脂质体的载药效果，达到药物可控释放，从而提高其药物利用率而且减小了毒副作用。

发明内容

本发明的目的在于采用具有pH敏感性、高生物安全性和可生物降解性的高分子脂质体来包载抗癌药物阿霉素，通过高分子脂质体的包裹来提高药物的利用率减小毒副作用。采用白蛋白和酸敏感型的单体材料，通过ATRP(原子转移自由基聚合)反应合成白蛋白-高分子键合体，并以其作为基材通过自组装技术包载阿霉素。

本发明的技术方法如下：

基于白蛋白-高分子键合体的阿霉素高分子脂质体的制备方法；将摩尔比例为1:50～1:200白蛋白大分子引发剂与酸敏感单体加入到反应容器中，通过ATRP方法制备具有酸敏感响应性的白蛋白-高分子键合体；将白蛋白-高分子键合体溶于的有机溶剂中，形成高分子的有机溶液；然后将阿霉素高分子脂质体溶液的浓度为0.5～5mg/ml的阿霉素溶于的去离子水中；用阿霉素溶液注入高分子的有机溶液中，并用探头式超声波发生器对其进行超声分散，直至形成半透明乳液；将上述乳液旋蒸直至反应容器中的有机溶剂完全挥发后，即得到阿霉素高分子脂质体。

所述阿霉素溶液与高分子的有机溶液体积比为1～10:1。

所述的制备方法中，所选用的白蛋白是牛血清白蛋白或者是人血清白蛋白。

所述的制备方法中，酸敏感单体为甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯或甲基丙烯酸二异丙胺基乙酯的一种或两种的组合。

所述的制备方法中，修饰的白蛋白大分子引发剂与酸敏感单体的摩尔比例为1:50～200。

所述的制备方法中，所述的白蛋白中高分子链的接枝率在15％～25％。

所述的制备方法中，所选用的有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷的一种或两种的组合。

所述的制备方法中，阿霉素高分子脂质体溶液的浓度为0.5～5mg/ml。

所述的制备方法中，所述超声波发生器的超声功率100-400W；优选为200-300W。

所述的制备方法，其特征在于超声分散的半透明乳液在25-35℃下于旋转蒸发仪上进行旋蒸直至反应容器中的有机溶剂完全挥发。

所述的制备方法中，自组装过程中包载阿霉素得到的脂质体粒径为100-300nm。

所述的制备方法，其特征在于ATRP制备白蛋白-高分子结合体可以在schlenk长颈瓶中或三口圆底烧瓶中反应聚合。

本发明制备的新型的高分子脂质体优势在于：

1.选用新型酸敏感响应性蛋白质-高分子结合体为制备高分子脂质体的基材，其具有pH敏感性、高生物安全性和可生物降解等性质，是一种很好的药物载体。

2.采用反相蒸发法制备的阿霉素高分子脂质体粒径均一且大小在100-300nm之间。

3.阿霉素高分子脂质体到达肿瘤部位后，由于其pH敏感性可以实现一定程度上药物的可控释放，有效地提高阿霉素的利用率和降低其毒副作用。

附图说明

图1本发明制备的BSA-PDMAEMA键合体阿霉素高分子脂质体的透射电镜照片。

图2本发明制备的HSA-PDPA键合体阿霉素高分子脂质体的透射电镜照片。

具体实施方式

下面的实施案例中将对本发明作进一步的阐述，但本发明不限于此。

本发明的实施过程步骤如下：

所述的制备方法，其特征在于ATRP制备白蛋白-高分子键合体可以在schlenk长颈瓶中或三口圆底烧瓶中反应聚合。

1)首先配制pH＝8.3-10.3的NaHCO₃或PBS缓冲液。

2)精确称取定量的BSA或HSA大分子在10ml-30ml所配置的缓冲液中溶解，超声1min-3min保证其充分溶解。然后将微量2-溴代异丁酰溴分散在少量的DMF有机溶剂中，再加入上述BSA或HSA溶解液，保持25℃搅拌1h-3h。

