CN105748441A - 一种包含喜树碱的层层自组装纳米靶向载体的制备方法 - Google Patents

一种包含喜树碱的层层自组装纳米靶向载体的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种包含喜树碱的层层自组装纳米靶向载体的制备方法，所述方法以羟基喜树碱（HCPT）为模型药物，以天然无毒可降解生物材料壳聚糖为基础材料，利用甘草次酸受体介导的肿瘤主动靶向技术，制备能够响应肿瘤组织及肿瘤细胞特殊的氧化还原和pH环境的层层自组装纳米粒子。该方法制备的靶向纳米囊单分散性高，囊壁厚度和空腔体积可控，纳米囊具有还原响应性，可以针对肿瘤细胞的微环境控制释放内腔的抗肿瘤药物，可作为抗肿瘤药物的靶向运输工具，在肿瘤的靶向治疗领域具有很大的应用前景。

Description

一种包含喜树碱的层层自组装纳米靶向载体的制备方法
技术领域
本发明属于高分子药物载体技术领域，涉及一种包含喜树碱的层层自组装纳米靶向载体的制备方法。
背景技术
中国平均每年新发肿瘤病例三百多万，年均死亡病例高达270万。研究者渴望探索出治疗恶性肿瘤的有效方法，目前有效的治疗途径仍然是手术、化疗和放疗。应用于临床的化疗药物靶向性不强，不能准确识别肿瘤细胞或肺肿瘤细胞。在治疗过程中不仅杀死肿瘤细胞同时也可能造成机体增生较快的正常细胞损伤或死亡，因而产生严重的副作用。
生物医用高分子材料是目前功能性高分子发展趋势非常蓬勃的一个领域。在高分子药物载体方面，基于功能高分子材料设计而成的纳米颗粒、纳米囊的传递系统成为研究热门。这些材料生物相容性高，载药量大，可以通过配体修饰而具有靶向功能，同时可引入刺激响应性基团以调节药物在体内的释放和分布。许多具抗癌药物都是水难溶性药物，例如羟基喜树碱（Camptothecin，HCPT）等，其在水中的溶解度约为1μg/mL，难容的特性严重阻碍了其抗癌功效和临床应用，解决这一问题的有效方法是利用纳米载体运载此类药物。因此，设计合成具有靶向性强、控制释放能力高的药物传递系统具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种包含喜树碱的层层自组装纳米靶向载体的制备方法，将还原敏感性壳聚糖衍生物、ι-卡拉胶分别交替沉积在负载HCPT的磷酸钙球形胶体微粒表面以制备还原响应性靶向微胶囊，该方法制备的靶向纳米囊单分散性高，囊壁厚度和空腔体积可控，纳米囊具有还原响应性，可以针对肿瘤细胞的微环境控制释放内腔的抗肿瘤药物，可作为抗肿瘤药物的靶向运输工具，在肿瘤的靶向治疗领域具有很大的应用前景。
一种包含喜树碱的层层自组装纳米靶向载体的制备方法，以羟基喜树碱（HCPT）为模型药物，以天然无毒可降解生物材料壳聚糖为基础材料，利用甘草次酸受体介导的肿瘤主动靶向技术，制备能够响应肿瘤组织及肿瘤细胞特殊的氧化还原和pH环境的层层自组装纳米粒子。具体步骤如下：
a、还原敏感性壳聚糖衍生物制备：（1）以ε-己内酯（ε-CL）为单体，苯甲醇为引发剂，加入少量Sn（Oct）2，控制ε-CL、苯甲醇以及Sn（Oct）2的质量比为50：5～10：0.5～1，在N2环境中80～120℃条件下不断搅拌，持续反应12～48h，获得聚己内酯（PCL-OH）；（2）将0.8～1.6gPCL-OH加入到10mLDCM溶液中，另将0.8～1.6g对硝基苯基氯甲酸酯（NPC）溶于10mLDCM，将两溶液混合，室温下反应12～48小时生成PCL-NPC；（3）将0.5～1g胱氨和1～4mL三乙胺溶于20mL甲醇中，10～30min之后，将10mL二碳酸二叔丁基甲酯（Boc2O）（0.4～0.8g）甲醇溶液缓慢滴加到上述溶液中，N2环境室温条件下反应6～12小时生成Cys-Boc-Mono；（4）将0.4～0.8gPCL-NPC、0.2～0.4gCys-Boc