CN104887627A - 一种共聚物在抗肿瘤药物中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种共聚物，其可以作为抗代谢药物、替康类、替尼类、长春碱类、喜树碱类、紫杉醇类、铂类、霉素类、激素类抗肿瘤药物的载体，形成嵌段共聚物胶束。不仅大大增加了抗肿瘤药物的溶解性，提高了疗效，而且还延长了药物在体内循环时间，提高药物活性，降低了突释效应，增加了生物利用度。
Description
技术领域
本发明涉及一种共聚物及其应用，具体涉及一种共聚物在抗肿瘤药物中的应用，属于医药技术领域。
背景技术
随着生命科学和高分子材料科学的迅猛发展，环境敏感高分子材料在智能药物控制释放体系中的研究与应用举足轻重，对pH及温度敏感型生物可降解高分子材料的研究备受关注。这类高分子材料按结构和性质分为嵌段共聚物、接枝共聚物、阳离子聚合物和阴离子聚合物等。对于嵌段共聚物而言，根据链段排列规律，又可分为A-B型二嵌段，A-B-A和B-A-B型三嵌段共聚物，主要有聚氧乙烯、聚乳酸、聚羟基乙酸、聚乳酸羟基乙酸和聚己内酯等组成。这类材料易于与组织蛋白结合，具有良好生物相容性，可被用作多种药物释放体系载体，如蛋白质、多肽、抗原、抗肿瘤药物等。
目前，生物可降解嵌段共聚物作为药物载体主要在水凝胶、胶束、微球、纳米球等给药体系中应用广泛。通过皮下注射或植入方式局部给药，随生理条件发生相转变变成凝胶，成为药物释放骨架，发挥缓控释作用，适合作为难溶性药物、蛋白质、多肽等生物活性药物载体；作为注射给药系统药物载体，延长药物在体内循环时间，利用肿瘤部位特定的温度和pH对聚合物胶束的刺激，实现药物释放，具有一定的靶向性；以血管内注射方式给药，延长药物在体内循环时间，提高抗癌药物活性，降低突释效应，主要利用共聚物骨架的降解释放药物，作为透皮制剂压敏胶材料，具有较高的透皮累积量和百分率，减少对皮肤的刺激性。
嵌段共聚物胶束是由具有亲水性片段和疏水性片段的两亲性嵌段共聚物在水溶液中自发形成的一种自组装结构，具有粒径小(一般小于100nm)、粒度分布窄、载药范围广、结构稳定、体内滞留时间长、载药量高和独特的体内分布等特点。嵌段共聚物胶束能对难溶性药物有效增溶，可作为抗肿瘤药、抗菌药、降压药、基因治疗药等药物载体，已受到了广泛地的关注。用其作为抗肿瘤药物载体不仅能提高疗效、降低毒副作用，还能对抗抗肿瘤药物的多药耐药性。因此嵌段共聚物胶束作为难溶性抗肿瘤药物载体具有广阔的发展前景。
嵌段共聚物胶束的形成取决于疏水嵌段的吸引力和亲水嵌段的排斥力。根据热力学定律，核壳界面的表面自由能较小时胶束更稳定，此时胶束收缩，界面积缩小，亲水嵌段的空间排斥力增大。界面张力和空间排斥力相互制约，形成稳定的胶束体系。
抗肿瘤药包括抗代谢药物、替康类、替尼类、长春碱类、喜树碱类、紫杉醇类、铂类、霉素类、激素类等，其水溶性均较差，做成制剂尤其是注射剂，需要加入大量的有机溶剂助溶，使用时疼痛感强烈，不良反应较多，出现红肿、红斑、过敏、瘙痒等现象，或者，做成混悬乳剂，其制剂质量稳定性差，生物利用度较低。
因此，一种既能对抗肿瘤药物有效增溶，提高疗效，又能延长药物在体内循环时间，提高药物活性，降低突释效应，增加生物利用度的药物载体是目前在本技术领域亟待解决的一项课题。
发明内容
为了解决抗肿瘤药物，尤其是注射剂的诸多临床不良反应和质量稳定性，本发明人经过长期的试验研究，开发了一种共聚物，其可以作为抗肿瘤药物的载体，形成嵌段共聚物胶束，大大增加了抗肿瘤药物的溶解性，提高了疗效，而且还延长了药物在体内循环时间，提高药物活性，降低了突释效应，增加了生物利用度。
