CN107811965A - 一种缓释巴马司他的聚酯－聚醚温敏凝胶制剂及制备方法 - Google Patents

一种缓释巴马司他的聚酯－聚醚温敏凝胶制剂及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种能有效缓释巴马司他的凝胶缓释制剂及其制备方法。具体由两亲性嵌段共聚物，有效量的药物和溶媒一起组成；其中两亲性嵌段共聚物由聚乙二醇为亲水嵌段、聚酯为疏水嵌段构成，成分比例为4‑40wt％；药物巴马司他比例为0.1‑10wt％。所制备的凝胶制剂能够有效缓释巴马司他1‑6周，并且制剂在室温或低于室温时处于溶液状态，在人体温度时能够转变成为凝胶状态，具有可注射性，通过瘤内或瘤周注射，或在术后瘤腔内给药，可以协同化疗药物有效抑制肿瘤组织的基质金属蛋白酶，有望预防肿瘤细胞转移。

Description

一种缓释巴马司他的聚酯-聚醚温敏凝胶制剂及制备方法
技术领域
本发明属药物技术领域，具体涉及一种可缓释巴马司他的温敏水凝胶及其制备方法。
背景技术
开发新型的药物载体材料是材料学科的一个重要研究方向，也是推进肿瘤治疗的一种重要手段。目前该领域的基础研究中，大部分工作旨在抑制肿瘤组织的增长使实体瘤体积缩小甚至消失，取得了许多令人兴奋的成果，但肿瘤的转移与复发却是严重限制癌症治疗效果的经典难题，故一种能够有效抑制肿瘤转移的药物制剂具有重要研究意义。
目前，已有多种化疗药物应用于临床，例如紫杉醇、顺铂、阿霉素等这些传统抗肿瘤药物在癌症治疗方面占有重要地位，但这些药物几乎均以杀灭肿瘤细胞、抑制肿瘤组织生长为目的，在抑制肿瘤转移方面的药效有限，且易产生耐药性，故针对于肿瘤的转移机制的研究已逐渐成为抗肿瘤领域基础研究的核心。
基质金属蛋白酶(Matrix metalloproteinases，MMPs)是一类以Ca2+、Zn2+等金属离子作为辅助因子的蛋白酶，其家族成员具有相似的结构，一般由5个功能不同的结构域组成：①疏水信号肽序列；②前肽区，主要作用是保持酶原的稳定；③催化活性区，其中的Zn2+结合位点与酶催化作用的发挥息息相关；④富含脯氨酸的铰链区；⑤羧基末端区，与酶的底物特异性有关。研究表明，MMPs在生理状态下参与胚胎形成、新生血管的形成及伤口的愈合，在病理状态下参与组织重构、风湿性关节炎、恶性肿瘤转移、动脉粥样硬化和急性冠脉综合征的病理进程。其中，MMPs在肿瘤转移中发挥作用主要涉及以下几种分子机制：(1)MMPs主要介导细胞外基质(Extracellular matrix，ECM)与基底膜的降解，破坏肿瘤细胞侵袭的组织学屏障；(2)在肿瘤形成早期可为肿瘤细胞的生长创造适宜的微环境，在肿瘤发展后期可同时促进肿瘤转移；(3)一些生长因子可直接诱导肿瘤细胞增殖或是间接调节成纤维细胞和内皮细胞的活动来支持肿瘤生长，一方面，MMPs可激活生长因子、抑制生长因子结合蛋白或释放促有丝分裂因子来促进原发瘤以及转移灶的发生与持续发展；另一方面，MMPs可通过动员或激活如成纤维细胞生长因子(bFGF)、血管内皮生长因子(VEGF)、转化生长因子-β(TGF-β)一类促血管生成因子来促进肿瘤血管生长；(4)MMPs可加工处理细胞粘附分子进而调节肿瘤细胞在移行侵袭过程中的粘附作用；(5)MMPs还可通过破坏瘤周间质为募集免疫细胞而形成的趋化因子梯度来辅助肿瘤细胞躲过宿主的防御系统。正是基于MMPs在肿瘤发生发展中的重要作用，利用MMPs抑制剂来抑制肿瘤转移有望成为很好的治疗策略。