3)用1ml的移液枪将反应好的液体装入截留分子量8000-14000透析袋中在水中透一到两天，然后再用冻干机冻干得到大分子引发剂。

4)先称取一定量的的大分子引发剂固体产物放入容积在10毫升以上的chlenk长颈瓶中或三口圆底烧瓶中，然后用加入2ml-5ml的蒸馏水。

5)超声使大分子引发剂充分溶解，并缓慢加入0.5-2mlDMEMA或DPA单体，微量DMF，充分互溶后用真空泵抽真空5min-10min，再通入2min-5min氩气；重复上述步骤4-10次。保证反应容器中没有氧气充满氩气。

6)用10ml的玻璃瓶装满蒸馏水，通入20-40min氩气，排除水中的氧气。再用通氩气的水配置所需的催化剂。过程是先按一定的质量比称取溴化亚铜和2,2-联吡啶，并加入水中使其充分溶解。操作过程中要尽量快使氧气不混入催化剂溶液里，溶液的颜色应为深褐色。

7)用注射器通过橡皮塞想长颈瓶中加入催化剂，每次加1ml-2ml。(用注射器的原因就是为了防止氧气进入反应的容器中)。就如前言所说，ATRP反应对无氧环境的要求很高。

8)反应一定时间后(4h、8h、12h或24h等)，将得到的液体装入截留分子量8000-14000透析袋中，透析一天，然后用玻璃培养皿装好冻干12h-24h左右得到固体产品BSA-PDMAEMA、BSA-PDPA、HSA-PDMAEMA和HSA-PDPA。

以上反应为制备白蛋白大分子引发剂和ATRP方法制备具有酸敏感响应性的白蛋白-高分子键合体的一般步骤，在实施例中不作详述。

实施案例1：

基于白蛋白-高分子键合体的阿霉素高分子脂质体的制备方法；将摩尔比例为1:50白蛋白大分子引发剂与酸敏感单体DMAEMA加入到反应容器中，白蛋白中高分子链的接枝率为15％，通过ATRP方法制备具有酸敏感响应性的白蛋白-高分子键合体BSA-PDMAEMA。将1mg白蛋白-高分子键合体溶于装有1ml二氯甲烷的小烧杯中，再称取0.5mg的阿霉素溶于2ml去离子水并装入注射器，然后将阿霉素的水溶液缓慢滴加到键合体的二氯甲烷溶液中并同时用探头式超声波发生器以300W的功率对其进行超声分散，直至形成半透明乳液，用1ml的移液枪将上述乳液转移到50ml的茄形瓶中，在35℃下于旋转蒸发仪上进行旋蒸。当茄形瓶中的有机溶剂完全挥发后，即得到阿霉素高分子脂质体溶液。高分子脂质体的的粒径在110nm，浓度为0.5mg/ml。

实施案例2：

基于白蛋白-高分子键合体的阿霉素高分子脂质体的制备方法；将摩尔比例为1:200白蛋白大分子引发剂与酸敏感单体DMAEMA加入到反应容器中，白蛋白中高分子链的接枝率为25％，通过ATRP方法制备具有酸敏感响应性的白蛋白-高分子键合体BSA-PDMAEMA。将2mg白蛋白-高分子键合体溶于1ml二氯甲烷的小烧杯中，再称取0.5mg的阿霉素溶于2ml去离子水，然后将阿霉素的水溶液缓慢滴加到键合体的二氯甲烷溶液中并同时用探头式超声波发生器以200W的功率对其进行超声分散，直至形成半透明乳液，用1ml的移液枪将上述乳液转移到50ml的茄形瓶中，将上述乳液在25℃下于旋转蒸发仪上进行旋蒸。当茄形瓶中的有机溶剂完全挥发后，即得到阿霉素高分子脂质体。高分子脂质体的的粒径在100nm，浓度为1mg/ml。