-Mono和0.4～0.8mL三乙胺溶于二氯甲烷中，N2环境室温条件下反应12～48小时生成PCL-Cys-Boc-Mono，去保护后生成PCL-Cys-NH2；（5）将0.4～0.8gPCL-Cys-NH2和0.4～0.8g壳聚糖（CTS）分散到30～50ml四氢呋喃中，N2环境室温条件下反应12～24小时，后加入0.1～0.5甘草次酸（GA）、0.1～0.5gEDC·HCl和0.1～0.5gNHS，N2环境室温条件下，继续反应12～24小时，反应结束后用乙醇清洗数遍，离心获得还原环境敏感的PCL-SS-CTS-GA聚合物。
b、载CPT磷酸钙纳米颗粒制备：（1）取10mgCPT和20～40mg的氯化钙溶于1mL蒸馏水中混合均匀；（2）取80～120mg的磷酸氢二钠溶于1mL蒸馏水中混合均匀；（3）取环己烷、己醇、Trion-X100于烧杯中充分搅拌，其体积比为3：1～3：3～5；（4）分别取10mL（3）中的混合液放入小烧杯中标记为A和B，在A中加入80～120μL上述氯化钙和CPT混合液，在B中加入80～120μL上述磷酸氢二钠溶液；将B溶液缓慢滴加到A中，反应2～4h，加入10～20mL乙醇破乳，用蒸馏水清洗数遍。
c、组装一层样品制备：取0.1gPCL-SS-CTS-GA聚合物溶于10～20mL、0.2%（v/v）、pH为6.0的醋酸缓冲液，不断搅拌，滴加1～2mL载CPT磷酸钙纳米颗粒分散液（0.1g/mL），持续搅拌20～40min，用醋酸缓冲液洗涤，离心获得组装一层样品。
d、组装两层样品制备：取2gι-卡拉胶加入到含有10～20mL、0.5～3%（v/v）醋酸溶液的三口瓶中，在60～80℃下搅拌至ι-卡拉胶完全溶解。不断搅拌，滴加1～2mL组装一层样品分散液（0.1g/mL），持续搅拌20～40min，用醋酸缓冲液洗涤，离心获得组装两层样品。
e、利用c或d方法交替组装壳聚糖衍生物与ι-卡拉胶得到多层的样品。
在上述制备过程中，磷酸钙纳米模板的去除过程是伴随着两层样品制备而进行的，0.5～3%（v/v）醋酸溶液能够溶解磷酸钙纳米核心，而生成包含HCPT的囊腔结构。
在上述制备过程中，最终产品的外层是具有还原性响应的壳聚糖衍生物。
本发明制备的纳米载药系统可用于靶向运输HCPT到肝癌细胞。
相比于现有技术，本发明具有如下优点:
1、由于最外层壳聚糖衍生物甘草次酸配体的引入，该靶向纳米囊系统具有很好的肝癌细胞靶向性。
2、该载体具有还原性响应，受到癌细胞较强还原性环境刺激能够快速释放负载的羟基喜树碱。
3、具有很高的生物相容性，不会引发严重的副作用。
4、以天然多糖作为囊壁材料，具有较强的生物可降解性。
5、该刺激响应型纳米载体系统有望实现：（1）可以主动靶向定位肝癌细胞并能通过受体介导内吞过程进入细胞；（2）通过高通透长滞留效应（PermeationandRetentioneffect，EPR）渗出并定位与肿瘤组织间隙，然后在弱酸性肿瘤微环境中，通过表面电荷的可转变性，促进入胞；（3）进入细胞后，由于肿瘤细胞的弱酸性和高还原性环境的刺激，实现对装载药物的控制性释放。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例1
制备含有3层囊壁层层自组装靶向纳米微囊：
