CN104892917B - 氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇‑聚乳酸及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇‑聚乳酸及其制备方法和应用。其化学结构如下：

Description

氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于药用高分子材料领域，具体涉及一种氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸及其制备方法和应用。

背景技术

恶性肿瘤是危害人类健康的头号杀手。靶向药物在治疗肿瘤患者延长生存期、改善生活质量中备受关注。大多数恶性肿瘤细胞具有高代谢特征，有氧和无氧代谢并存，肿瘤细胞过表达葡萄糖转运蛋白以摄取足够的葡萄糖，所以葡萄糖可以作为识别肿瘤细胞的靶向分子。

目前，D-氨基葡萄糖等被标上放射性核素¹⁸F，作为肿瘤诊断和分析的利器已有大量报道，但修饰生物降解材料(比如PLA-PEG)形成聚合物作为药物载体未见报道。

聚乳酸是由乳酸脱水聚合成的丙交酯，再由丙交酯开环聚合而成，其化学结构式可简单表示为：-[-O-CH(CH₃)-CO-]n-。

聚乳酸是一种具有优良的生物相容性和生物可降解性的聚合物，经美国FDA批准可用作医用手术缝合线和注射用微胶囊、微球及埋植剂等制剂的材料。聚乳酸和聚乙二醇结合而成的嵌段共聚物(PLA-b-PEG)，由于PEG的引入，破坏了原有晶体的结构规整性，使其结晶性能下降，分子链的柔性也随着PEG柔性链的引入而提高，有效的调节了材料的物理机械性能和表面性能，使其成为性能更加优良的医用生物高分子材料。PLA-b-PEG作为一些半衰期短，稳定性差，易降解且毒副作用大的药物控制释放制剂的可溶蚀基材，有效拓宽了给药次数和给药量，提高了药物的生物利用度，最大程度减少了药物对全身特别是肝、肾的毒副作用。然而，PLA-b-PEG作为药物载体在运输药物治疗过程中，由于缺乏特定的靶向性，而带来较低的疗效和较高的毒副作用。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸。

本发明的另一目的在于提供上述氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的用途。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸，其化学结构式如下：

化学结构式中的x和y为大于零的整数。

所述化学结构式中x优选为10～1000，y优选为10～1000。

上述氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的制备方法，包括以下步骤：

(1)在氮气的保护下，将10～50g M-COOH-PEG(羧基修饰的聚乙二醇)加入80～400g乳酸(LA)溶液中，室温搅拌反应4～10小时，抽真空氮气置换，在真空状态下加热熔融并搅拌使各原料混合均匀，氮气保护恢复常压，加入1～10g催化剂辛酸亚锡后真空状态下反应20～30小时；将产物用二氯甲烷溶解，乙醚沉淀纯化，减压真空干燥，得到M-COOH-PEG-PLA聚合物；

(2)将5～20g氨基葡萄糖(AG)室温溶解在10～40mL二甲基甲酰胺(DMF)中形成AG溶液；取10～40g步骤(1)制得的M-COOH-PEG-PLA聚合物室温溶解在20～80mL溶剂中，先后加入5～20g二环己基碳二亚胺(DCC)和2～10gN-羟基琥珀酰亚胺(NHS)搅拌8～12小时，得NHS-PEG-PLA；而后将AG溶液滴加入NHS-PEG-PLA溶液中，滴加时间维持1～4小时，调节pH值为7.4～7.6，搅拌40～60小时得产物；过滤，滤液纯化后减压冷冻干燥，即得最终产物氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸(AG-PEG-PLA)。

步骤(1)所述加热熔融并搅拌使各原料混合均匀的真空条件是-0.05～-0.1MPa。

步骤(2)所述过滤是用滤纸过滤。

步骤(2)所述滤液纯化是使用1500～3000分子量透析袋纯化，纯化时间为24～48小时。

步骤(2)所述的溶剂为三氯甲烷、二氯甲烷或二甲基甲酰胺。

根据上面的合成方法，用于M-COOH-PEG-PLA的溶剂并无限制，只要具有适当的溶解度即可，适合的溶剂实例包括三氯甲烷、二氯甲烷、二甲基甲酰胺等。

M-COOH-PEG中PEG的分子量并无特殊限制，可以是低分子量的，如分子量为400，600；也可以是高分子量的，如5000，10000等。

上述氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸作为靶向给药系统的载体的应用。

所述应用为将氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸制备成微球、纳米粒或者凝胶作为靶向给药系统的载体。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

本发明将AG接枝在PEG-PLA上，得到一种新型的靶向聚合物，其作为药物载体使用，能达到提高治疗肿瘤疗效的目的。其中PEG-PLA已经被美国FDA认可，并广泛用于生物医药领域，因此AG-PEG-PLA安全性高，能较好的运用于临床。

附图说明

图1为PEG-PLA的HNMR图。

图2为AG-PEG-PLA的HNMR图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的制备方法，包括以下步骤：

(1)在氮气的保护下，将10g M-COOH-PEG₄₀₀(羧基修饰的聚乙二醇，北京键凯科技有限公司)加入到80g乳酸(LA)溶液中，室温搅拌反应6hrs，抽真空氮气置换3次，在真空状态下(-0.1MPa)加热熔融并搅拌使各原料混合均匀，氮气保护恢复常压，加入催化剂辛酸亚锡(2g)后真空状态下反应25hrs；将产物用二氯甲烷溶解，乙醚沉淀纯化，减压真空干燥，得到M-COOH-PEG₄₀₀-PLA₇₂₀聚合物；

