CN104774323B

CN104774323B - 一种含Pluronic P85聚合物及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN104774323B
Application number: CN201510161924.4A
Authority: CN
Inventors: 熊向源; 葛祥军; 龚妍春; 李资玲; 李玉萍
Original assignee: Jiangxi Science and Technology Normal University
Current assignee: Jiangxi Science and Technology Normal University
Priority date: 2015-04-08
Filing date: 2015-04-08
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2035-04-08
Also published as: CN104774323A

Abstract

本发明一种含Pluronic P85聚合物及其制备方法与应用，属于生物医药领域，公开了一种含有叶酸靶向基团的、由聚氧乙烯‑氧丙烯‑氧乙烯作为亲水链段、聚丙交酯作为疏水链段的两亲性嵌段具有新型化学结构的聚合物叶酸‑聚氧乙烯‑聚氧丙烯‑聚氧乙烯‑聚乳酸(FA‑P85‑PLA)，以及该化合物的制备方法。本发明具有良好的应用前景。

Description

一种含Pluronic P85聚合物及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于生物医药领域，涉及一种含叶酸靶向高分子药物载体及其制备方法。

背景技术

两亲性高分子，尤其是生物相容的两亲性高分子(也就是含有亲水性和疏水性两种链段的高分子)被广泛研究，因为它们可以在水中通过疏水链段间的疏水作用等自聚集形成具有各种不同形态的纳米粒子，这种性质使得两亲性高分子在药物释放体系有很大的应用前景，如可控释放体系、靶向释放体系等。我们知道，目前大部分药物(如抗癌药物)是疏水性的，也就是不溶于水，很容易被人体内的一系列排斥反应排出体外，如药物抵制作用、酶降解作用等等，这大大限制了癌症等疾病治疗的有效性。而两亲性高分子形成的纳米粒子可以作为药物载体，把药物包埋在疏水核内，表面由纳米粒子的亲水层保护，这样药物便可被输送到病变部位(如肿瘤等)，从而起到有效治疗癌症的作用。

对高分子纳米粒子的表面进行靶向性基团的修饰，可以提高药物输送的选择性和疾病治疗的有效性。因为靶向型纳米粒子将包埋的药物定向输送到肿瘤等病变部位，这样既可以减少药物对正常细胞的损害，又可因提高药物利用率而减少药物的用量，从而减轻药物对人体产生的副作用。因此，靶向型高分子纳米粒子在药物释放体系有很大的应用前景。

叶酸是细胞(尤其是增生细胞)所必需的维生素，参与多种代谢途径的一碳转移反应。叶酸的细胞转运通过两种跨膜蛋白，即低亲和力的还原性叶酸载体和高亲和力的叶酸受体(folate receptor，FR)来完成。目前已证实FR在多种肿瘤细胞表面过度表达，而在多数正常组织中的表达仅限于一些难于进入血液循环的上皮细胞顶膜。正因为FR表达的特性，FR天然配体—叶酸(folic acid,FA)成为将药物靶向到肿瘤细胞的重要分子，叶酸具有与叶酸受体的高亲和力(K_d＝l×10^-10mol·L^-1)、低免疫原性、易于修饰、体积小(M_w＝441.4)、高度化学稳定性和生物学稳定性，高的肿瘤渗透性、易与药物结合，与有机和水性溶剂的相容性以及低成本等优点，使叶酸介导肿瘤靶向的研究得到迅速发展。

近年来，国内外对叶酸靶向的高分子药物释放体系已有较广泛地研究。美国密西根大学的J.R.Baker Jr.课题组在聚酰胺-胺(PAMAM)树枝状高分子表面修饰了靶向基团叶酸，结果显示叶酸修饰后的药物载体与表面过度表达叶酸受体的KB细胞有特异性相互作用，从而可以有效地提高抗癌药物的治疗效果(Choi,Y.Chemistry&Biology2005,12,35)，但是，树枝状大分子的临床应用在极大程度上依赖于可控制备、功能化等相关研究的发展，目前高度规整性的单分散性肽类树枝状大分子的可控制备还存在难度大、成本高等问题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种新型化学结构的聚合物，具有药物靶向载体作用。

本发明的含叶酸靶向高分子药物载体，含有叶酸靶向基团的、由聚氧乙烯-氧丙烯-氧乙烯(PEO₂₆-PPO₄₀-PEO₂₆,Pluronic P85)作为亲水链段、聚丙交酯[poly(lacticacid),PLA]作为疏水链段的两亲性嵌段共聚物叶酸-聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯-聚乳酸(FA-P85-PLA)，其化学结构式如下：