a、还原敏感性壳聚糖衍生物制备：取50gε-己内酯（ε-CL）为单体，10g苯甲醇为引发剂，加入1gSn（Oct）2，在N2环境中80℃条件下不断搅拌，持续反应12h，获得聚己内酯（PCL-OH）。将0.8gPCL-OH加入到10mLDCM溶液中，另将0.8g对硝基苯基氯甲酸酯（NPC）溶于10mLDCM，将两溶液混合，室温下反应24小时生成PCL-NPC。将0.5g胱氨和2mL三乙胺溶于20mL甲醇中，10min之后，将10mL二碳酸二叔丁基甲酯（Boc2O）（0.4g）甲醇溶液缓慢滴加到上述溶液中，N2环境室温条件下反应6小时生成Cys-Boc-Mono。将0.4gPCL-NPC、0.2gCys-Boc-Mono和0.4mL三乙胺溶于二氯甲烷中，N2环境室温条件下反应12小时生成PCL-Cys-Boc-Mono，去保护后生成PCL-Cys-NH2。将0.5gPCL-Cys-NH2和0.5g壳聚糖（CTS）分散到30ml四氢呋喃中，N2环境室温条件下反应12小时，后加入0.1甘草次酸（GA）、0.1gEDC·HCl和0.1gNHS，N2环境室温条件下，继续反应12小时，反应结束后，用乙醇清洗数遍，离心获得还原环境敏感的PCL-SS-CTS-GA聚合物。
b、载CPT磷酸钙纳米颗粒制备：取10mgCPT和20mg的氯化钙溶于1mL蒸馏水中混合均匀；取80mg的磷酸氢二钠溶于1mL蒸馏水中混合均匀；取环己烷、己醇、Trion-X100于烧杯中充分搅拌，其体积比为3/2/4，分别取10mL该混合液放入小烧杯中标记为A和B；在A中加入80μL上述氯化钙和CPT混合液，在B中加入80μL上述磷酸氢二钠溶液；将B溶液缓慢滴加到A中，反应2h，加入10～20mL乙醇破乳，用蒸馏水清洗数遍。
c、组装一层样品制备：取0.1gPCL-SS-CTS-GA聚合物溶于10mL、0.2%（v/v）、pH为6.0的醋酸缓冲液，不断搅拌，滴加1mL载CPT磷酸钙纳米颗粒分散液（0.1g/mL），持续搅拌20min，用醋酸缓冲液洗涤，离心获得组装一层样品。
d、组装两层样品制备：取2gι-卡拉胶加入到含有10mL、1%醋酸溶液的三口瓶中，在60℃下搅拌至ι-卡拉胶完全溶解。不断搅拌，滴加1mL组装一层样品（0.1g/mL），持续搅拌20min，用醋酸缓冲液洗涤，离心获得组装两层样品。
e、重复c方法制得含有3层囊壁层层自组装靶向纳米微囊。
本实施例制备的靶向纳米微囊粒径约为400nm，粒径分布较窄。该纳米微囊的细胞摄取率达到64.0%，采用HepG2细胞对载HCPT的纳米微囊进行了细胞抑制生长实验，结果显示48小时培养后，肿瘤细胞死亡率为71.3%。
实施例2
制备含有5层囊壁层层自组装靶向纳米微囊：
本实施例与实施例1的不同点是：在含有三层囊壁的基础之上重复一次d和c步骤。另外，ι-卡拉胶在配置过程中使用2%的醋酸溶解。在一层和两层样品制备时搅拌反应时间增加为30min。
本实施例制备的靶向纳米微囊粒径约为380nm，粒径分布较窄。该纳米微囊的细胞摄取率达到85.1%，采用HepG2细胞对载HCPT的纳米微囊进行了细胞抑制生长实验，结果显示48小时培养后，肿瘤细胞死亡率为85.2%。
实施例3
制备含有5层囊壁层层自组装靶向纳米微囊：
本实施例与实施例1的不同点是：在含有三层囊壁的基础之上重复一次d和c步骤。另外，ι-卡拉胶在配置过程中使用0.5%的醋酸溶解。在一层和两层样品制备时搅拌反应时间增加为30min。
本实施例制备的靶向纳米微囊粒径约为420nm，粒径分布较窄。该纳米微囊的细胞摄取率达到80.5%，采用HepG2细胞对载HCPT的纳米微囊进行了细胞抑制生长实验，结果显示48小时培养后，肿瘤细胞死亡率为78.3%。
实施例4
制备含有7层囊壁层层自组装靶向纳米微囊：
本实施例与实施例1的不同点是：在含有三层囊壁的基础之上重复二次d和c步骤。另外，ι-卡拉胶在配置过程中使用3%的醋酸溶解。在一层和两层样品制备时搅拌反应时间增加为30min。
本实施例制备的靶向纳米微囊粒径约为500nm，粒径分布较窄。该纳米微囊的细胞摄取率达到61.7%，采用HepG2细胞对载HCPT的纳米微囊进行了细胞抑制生长实验，结果显示48小时培养后，肿瘤细胞死亡率为69.7%。

Claims (8)

1.一种包含喜树碱的层层自组装纳米靶向载体的制备方法，其特征在于所述方法步骤如下：