(2)将5g氨基葡萄糖(AG)室温溶解在10mL DMF中形成AG溶液；取10g步骤(1)制得的M-COOH-PEG₄₀₀-PLA₇₂₀聚合物室温溶解在20mL二甲基甲酰胺(DMF)中，先后加入5g二环己基碳二亚胺(DCC)、2g N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)搅拌整夜(10hrs)得NHS-PEG₄₀₀-PLA₇₂₀溶液，而后将AG溶液滴加入到NHS-PEG₄₀₀-PLA₇₂₀溶液中(维持70min)，调节pH 7.5，搅拌48hrs得产物；滤纸过滤，滤液使用3000分子量透析袋纯化(48hrs)，减压冷冻干燥，即得最终产物氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸(AG-PEG₄₀₀-PLA₇₂₀)。

分别取2mg PEG₄₀₀-PLA₇₂₀和AG-PEG₄₀₀-PLA₇₂₀溶解在重水中，而后使用仪器：(Avance^TM600,Bruker,Germany)做核磁共振氢谱，PEG₄₀₀-PLA₇₂₀的核磁共振氢谱(HNMR)见图1，氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的核磁共振氢谱(HNMR)见图2。

图2中：δ＝PLA:1.5ppm(1H,m)；5.2ppm(1H,m)；PEG:3.6ppm；AG:5.43ppm(1H,m)；3.90-3.84ppm(1H,m)；3.90-3.84(1H,m)；3.78-3.73(1H,m)；3.49-3.44(1H,m)；2.66-2.22(2H,m)。

从图1和图2中可看到，在PEG-PLA中，显著没有AG:3.90-3.84ppm(1H,m)；3.90-3.84(1H,m)

本实施例制得的AG-PEG₄₀₀-PLA₇₂₀的结构式如下：

实施例2

一种氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的制备方法，包括以下步骤：

(1)在氮气的保护下，将50g M-COOH-PEG₂₀₀₀(羧基修饰的聚乙二醇，北京键凯科技有限公司)加入到400g乳酸(LA)溶液中，室温搅拌反应6hrs，抽真空氮气置换3次，在真空状态下(-0.1MPa)加热熔融并搅拌使各原料混合均匀，氮气保护恢复常压，加入催化剂辛酸亚锡(10g)后真空状态下反应30hrs；将产物用二氯甲烷溶解，乙醚沉淀纯化，减压真空干燥，得到M-COOH-PEG₂₀₀₀-PLA₆₆₀₀聚合物；

(2)将20g氨基葡萄糖(AG)室温溶解在40mL DMF中形成AG溶液；取40g步骤(1)制得的M-COOH-PEG₂₀₀₀-PLA₆₆₀₀聚合物室温溶解在80mL二甲基甲酰胺(DMF)中，先后加入20g二环己基碳二亚胺(DCC)、10g N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)搅拌整夜(12hrs)得NHS-PEG₂₀₀₀-PLA₆₆₀₀溶液，而后将AG溶液滴加入到NHS-PEG₂₀₀₀-PLA₆₆₀₀溶液中(维持4hrs)，调节pH 7.5，搅拌60hrs得产物；滤纸过滤，滤液使用3000分子量透析袋纯化(48hrs)，减压冷冻干燥，即得最终产物氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸(AG-PEG₂₀₀₀-PLA₆₆₀₀)。

取2mg AG-PEG₂₀₀₀-PLA₆₆₀₀溶解在重水中，而后使用仪器：(Avance^TM600,Bruker,Germany)做核磁共振氢谱。

AG-PEG₅₀-PLA₉₁核磁共振氢谱为：δ＝PLA:1.5ppm(1H,m)；5.2ppm(1H,m)；PEG:3.6ppm；AG:5.43ppm(1H,m)；3.90-3.84ppm(1H,m)；3.90-3.84(1H,m)；3.78-3.73(1H,m)；3.49-3.44(1H,m)；2.66-2.22(2H,m)。

本实施例制得的AG-PEG₂₀₀₀-PLA₆₆₀₀的结构式如下：

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在氮气的保护下，将10～50g羧基修饰的聚乙二醇加入80～400g乳酸溶液中，室温搅拌反应4～10小时，抽真空氮气置换，在真空状态下加热熔融并搅拌使各原料混合均匀，氮气保护恢复常压，加入1～10g催化剂辛酸亚锡后真空状态下反应20～30小时；将产物用二氯甲烷溶解，乙醚沉淀纯化，减压真空干燥，得到M-COOH-PEG-PLA聚合物；

(2)将5～20g氨基葡萄糖室温溶解在10～40mL二甲基甲酰胺中形成AG溶液；取10～40g步骤(1)制得的M-COOH-PEG-PLA聚合物室温溶解在20～80mL溶剂中，先后加入5～20g二环己基碳二亚胺和2～10g N-羟基琥珀酰亚胺搅拌8～12小时，得NHS-PEG-PLA；而后将AG溶液滴加入NHS-PEG-PLA溶液中，滴加时间维持1～4小时，调节pH值为7.4～7.6，搅拌40～60小时得产物；过滤，滤液纯化后减压冷冻干燥，即得最终产物氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸；

所述氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸化学结构式如下：

化学结构式中的x和y为大于零的整数。

2.根据权利要求1所述的氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述加热熔融并搅拌使各原料混合均匀的真空条件是-0.05～-0.1MPa。

3.根据权利要求1所述的氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述过滤是用滤纸过滤。

4.根据权利要求1所述的氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述滤液纯化是使用1500～3000分子量透析袋纯化，纯化时间为24～48小时。

5.根据权利要求1所述的氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的溶剂为三氯甲烷、二氯甲烷或二甲基甲酰胺。