本发明的目的在于提供一种共聚物，其可以作为抗肿瘤药物的载体，形成嵌段共聚物胶束。构成共聚物亲水区的材料主要是聚氧乙烯(PEO)、聚维酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸、海藻酸钠、明胶等，构成疏水区的材料主要是聚氧丙烯、聚苯乙烯、聚氨基酸、聚乳酸、精胺、短链磷脂等。
作为本发明一优选实施方案，其所述的共聚物可以同聚氧乙烯及其衍生物构成各种二嵌段(AB)或三嵌段(BAB)两亲性共聚物。
作为本发明一优选实施方案，其所述的共聚物可以同聚乙烯醇及其衍生物构成各种二嵌段(AB)或三嵌段(BAB)两亲性共聚物。
作为本发明一优选实施方案，其所述的共聚物可以同聚维酮及其衍生物构成各种二嵌段(AB)或三嵌段(BAB)两亲性共聚物。
本发明所述的共聚物，其合成时可以控制亲水段和疏水段的长度及其摩尔比，制得不同分子量和不同亲水-疏水平衡的共聚物。要能形成比较稳定的胶束，PEG段的分子量通常在1000～15000范围，而疏水段的分子量与此相当或稍小。
本发明所述的共聚物，其可以为聚氨酯类两亲聚合物，主要采用聚己内酯、聚醚、二羟甲基丙酸、3-二甲氨基1,2-丙二醇和异佛尔酮二异氰酸酯为辅料，生成的聚氨酯分子中同时带有-CH2N(CH3)2和-COOH，在酸碱性介质中均可形成稳定的胶束。
作为本发明一优选实施方案，所述共聚物具体可以为：聚(β-苯甲基-L-天冬氨酸)-聚氧乙烯嵌段共聚物、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物、聚乙烯醇-聚氨基酸嵌段共聚物、聚乳酸-聚氧乙烯嵌段共聚物、聚维酮-聚氧乙烯嵌段共聚物、聚维酮-聚乳酸嵌段共聚物等，最优选聚乳酸-聚氧乙烯嵌段共聚物。
本发明还提供了一种共聚物的制备方法，以聚乳酸-聚氧乙烯嵌段共聚物为例，具体如下：
(1)聚合反应：在干燥高纯氮气保护下，称取聚氧乙烯，聚乳酸于充分干燥的聚合反应器中，加入辛酸亚锡，加热至50～70℃使聚氧乙烯溶解，在真空条件下，100～150℃油浴中进行聚合反应约8～12h。
(2)溶解：聚合反应结束后，向反应器得到的固体物中加入二氯甲烷溶解。
(3)混合沉淀：将上述溶液加入到盛有异丙醚(-20℃预冷)的容器中，目标产物沉淀。
(4)过滤(弃溶液相)：打开异丙醚容器上的阀门将上述混合沉淀液，通过抽空泵抽至过滤器中，过滤收集沉淀(目标产物)。为了提高纯度，将收集的沉淀再重复上述溶解、混合沉淀、过滤(弃溶液相)1次。
(5)真空干燥：得到白色固体，室温真空干燥48小时，得到成品。
其中，步骤(1)中聚氧乙烯和聚乳酸的重量比为1:1；聚氧乙烯和辛酸亚锡的重量比为240:1；
步骤(2)中，聚氧乙烯和二氯甲烷的重量比为1:8～9；
步骤(3)中，二氯甲烷和异丙醚的重量比为1:10。
胶束是胶体分散系中的一种，属于缔合胶体，在药学中起初用于药物的增溶，近年来也用作给药系统的载体，除了用于药物增溶之外，胶束可以作成给药系统，用于提高稳定性，延缓释放，提高药效，降低毒性，和具有靶向性。本发明所述的共聚物是制备胶束的一种理想载体，与溶解性差的抗肿瘤药物形成嵌段共聚物胶束，不仅大大增加了药物的溶解性，而且提高了稳定性，降低了毒性，具有延迟释放和靶向性的优点。
本发明还提供了一种共聚物胶束的制备方法，以聚乳酸-聚氧乙烯嵌段共聚物和紫杉醇为例，具体如下：
(1)溶解：按照制剂处方配比，精密称取紫杉醇原料药和聚乳酸-聚乙烯醇共聚物于配液罐中，加乙醇，控制温度60～80℃，开启搅拌，使紫杉醇和共聚物辅料充分溶解于乙醇中，约30min得到澄清溶液。
(2)蒸除溶剂：加热至沸，蒸去乙醇，得到透明凝胶状的紫杉醇和共聚物辅料混合药膜。