作为基质金属蛋白酶的代表性抑制剂巴马司他(batimastat)是首个被用于人体评价以及临床研究的低分子量广谱MMPI，它是一种含Zn2+强螯合基团——异羟肟酸基的小分子模拟肽。正因其作用的广谱性，致使其不仅可抑制促肿瘤转移的MMPs，还可抑制正常组织中对细胞发挥生理功能至关重要的MMPs。该药用药过程中较常见的毒副作用是剂量依赖性的骨关节的疼痛发炎，较严重的毒副作用是促进淋巴瘤细胞和乳腺癌细胞的肝部微转移，这些现象均以该抑制剂的低选择性、缺乏肿瘤组织的定位能力有关。加之巴马司他本身几乎不溶于水，口服生物利用度极差，因此腹腔或胸腔注射是巴马司他给药的唯一途径，并且常需持续给药(至少3周)以维持体内有效的药物浓度，无疑给治疗带来诸多不便。正是由于这些原因，目前以基质金属蛋白酶作为靶点的MMP抑制剂暂无上市产品，故一种能够肿瘤部位原位注射的巴马司他缓释制剂具有实际应用价值。
可注射性水凝胶由于使用方便、对人体造成的创口小、便于愈合、无疤痕、不易感染等诸多优势而成为一类重要的生物医用材料，被广泛用于组织工程、药物释放等领域。该类聚合物在低温和常温下可以溶解在水中，形成溶液，从而可以与药物混合进行注射；而一旦注射入人体以后，可以在体温下自发物理凝胶化，从而以水凝胶的方式将药物全部包裹。这类水凝胶可以生物降解，通过材料降解和药物扩散，实现缓释。
利用温敏水凝胶包载MMP酶抑制剂巴马司他，制备一种抑制肿瘤转移的药物制剂，不仅可以提高药效，亦可显著降低药物本身的毒副作用，提高患者顺应性。其原因在于：一，可注射性水凝胶可通过注射方式实现原位给药，将药物利用物理包裹“局限”在肿瘤组织周围，此种给药方式与目前临床上的给药方法(巴马司他为以30％聚乙二醇为溶剂腹腔连续注射数周)相比，可提高局部药物浓度，此外，亦可减少巴马司他在骨组织的分布，降低其全身毒性；二、可注射性水凝胶的热致凝胶化性质可实现药物的长效缓释：肿瘤细胞分泌的MMP参与肿瘤的增殖迁移等众多过程、MMP促进肿瘤迁移为一持续的过程，临床上需连续给药数周，故与普通的腹腔注射相比，凝胶缓释制剂可延长药物的作用时间提高药效，同时亦可减少给药次数，提高患者顺应性。
发明内容
本发明目的在于提出一种可缓释基质金属蛋白酶抑制剂巴马司他凝胶缓释制剂，其特征在于，以聚乙二醇为亲水嵌段、聚酯为疏水嵌段组成的嵌段共聚物为凝胶载体材料，巴马司他为所载药物、水为主体的分散介质为溶媒，三者一起共同构成；并且这一凝胶缓释制剂能够有效缓释基质金属蛋白酶抑制剂巴马司他。该凝胶缓释制剂的成分组成及重量百分比例为：
聚乙二醇-聚酯嵌段共聚物 4-40％，
巴马司他 0.1-10％，
溶剂 50-96％。
本发明的凝胶缓释制剂，其形态可以为溶液或混悬液。
本发明的凝胶缓释制剂，其特征在于，所制备的凝胶制剂具备可注射性，其在低温时处于溶液状态，在人体温度时能够转变成为凝胶状态。
本发明的的凝胶缓释制剂，其特征在于，凝胶制剂的溶胶-凝胶转变温度介于25-37℃之间。
本发明的凝胶缓释制剂，其特征在于，所述嵌段共聚物：
(1)10-90wt％的含有具有400至50000的平均分子量的聚乙二醇的亲水性A聚合物嵌段；
(2)90-10wt％的疏水性B聚合物嵌段。
(3)所述嵌段共聚物选自ABA或BAB型的三嵌段共聚物、AB型的二嵌段共聚物、A-g-B或B-g-A型的接枝共聚物，以及(AB)n型多嵌段共聚物。其中A为聚乙二醇，B为脂肪族聚酯。
(4)所述聚酯嵌段选自聚DL-丙交酯、聚L-丙交酯、聚乙交酯、聚原酸酯、聚ε-己内酯、聚δ-戊内酯、聚碳酸酯中的任何一种或者上述各类脂肪族聚酯的任何形式的共聚物。
(5)所述嵌段聚合物是可以上述任意一种嵌段共聚物，也可以是上述两种或两种以上嵌段共聚物的混合物，其中包括不同端基的嵌段共聚物的混合物。
本发明的凝胶缓释制剂，其特征在于，溶媒可以为纯水、缓冲溶液、体液、组织培养液或其他不以有机溶剂为主体的溶剂介质。