其合成路线如图1，具体制备方法是：

(1)按照重量比，先将1.92-3.84g叶酸(folic acid,FA)与0.72g 1,3-二环己基碳二亚胺(DCC)加入到100ml无水二甲亚砜(DMSO)中，在室温下搅拌20-30小时，再将40g，8.7mmol Pluronic P85与0.39g 4-二甲氨基吡啶(DMAP)加入其中，继续在室温下搅拌24-48小时。之后用DMSO在30℃下透析24小时，直至透析袋内澄清(透析袋的截留分子量为3500)。接着用去离子水在30℃下透析两天，直至将DMSO全部透析除去。然后将产物旋干后再放入真空干燥箱内干燥，最后制得FA-P85-OH；

(2)用FA-P85-OH做大分子引发剂和辛酸亚锡为催化剂，在无水、无氧的条件下，引发环状单体丙交酯(lactide,LA)进行开环聚合反应，最终得到所需的共聚物。具体合成方法为：反应瓶通过抽真空-通氩气除氧除湿后，在氩气条件下加入FA-P85-OH、丙交酯和辛酸亚锡，丙交酯的量为FA-P85-OH重量的50–100％，辛酸亚锡的量为丙交酯重量的0.1-0.15％，将反应物加热至140-160℃，搅拌下，反应持续7-9小时；将反应物二氯甲烷溶解，然后沉入甲醇中，有白色物质沉出，过滤；然后再用二氯甲烷溶解聚合物，并沉入甲醇中，过滤，干燥，最终得到FA-P85-PLA共聚物。

本发明还涉及FA-P85-PLA共聚物在包埋抗癌药物紫杉醇中的应用。

包埋紫杉醇的方法是：

1、包埋紫杉醇的FA-P85-PLA纳米粒子的制备

称取3mg FA-P85-PLA聚合物和0.3mg紫杉醇(Paclitaxel，PTX)于具塞试管中，加3.3ml二甲基亚砜(DMSO)进行溶解。再将该DMSO溶液分散于10g超纯水中，倒入透析袋中透析24h，以除去未包封的紫杉醇。

2、紫杉醇包埋率和载药量的测定

取4ml步骤1中的纳米粒子水溶液冻干，然后加入4ml乙腈-水(7：3v/v)混合溶液溶解，接着用高效液相色谱(HPLC)进行测试，测试条件如下：C18柱，以1.0ml·min^-1流速的乙腈-水(7:3v/v)为流动相，在227nm处检测峰面积，通过与标准品的主峰面积相比较，计算样品中的紫杉醇浓度。经检测，紫杉醇的保留时间为3.89min。

包埋率的计算公式如下：

本发明涉及的FA-P85-PLA两亲性嵌段共聚物是一个具有新型化学结构的聚合物。并且与现有FA-F127-PLA共聚物相比，具有更高的药物包埋率，增加了药物的抗肿瘤效果。

附图说明

图1本发明聚合物FA-P85-PLA的合成路线。

具体实施方式

Pluronic P85(PEO₂₆-PPO₄₀-PEO₂₆,)购自Sigma公司。

实施例1

本发明的FA-P85-PLA共聚物的制备方法如下：

1、先将1.67g,3.78mmol叶酸FA与0.72g 1,3-二环己基碳二亚胺(DCC)加入到100ml无水二甲亚砜(DMSO)中，在室温下搅拌24小时，再将40g，8.7mmol Pluronic P85(PEO₂₆-PPO₄₀-PEO₂₆,)与0.39g 4-二甲氨基吡啶(DMAP)加入其中，继续在室温下搅拌48小时。之后用DMSO在30℃下透析24小时，直至透析袋内澄清(透析袋的截留分子量为3500)。接着用去离子水在30℃下透析两天，直至将DMSO全部透析掉。然后将产物旋干后再放入真空干燥箱内干燥，最后制得FA-P85-OH。所得共聚物称重为23.6g，产率为56.6％。

2、反应瓶通过抽真空-通氩气除氧除湿后，在氩气条件下加入3g FA-P85-OH、丙交酯3g和辛酸亚锡4mg，将反应物加热至150℃，搅拌下，反应持续8小时；将反应物二氯甲烷溶解，然后沉入甲醇中，有白色物质沉出，过滤；然后再用二氯甲烷溶解聚合物，并沉入甲醇中，过滤，干燥，最终得到FA-P85-PLA共聚物(载体)2.37g，产率为39.5％。

结构表征¹H NMR(400MHz,CDCl₃,ppm):1.1-1.2(m,CH₃of PPO block in P85),1.5-1.7(m,CH₃of PLA block),3.3-3.7(m,OCH₂CH₂of PEO block and OCH₂CH of PPOblock in P85),5.1-5.3(m,CH of PLA block)。