(3)溶解：加入注射用水配制的5mM的磷酸盐缓冲液至配液罐中，充分溶解凝胶状药膜，得到紫杉醇胶束溶液。
(4)炭吸附：加入总体积0.03％(w/v)的活性炭，搅拌吸附10～30min，用钛棒过滤器过滤除炭。
(5)过滤除菌：脱炭后胶束溶液经过0.22μm的滤器过滤后，取样检测紫杉醇的浓度。
(6)分装：根据含量测定结果，计算装量，分装至低硼硅玻璃管制瓶中，压半塞。
(7)冻干：第一阶段：样品温度降为-45～-40℃，保温2～3小时；
第二阶段：搁板温度4小时升温至-20℃，保温1小时；
第三阶段：搁板温度2小时升温至-5℃，保温至冰晶消失，再保温2小时；
第四阶段：样品温度升温至30～35℃，保温2～3小时，至干燥。
(8)压盖成品：箱内压塞后，出箱，轧盖，得到成品。
其中，步骤(1)中紫杉醇和聚乳酸-聚氧乙烯共聚物的重量比为1:5；聚乳酸-聚氧乙烯共聚物和乙醇的重量比为1:10；
步骤(3)中加入5mM的磷酸盐缓冲液的量按最终的灌装体积确定。
本发明所述的共聚物，其可以作为抗代谢药物、替康类、替尼类、长春碱类、喜树碱类、紫杉醇类、铂类、霉素类、激素类抗肿瘤药物的载体，通过上述制备方法形成嵌段共聚物胶束。
具体实施方式
实施例1 聚乳酸-聚氧乙烯共聚物的制备
(1)聚合反应：在干燥高纯氮气保护下，称取聚氧乙烯2kg，聚乳酸2kg于充分干燥的聚合反应器中，加入辛酸亚锡8.33g，加热至70℃使聚氧乙烯溶解，在真空条件下，150℃油浴中进行聚合反应约10h。
(2)溶解：聚合反应结束后，向反应器得到的固体物中加入二氯甲烷1.8kg溶解。
(3)混合沉淀：将上述溶液加入到盛有18kg异丙醚(-20℃预冷)的容器中，目标产物沉淀。
(4)过滤(弃溶液相)：打开异丙醚容器上的阀门将上述混合沉淀液，通过抽空泵抽至过滤器中，过滤收集沉淀(目标产物)。为了提高纯度，将收集的沉淀再重复上述溶解、混合沉淀、过滤(弃溶液相)1次。
(5)真空干燥：得到白色固体，室温真空干燥48小时，得到成品3.68kg。
实施例2 注射用紫杉醇胶束的制备
(1)溶解：按照制剂处方配比，精密称取紫杉醇原料药0.3kg和聚乳酸-聚氧乙烯共聚物1.5kg于配液罐中，加乙醇约15kg，控制温度60～80℃，开启搅拌，使紫杉醇和共聚物辅料充分溶解于乙醇中，约30min得到澄清溶液。
(2)蒸除溶剂：加热至沸，蒸去乙醇，得到透明凝胶状的紫杉醇和共聚物辅料混合药膜。
(3)溶解：加入注射用水配制的5mM的磷酸盐缓冲液30L至配液罐中，充分溶解凝胶状药膜，得到紫杉醇胶束溶液。
(4)炭吸附：加入9g活性炭，搅拌吸附15min，用钛棒过滤器过滤除炭。
(5)过滤除菌：脱炭后胶束溶液经过0.22μm的滤器过滤后，取样检测紫杉醇的浓度为9.6mg/g。
(6)分装：根据含量测定结果，计算装量为3.13g，分装至低硼硅玻璃管制瓶中，压半塞。
(7)冻干：第一阶段：样品温度降为-45～-40℃，保温2～3小时；
第二阶段：搁板温度4小时升温至-20℃，保温1小时；
第三阶段：搁板温度2小时升温至-5℃，保温至冰晶消失，再保温2小时；
第四阶段：样品温度升温至30～35℃，保温2～3小时，至干燥。
(8)压盖成品：箱内压塞后，出箱，轧盖，得到成品。
实施例3 注射用多西他赛胶束的制备
(1)溶解：按照制剂处方配比，精密称取多西他赛原料药0.2kg和聚乳酸-聚氧乙烯共聚物1.0kg于配液罐中，加乙醇约10kg，控制温度60～80℃，开启搅拌，使多西他赛和共聚物辅料充分溶解于乙醇中，约30min得到澄清溶液。
(2)蒸除溶剂：加热至沸，蒸去乙醇，得到透明凝胶状的多西他赛和共聚物辅料混合药膜。