实施案例3：

基于白蛋白-高分子键合体的阿霉素高分子脂质体的制备方法；将摩尔比例为1:100白蛋白大分子引发剂与酸敏感单体DPA加入到反应容器中，白蛋白中高分子链的接枝率为15％，通过ATRP方法制备具有酸敏感响应性的白蛋白-高分子键合体BSA-PDPA。称取4mg白蛋白-高分子键合体溶于1ml二氯甲烷的小烧杯中，再称取0.5mg的阿霉素溶于2ml去离子水，然后将阿霉素的水溶液缓慢滴加到键合体的二氯甲烷溶液中并同时用探头式超声波发生器以200W的功率对其进行超声分散，直至形成半透明乳液，用1ml的移液枪将上述乳液转移到50ml的茄形瓶中，将上述乳液在35℃下于旋转蒸发仪上进行旋蒸。当茄形瓶中的有机溶剂完全挥发后，即得到阿霉素高分子脂质体溶液。高分子脂质体的的粒径在300nm，浓度为2mg/ml。

实施案例4：

基于白蛋白-高分子键合体的阿霉素高分子脂质体的制备方法；将摩尔比例为1:50白蛋白大分子引发剂与酸敏感单体DPA加入到反应容器中，白蛋白中高分子链的接枝率为25％，通过ATRP方法制备具有酸敏感响应性的白蛋白-高分子键合体BSA-PDPA。称取20mg白蛋白-高分子键合体溶于2ml二氯甲烷的小烧杯中，再称取0.5mg的阿霉素溶于4ml去离子水，然后将阿霉素的水溶液缓慢滴加到键合体的二氯甲烷溶液中并同时用探头式超声波发生器以300W的功率对其进行超声分散，直至形成半透明乳液，用1ml的移液枪将上述乳液转移到50ml的茄形瓶中，将上述乳液在35℃下于旋转蒸发仪上进行旋蒸。当茄形瓶中的有机溶剂完全挥发后，即得到阿霉素高分子脂质体溶液。高分子脂质体的的粒径在130nm，浓度为5mg/ml。

实施案例5：

基于白蛋白-高分子键合体的阿霉素高分子脂质体的制备方法；将摩尔比例为1:100白蛋白大分子引发剂与酸敏感单体DMAEMA加入到反应容器中，白蛋白中高分子链的接枝率为20％，通过ATRP方法制备具有酸敏感响应性的白蛋白-高分子键合体HSA-PDMAEMA。称取4mg白蛋白-高分子键合体溶于0.5ml二氯甲烷的小烧杯中，再称取0.5mg的阿霉素溶于2ml去离子水，然后将阿霉素的水溶液缓慢滴加到键合体的二氯甲烷溶液中并同时用探头式超声波发生器以100W的功率对其进行超声分散，直至形成半透明乳液，用1ml的移液枪将上述乳液转移到50ml的茄形瓶中，将上述乳液在30℃下于旋转蒸发仪上进行旋蒸。当茄形瓶中的有机溶剂完全挥发后，即得到阿霉素高分子脂质体溶液。高分子脂质体的的粒径在170nm，浓度为2mg/ml。

实施案例6：

基于白蛋白-高分子键合体的阿霉素高分子脂质体的制备方法；将摩尔比例为1:50白蛋白大分子引发剂与酸敏感单体DMAEMA加入到反应容器中，白蛋白中高分子链的接枝率为20％，通过ATRP方法制备具有酸敏感响应性的白蛋白-高分子键合体HSA-PDMAEMA。称取10mg白蛋白-高分子键合体溶于0.5ml二氯甲烷的小烧杯中，再称取0.5mg的阿霉素溶于5ml去离子水，然后将阿霉素的水溶液缓慢滴加到键合体的二氯甲烷溶液中并同时用探头式超声波发生器以400W的功率对其进行超声分散，直至形成半透明乳液，用1ml的移液枪将上述乳液转移到50ml的茄形瓶中，将上述乳液在25℃下于旋转蒸发仪上进行旋蒸。当茄形瓶中的有机溶剂完全挥发后，即得到阿霉素高分子脂质体溶液。高分子脂质体的的粒径在240nm，浓度为2mg/ml。