本发明的凝胶缓释制剂，其特征在于，凝胶制剂的pH介于4.0-8.0之间。
本发明的凝胶缓释制剂，其特征在于，所用凝胶材料对巴马司他具有缓释作用，缓释周期可达1-6周。
本发明的的巴马司他温敏凝胶制剂的制备方法选自下列之一：
(1)先用溶媒配制嵌段共聚物水溶液，然后加入一定量的药物，溶解混匀后成为凝胶缓释制剂。在-20℃或以下储存备用。使用前复溶、体内注射；
(2)分别配制嵌段共聚物水溶液和药物溶液或混悬液，单独分装储存，注射前将嵌段共聚物水溶液和药物制剂充分混匀后制成凝胶缓释制剂；
(3)将一定量的嵌段共聚物与一定量的药物混合，然后加溶媒制成凝胶缓释制剂。储存在低温或冷冻状态，使用前升温复溶后使用。
本发明的巴马司他温敏凝胶制剂的应用，其特征在于，所述凝胶缓释制剂可以作为癌症化疗的协同制剂，用于预防癌症化疗过程中肿瘤细胞的转移。
附图说明
图1是本发明中聚合物凝胶温度与沉淀温度与浓度关系
图2是本发明的巴马司他凝胶制剂不同温度下的形态
图3是本发明中巴马司他从凝胶中释放曲线
图4是本发明中聚合物相对峰值分子量(Mp/Mp0)及分子量分布(Mw/Mn)与降解时间的关系
具体实施方式
下面通过实例进一步描述本发明，但不限于这些实施例。
实施例1
30g聚乙二醇(Mn 1500)于120℃油浴下真空除水4h，待温度降至80℃后，在氩气保护下根据所设计的聚丙交酯-乙交酯(PLGA)端分子量及LA/GA比值，加入计算量的乙交酯(GA)和丙交酯(LA)，继续抽真空除水15min。加入单体质量0.15％的辛酸亚锡(w/w，30mg/mL无水甲苯溶液)，80℃抽真空除甲苯。油浴升温至150℃反应12h。反应完毕，降温至120℃，抽真空2h。趁热将反应产物倒入80℃的热水中，充分搅拌洗涤，静置10min弃去上层液体，将底部固体粘稠状沉淀物冷冻干燥得产品。
实施例2
利用实施例1中的制备方法，控制单体乙交酯(GA)和丙交酯(LA)的投料量，得到不同分子量组成及成胶温度的聚酯-聚醚嵌段共聚物。
表1不同聚合物分子量及成胶温度
a)成胶温度：以倒管法测定，聚合物浓度20wt％
实施例3
利用实施例1中的制备方法，控制单体乙交酯(GA)和丙交酯(LA)的投料比，得到不同LA/GA比及降解时间聚酯-聚醚嵌段共聚物。
表2不同聚合物单体比例及降解时间
a)降解时间：pH7.4磷酸缓冲液为降解模拟液，聚合物浓度20wt％
实施例4
将聚酯-聚醚前段共聚物P3配成一系列浓度的磷酸盐缓冲溶液，调节pH成4-8之间，按倒管法测试凝胶温度，所得凝胶温度和沉淀温度与聚合物浓度之间关系如附图1所示。
实施例5
将聚酯-聚醚前段共聚物P1及P5等比例混合，配成20wt％的磷酸盐缓冲溶液，按倒管法测试凝胶温度，成胶温度为31℃。
实施例6
取合物P3凝胶(20wt％)，取1mg巴马司他加入1mL凝胶溶液(药物重量百分比0.1wt％)，混合均匀，该组药物制剂在不同温度下的形态如附图2。
实施例7
取聚合物P3凝胶(20wt％)，取1mg巴马司他加入1mL凝胶溶液(药物重量百分比0.1wt％)，混合均匀，调pH至pH4.0，将载药凝胶置于40mL玻璃瓶中，置于37℃水浴摇床中，转速100rpm，待成胶后加入pH 7.4的缓冲液(30mL)。特定时间吸去上层释放介质，将凝胶取出冻干，测定凝胶内残余的药物量。巴马司他缓释曲线如图3。
实施例8
参照实施例7体外释放方法，取聚合物P3凝胶，配制成聚合物浓度5wt％、10wt％、20wt％、40wt％，取适量巴马司他加入1mL凝胶溶液，混合均匀，将载药凝胶置于40mL玻璃瓶中，置于37℃水浴摇床中，转速100rpm，待成胶后加入pH 7.4的缓冲液(30mL)，测定巴马司他体外缓释时间。