(3)溶解：加入注射用水配制的5mM的磷酸盐缓冲液30L至配液罐中，充分溶解凝胶状药膜，得到多西他赛胶束溶液。
(4)炭吸附：加入9g活性炭，搅拌吸附15min，用钛棒过滤器过滤除炭。
(5)过滤除菌：脱炭后胶束溶液经过0.22μm的滤器过滤后，取样检测多西他赛的浓度为6.1mg/g。
(6)分装：根据含量测定结果，计算装量为3.28g，分装至低硼硅玻璃管制瓶中，压半塞。
(7)冻干：第一阶段：样品温度降为-45～-40℃，保温2～3小时；
第二阶段：搁板温度4小时升温至-20℃，保温1小时；
第三阶段：搁板温度2小时升温至-5℃，保温至冰晶消失，再保温2小时；
第四阶段：样品温度升温至30～35℃，保温2～3小时，至干燥。
(8)压盖成品：箱内压塞后，出箱，轧盖，得到成品。
实施例4 胶束粒径的检测
将实施例2和实施例3制备的注射用胶束加水充分分散溶解，用动态光散射法测量胶束的粒径，结果如下：
表1 胶束粒径的检测
| 实施例 | 粒径 |
| 实施例2 | 15～33nm |
| 实施例3 | 18～45nm |
胶束的粒径一般为10～100nm，本发明制备的胶束粒径均在范围之内，说明本发明的工艺可行。
实施例5 临界胶束浓度的测定
采用芘荧光探针法检测实施例2和实施例3制备的样品的临界胶束浓度，结果如下表。
表2 临界胶束浓度
| 实施例 | 临界胶束浓度 |
| 实施例2 | 5.1×10-7～3.3×10-5mol/L |
| 实施例3 | 1.2×10-7～6.4×10-5mol/L |
两亲性嵌段共聚物的临界胶束浓度一般较低，太高则不利于实现在体内长循环的目的，因为在体内的水性环境中，当浓度稀释至临界胶束浓度以下，药物会迅速释放。本发明制备的胶束临界浓度范围为1.2×10-7～6.4×10-5mol/L，完全能够达到体内长效循环释药的效果。
实施例6 载药能力
将实施例2和实施例3制备的注射用胶束加水充分分散溶解，检测含量，从而推断共聚物和活性药物制备的胶束程度，增溶的效果。结果如下：
表3 含量检测结果
| 实施例 | 含量 |
| 实施例2 | 94.3％ |
| 实施例3 | 95.1％ |
由胶束的含量检测结果可知，本发明共聚物对紫杉醇和多西他赛的载药能力很强，基本90％以上的活性成分和共聚物制成了胶束，完全体现出了增溶效果。
对比例1
将实施例2中的聚乳酸-聚氧乙烯共聚物换为聚(D,L-丙交酯)-甲氧基聚乙二醇共聚物，其他同实施例2。
对比例2
将实施例2中的聚乳酸-聚氧乙烯共聚物换为聚维酮-聚乳酸嵌段共聚物，其他同实施例2。
对比例3
将实施例2中的聚乳酸-聚氧乙烯共聚物换为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物，其他同实施例2。
对比例4
将实施例3中的聚乳酸-聚氧乙烯共聚物换为聚(D,L-丙交酯)-甲氧基聚乙二醇共聚物，其他同实施例3。
对比例5
将实施例3中的聚乳酸-聚氧乙烯共聚物换为聚维酮-聚乳酸嵌段共聚物，其他同实施例3。
对比例6
将实施例3中的聚乳酸-聚氧乙烯共聚物换为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物，其他同实施例3。
实施例7 对比例各项检测指标结果
检测对比例1～6制备的样品的粒径，临界胶束浓度和载药能力，结果如下表：
表4 对比例检测结果
| 实施例 | 粒径 | 临界胶束浓度 | 含量 |
| 对比例1 | 35～80nm | 2.5×10-7～5.7×10-5mol/L | 88.6％ |
| 对比例2 | 14～51nm | 1.9×10-7～6.0×10-5mol/L | 78.5％ |