实施案例7：

基于白蛋白-高分子键合体的阿霉素高分子脂质体的制备方法；将摩尔比例为1:200白蛋白大分子引发剂与酸敏感单体DPA加入到反应容器中，白蛋白中高分子链的接枝率为20％，通过ATRP方法制备具有酸敏感响应性的白蛋白-高分子键合体HSA-PDPA。称取4mg白蛋白-高分子键合体溶于0.5ml二氯甲烷的小烧杯中，再称取0.5mg的阿霉素溶于2ml去离子水，然后将阿霉素的水溶液缓慢滴加到键合体的二氯甲烷溶液中并同时用探头式超声波发生器以200W的功率对其进行超声分散，直至形成半透明乳液，用1ml的移液枪将上述乳液转移到50ml的茄形瓶中，将上述乳液在35℃下于旋转蒸发仪上进行旋蒸。当茄形瓶中的有机溶剂完全挥发后，即得到阿霉素高分子脂质体溶液。高分子脂质体的的粒径在200nm，浓度为2mg/ml。

实施案例8：

基于白蛋白-高分子键合体的阿霉素高分子脂质体的制备方法；将摩尔比例为1:200白蛋白大分子引发剂与酸敏感单体DPA加入到反应容器中，白蛋白中高分子链的接枝率为25％，通过ATRP方法制备具有酸敏感响应性的白蛋白-高分子键合体HSA-PDPA。称取4mg白蛋白-高分子键合体溶于1ml二氯甲烷的小烧杯中，再称取0.5mg的阿霉素溶于2ml去离子水，然后将阿霉素的水溶液缓慢滴加到键合体的二氯甲烷溶液中并同时用探头式超声波发生器以250W的功率对其进行超声分散，直至形成半透明乳液，用1ml的移液枪将上述乳液转移到50ml的茄形瓶中，将上述乳液在35℃下于旋转蒸发仪上进行旋蒸。当茄形瓶中的有机溶剂完全挥发后，即得到阿霉素高分子脂质体溶液。高分子脂质体的的粒径在150nm，浓度为2mg/ml。

实施案例9：

载药量的测定

取载体溶液，加入一定量的盐酸调整pH为酸性,使药物释放出来，测定阿霉素的吸光度A,由药物浓度和吸光度的关系测出来药物的浓度从而求出药物的含量。

载药量(％)＝高分子脂质体中药物含量/高分子脂质体的重量×100％

本实验的载药量计算如下所示：

所取得高分子脂质体的量：0.8-1mg,吸光值X为0.208-0.232,药物浓度计算公式为：y＝0.2192X+0.004，计算所得的药物浓度为0.04959-0.05485mg/ml

药物总质量：0.1548-0.1581mg，载药率为：0.1548-0.2076。

Claims (9)

1.基于白蛋白-高分子键合体的阿霉素高分子脂质体的制备方法；将摩尔比例为1:50～1:200白蛋白大分子引发剂与酸敏感单体加入到反应容器中，通过ATRP方法制备具有酸敏感响应性的白蛋白-高分子键合体；将白蛋白-高分子键合体溶于的有机溶剂中，形成高分子的有机溶液；然后将阿霉素高分子脂质体溶液的浓度为0.5～5mg/ml的阿霉素溶于的去离子水中；用阿霉素溶液注入高分子的有机溶液中，并用探头式超声波发生器对其进行超声分散，直至形成半透明乳液；将上述乳液旋蒸直至反应容器中的有机溶剂完全挥发后，即得到阿霉素高分子脂质体。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是所选用的白蛋白是牛血清白蛋白或者是人血清白蛋白。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是所述阿霉素溶液与高分子的有机溶液体积比为1～10:1。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是酸敏感单体为甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯或甲基丙烯酸二异丙胺基乙酯的一种或两种的组合。

5.如权利要求1所述的方法，其特征是修饰的白蛋白大分子引发剂与酸敏感单体的摩尔比例为1:50～200。

6.如权利要求1所述的方法，其特征是所述的白蛋白中高分子链的接枝率在15％～25％。

7.如权利要求1所述的方法，其特征是所选用的有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷的一种或两种的组合。

8.如权利要求1所述的方法，其特征是超声功率100-400W。

9.如权利要求1所述的方法，其特征是自组装过程中包载阿霉素得到的脂质体粒径为100-300nm。