表3不同聚合物单体比例及降解时间
实施例9
凝胶降解实验如下：配置20wt％的PLGA-PEG-PLGA聚合物溶液(PBS为溶媒)，吸取0.5mL上述聚合物溶液加至试管底部，37℃水浴中平衡10min后，再于试管中加入10mL PBS(pH 7.4，含有0.25‰NaN3)作为模拟体液。每四天，取出三个样品，吸出上层PBS缓冲液后，将底部残余凝胶取出并冻干称重。残余凝胶的分子量信息及LA与GA的摩尔比通过GPC与1HNMR表征。其余样品，吸除上层液体更换新鲜PBS。聚合物P3在降解过程中相对峰值分子量(Mp/Mp0)及分子量分布(Mw/Mn)如图4。

Claims (11)

1.一种凝胶缓释制剂，其特征在于，以聚乙二醇为亲水嵌段、聚酯为疏水嵌段组成的嵌段共聚物为凝胶载体材料，巴马司他为所载药物、水为主体的分散介质为溶媒，三者一起共同构成；并且这一凝胶缓释制剂能够有效缓释基质金属蛋白酶抑制剂巴马司他。
该凝胶缓释制剂的成分组成及重量百分比例为：
聚乙二醇-聚酯嵌段共聚物 4-40％
巴马司他 0.1-10％
溶剂 50-96％ 。
2.根据权利要求1所述的凝胶缓释制剂，其形态可以为溶液或混悬液。
3.根据权利要求1所述的凝胶缓释制剂，其特征在于，所制备的凝胶制剂具备可注射性，其在低温时处于溶液状态，在人体温度时能够转变成为凝胶状态。
4.根据权利要求1所述的凝胶缓释制剂，其特征在于，凝胶制剂的溶胶-凝胶转变温度介于25-37℃之间。
5.根据权利要求1所述的凝胶缓释制剂，其特征在于，所述嵌段共聚物：
(1)10-90wt％的含有具有400至50000的平均分子量的聚乙二醇的亲水性A聚合物嵌段；
(2)90-10wt％的疏水性B聚合物嵌段；
(3)所述嵌段共聚物选自ABA或BAB型的三嵌段共聚物、AB型的二嵌段共聚物、A-g-B或B-g-A型的接枝共聚物。其中A为聚乙二醇，B为脂肪族聚酯；
(4)所述聚酯嵌段选自聚DL-丙交酯、聚L-丙交酯、聚乙交酯、聚ε-己内酯、聚δ-戊内酯、聚碳酸酯中的任何一种或者上述各类脂肪族聚酯的任何形式的共聚物。
述任意一种嵌段共聚物，也可以是上述两种或两种以上嵌段共聚物的混合物，其中包括不同端基的嵌段共聚物的混合物。
6.根据权利要求1所述的凝胶缓释制剂，其特征在于，溶媒可以为纯水、缓冲溶液、体液、组织培养液或其他不以有机溶剂为主体的溶剂介质。
7.根据权利要求1所述的凝胶缓释制剂，其特征在于，凝胶制剂的pH介于4.0-8.0之间。
8.根据权利要求1所述的凝胶缓释制剂，其特征在于，凝胶材料的降解时间在1-4周。
9.根据权利要求1所述的凝胶缓释制剂，其特征在于，所用凝胶材料对巴马司他具有缓释作用，缓释周期可达1-6周。
10.一种如权利要求1-9之一所述的巴马司他温敏凝胶制剂的制备方法，选自下列之一：
(1)先用溶媒配制嵌段共聚物水溶液，然后加入一定量的药物，溶解混匀后成为凝胶缓释制剂。在-20℃或以下储存备用。使用前复溶、体内注射；
(2)分别配制嵌段共聚物水溶液和药物溶液或混悬液，单独分装储存，注射前将嵌段共聚物水溶液和药物制剂充分混匀后制成凝胶缓释制剂；
(3)将一定量的嵌段共聚物与一定量的药物混合，然后加溶媒制成凝胶缓释制剂。储存在低温或冷冻状态，使用前升温复溶后使用。
11.一种如权利要求1-10之一所述的巴马司他温敏凝胶制剂的应用，其特征在于，所述凝胶缓释制剂可以作为癌症化疗的协同制剂，用于预防癌症化疗过程中肿瘤细胞的转移。
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