a、还原敏感性壳聚糖衍生物制备：（1）以ε-CL为单体，苯甲醇为引发剂，加入Sn（Oct）2，控制ε-CL、苯甲醇以及Sn（Oct）2的质量比为50：5～10：0.5～1，在N2环境中80～120℃条件下不断搅拌，持续反应12～48h，获得PCL-OH；（2）将0.8～1.6gPCL-OH加入到10mLDCM溶液中，另将0.8～1.6gNPC溶于10mLDCM，将两溶液混合，室温下反应12～48小时生成PCL-NPC；（3）将0.5～1g胱氨和1～4mL三乙胺溶于20mL甲醇中，10～30min之后，将10mLBoc2O甲醇溶液缓慢滴加到上述溶液中，N2环境室温条件下反应6～12小时生成Cys-Boc-Mono；（4）将0.4～0.8gPCL-NPC、0.2～0.4gCys-Boc-Mono和0.4～0.8mL三乙胺溶于二氯甲烷中，N2环境室温条件下反应12～48小时生成PCL-Cys-Boc-Mono，去保护后生成PCL-Cys-NH2；（5）将0.4～0.8gPCL-Cys-NH2和0.4～0.8gCTS分散到30～50ml四氢呋喃中，N2环境室温条件下反应12～24小时后加入0.1～0.5GA、0.1～0.5gEDC·HCl和0.1～0.5gNHS，N2环境室温条件下，继续反应12～24小时，反应结束后，用乙醇清洗数遍，离心获得还原环境敏感的PCL-SS-CTS-GA聚合物；
b、载CPT磷酸钙纳米颗粒制备：（1）取10mgCPT和20～40mg的氯化钙溶于1mL蒸馏水中混合均匀；（2）取80～120mg的磷酸氢二钠溶于1mL蒸馏水中混合均匀；（3）取环己烷、己醇、Trion-X100于烧杯中充分搅拌，其体积比为3：1～3：3～5；（4）分别取10mL（3）中的混合液放入小烧杯中标记为A和B，在A中加入80～120μL上述氯化钙和CPT混合液，在B中加入80～120μL上述磷酸氢二钠溶液；将B溶液缓慢滴加到A中，反应2～4h，加入10～20mL乙醇破乳，用蒸馏水清洗；
c、组装一层样品制备：取0.1gPCL-SS-CTS-GA聚合物溶于10～20mL醋酸缓冲液，不断搅拌，滴加1～2mL载CPT磷酸钙纳米颗粒分散液，持续搅拌20～40min，用醋酸缓冲液洗涤，离心获得组装一层样品；
d、组装两层样品制备：取2gι-卡拉胶加入到含有10～20mL醋酸溶液的三口瓶中，在60～80℃下搅拌至ι-卡拉胶完全溶解；不断搅拌，滴加1～2mL组装一层样品分散液，持续搅拌20～40min，用醋酸缓冲液洗涤，离心获得组装两层样品；
e、利用c或d方法交替组装壳聚糖衍生物与ι-卡拉胶，得到多层纳米靶向载体。
2.根据权利要求1所述的包含喜树碱的层层自组装纳米靶向载体的制备方法，其特征在于所述步骤a中，10mLBoc2O醇溶液中含有0.4～0.8gBoc2O。
3.根据权利要求1所述的包含喜树碱的层层自组装纳米靶向载体的制备方法，其特征在于所述步骤c中，载CPT磷酸钙纳米颗粒分散液的浓度为0.1g/mL。
4.根据权利要求1所述的包含喜树碱的层层自组装纳米靶向载体的制备方法，其特征在于所述步骤c中，醋酸缓冲液的浓度为0.2%（v/v），pH为6.0。
5.根据权利要求1所述的包含喜树碱的层层自组装纳米靶向载体的制备方法，其特征在于所述步骤d中，醋酸溶液的浓度为0.5～3%（v/v）。
6.根据权利要求1所述的包含喜树碱的层层自组装纳米靶向载体的制备方法，其特征在于所述步骤d中，组装一层样品分散液的浓度为0.1g/mL。
7.根据权利要求1所述的包含喜树碱的层层自组装纳米靶向载体的制备方法，其特征在于所述步骤e中，多层纳米靶向载体的外层是具有还原性响应的壳聚糖衍生物。
8.权利要求1-7任一权利要求所述方法制备的包含喜树碱的层层自组装纳米靶向载体可用于靶向运输HCPT到肝癌细胞。
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