| 对比例3 | 20～62nm | 3.4×10-7～6.5×10-5mol/L | 91.8％ |
| 对比例4 | 39～78nm | 1.1×10-7～5.8×10-5mol/L | 89.1％ |
| 对比例5 | 16～57nm | 2.2×10-7～4.6×10-5mol/L | 90.7％ |
| 对比例6 | 25～74nm | 2.6×10-7～6.6×10-5mol/L | 88.2％ |
由以上实验结果可知，对比例1和对比例4粒径稍大，且对比例1-6的含量均低于实施例2和3，由此可见本发明的产品具有预料不到的技术效果。
实施例8 临床疗效观察
将实施例2和实施例3及对比例1～6制备的样品用于临床上的抗肿瘤患者的治疗，分别对减轻病痛和减少毒副作用方面进行观察，结果如下：
表5 临床疗效观察结果
| 实施例 | 病例(人) | 减轻病痛(人) | 减少毒副作用(人) |
| 实施例2 | 20 | 18 | 15 |
| 实施例3 | 20 | 17 | 17 |
| 对比例1 | 20 | 11 | 9 |
| 对比例2 | 20 | 17 | 11 |
| 对比例3 | 20 | 18 | 10 |
| 对比例4 | 20 | 12 | 10 |
| 对比例5 | 20 | 17 | 11 |
| 对比例6 | 20 | 16 | 9 |
结论：由上述试验结果可知，对比例1和对比例4临床疗效观察结果稍差，明显低于本发明的实施例2和3，且上述对比例在减少毒副作用方面的效果也远低于实施例2和3，充分说明了本发明的预料不到的技术效果。
Claims (8)
1.一种作为抗肿瘤药物的载体的共聚物，其特征在于所述其形成嵌段共聚物胶束。
2.根据权利要求1所述的共聚物，其特征在于构成共聚物亲水区的材料主要是聚氧乙烯(PEO)、聚维酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸、海藻酸钠、明胶等，构成疏水区的材料主要是聚氧丙烯、聚苯乙烯、聚氨基酸、聚乳酸、精胺、短链磷脂等。
3.根据权利要求2所述的共聚物，其特征在于可以同聚氧乙烯及其衍生物构成各种二嵌段(AB)或三嵌段(BAB)两亲性共聚物。
4.根据权利要求2所述的共聚物，其特征在于可以同聚乙烯醇及其衍生物构成各种二嵌段(AB)或三嵌段(BAB)两亲性共聚物。
5.根据权利要求2所述的共聚物，其特征在于可以同聚维酮及其衍生物构成各种二嵌段(AB)或三嵌段(BAB)两亲性共聚物。
6.根据权利要求2-5任一项所述的共聚物，其特征在于合成时可以控制亲水段和疏水段的长度及其摩尔比，制得不同分子量和不同亲水-疏水平衡的共聚物。
7.根据权利要求1所述的共聚物，其特征在于可以为聚氨酯类两亲聚合物，主要采用聚己内酯、聚醚、二羟甲基丙酸、3-二甲氨基1,2-丙二醇和异佛尔酮二异氰酸酯为辅料，生成的聚氨酯分子中同时带有-CH2N(CH3)2和-COOH，在酸碱性介质中均可形成稳定的胶束。
8.根据权利要求1-7任一项所述的共聚物，其特征在于可以作为抗代谢药物、替康类、替尼类、长春碱类、喜树碱类、紫杉醇类、铂类、霉素类、激素类抗肿瘤药物的载体，形成嵌段共聚物胶束。
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2015
- 2015-05-15 CN CN201510250848.4A patent/CN104887627A/zh active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150909 |