制备得到的FA-P85-PLA共聚物的分子量和PLA的链段含量由FA-P85-PLA的核磁谱图计算得到，结果为FA-P85-PLA的分子量(Mn)为11600，PLA链段的含量为56.5wt％，也即相应聚合物的结构式为FA-PEO₂₆-PPO₄₀-PEO₂₆-PLA₉₁。FA-P85-PLA共聚物中FA的含量由紫外分光光度计测试得到。由288nm处FA的紫外吸收峰可知，FA已成功连接到P85-PLA共聚物的端基上。

实施例2本发明FA-P85-PLA共聚物包埋紫杉醇

1、包埋紫杉醇的FA-P85-PLA纳米粒子的制备

2、紫杉醇包埋率和载药量的测定

取4ml步骤1中的纳米粒子水溶液冻干，然后加入4ml乙腈- 水(7：3v/v)混合溶液溶解，接着用高效液相色谱(HPLC)进行测试，测试条件如下：C18柱，以1.0ml·min^-1流速的乙腈-水(7:3v/v)为流动相，在227nm处检测峰面积，通过与标准品的主峰面积相比较，计算样品中的紫杉醇浓度。经检测，紫杉醇的保留时间为3.89min。

包埋率的计算公式如下：

由计算结果可知，FA-P85-PLA共聚物的紫杉醇包埋率为42.1％。

3、FA-F127-PLA共聚物合成

1、FA-F127-OH的合成：先将0.42g,0.95mmol FA与0.18g1,3-二环己基碳二亚胺(DCC)加入到35ml无水二甲亚砜(DMSO)中，在室温下搅拌12小时，再将10g，0.79mmolPluronic F127与0.097g 4-二甲氨基吡啶(DMAP)加入其中，继续在室温下搅拌24小时。之后将反应物离心5分钟。取上清用DMSO透析3小时，透析袋的截留分子量为3500，之后再用二次蒸馏水透析24小时。再将透析袋内反应液旋干后用5ml二氯甲烷溶解，将之滴入无水乙醚，过滤，真空干燥，制得5g一端修饰FA的FA-F127-OH。

2、FA-F127-PLA的合成：反应瓶通过抽真空-通氩气除氧除湿后，在氩气条件下加入5g FA-Pluronic-OH、丙交酯2.5g和辛酸亚锡2.5mg，将反应物加热至150℃，搅拌下，反应持续6小时；将反应物沉入甲醇中，有白色物质沉出，过滤；然后再用二氯甲烷溶解聚合物，并沉入甲醇中，过滤，干燥，最终得到FA-F127-PLA共聚物(载体)3.8g，产率为50.7％。

结构表征¹H NMR(400MHz,DMSO-d⁶,ppm):1.04-1.05(m,CH₃of PPO block inPluronic),1.28-1.30(m,CH₂CH₂CO of folate),1.47-1.49(m,CH₃of PLA block),3.33-3.52(m,OCH₂CH₂of PEO block and OCH₂CH of PPO block in Pluronic),5.21-5.22(m,CHof PLA block),6.5-7.7(d,benzene-H of folate)。

FA-F127-PLA共聚物用同样的方法包埋紫杉醇，并进行包埋率的测试。计算得到其紫杉醇的包埋率为24.6％。

由结果比较可知，FA-P85-PLA共聚物的紫杉醇包埋率比FA-F127-PLA共聚物的紫杉醇包埋率提高了接近2倍。

Claims

1.一种聚合物，其分子结构式如下：

2.根据权利要求1所述聚合物，其制备方法包括以下步骤：

(1)先将1.92-3.84g叶酸(FA)与0.72g 1,3-二环己基碳二亚胺(DCC)加入到100ml无水二甲亚砜(DMSO)中，在室温下搅拌20-30小时，再将40g，8.7mmol Pluronic P85与0.39g 4-二甲氨基吡啶(DMAP)加入其中，继续在室温下搅拌24-48小时；之后用DMSO在30℃下透析24小时，直至透析袋内澄清，透析袋的截留分子量为3500；接着用去离子水在30℃下透析两天，直至将DMSO全部透析除去；然后将产物旋干后再放入真空干燥箱内干燥；

(2)反应瓶通过抽真空-通氩气除氧除湿后，在氩气条件下加入步骤(1)所得产物FA-P85-OH、丙交酯和辛酸亚锡，丙交酯的量为FA-P85-OH重量的50–100％，辛酸亚锡的量为丙交酯重量的0.1-0.15％，将反应物加热至140-160℃，搅拌下，反应持续7-9小时；将反应物二氯甲烷溶解，然后沉入甲醇中，有白色物质沉出，过滤；然后再用二氯甲烷溶解聚合物，并沉入甲醇中，过滤，干燥，最终制得了共聚物FA-P85-PLA。

3.根据权利要求1所述的聚合物在制备治疗癌症药物的载体中的应用。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于所述治疗癌症药物为紫杉醇。