CN108395543A - 一种改性聚轮烷、基于聚轮烷的载药胶束及其制备方法与应用 - Google Patents

一种改性聚轮烷、基于聚轮烷的载药胶束及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于生物医药的技术领域，公开了一种改性聚轮烷、基于聚轮烷的载药胶束及其制备方法与应用。胶束的制备方法为：(1)制备亲水改性聚轮烷：聚轮烷中环糊精单元的羟基与改性剂反应；改性剂为二酸酐；(2)在水中，将亲水改性聚轮烷与肿瘤靶向配体单元进行酰胺化反应，获得两亲性接枝产物；(3)将疏水性抗肿瘤药物包埋于两亲性接枝产物中形成胶束，得到聚轮烷载药胶束。聚轮烷是由活化酯改性聚乙二醇与环糊精混合制备准聚轮烷，由含氨基的封端剂封端得到。本发明的胶束结构稳定，能负载疏水性药物，药物包载能力好，包封率高，而且具有靶向性，同时本发明的胶束具有极低的细胞毒性和良好的血液相容性。

Description

一种改性聚轮烷、基于聚轮烷的载药胶束及其制备方法与 应用
技术领域
本发明属于生物医药材料的技术领域，具体涉及一种改性聚轮烷、基于聚轮烷的靶向载药胶束及其制备方法与应用。
背景技术
恶性肿瘤是严重危害人类生命健康的重大疾病之一，据统计当前恶性肿瘤的新增病例和死亡病例逐年都在增加，形势严峻。肿瘤治疗的主要手段有手术治疗、放疗、化疗等，其中化疗的应用最为广泛。但化疗作为一种全身性的治疗方式，在治疗过程中缺乏靶向性和选择性，导致严重的毒副作用。此外，有些化疗药物还存在溶解度低，稳定性差等问题，这些都严重地限制了它们的临床应用。目前由两亲性聚合物自组装形成的具有核壳结构的纳米胶束可广泛应用于包括小分子、蛋白和基因在内的药物递送体系。通过将传统的化疗药物分子经包埋、吸附或者共价键合的形式，负载在聚合物胶束中，能够降低小分子药物的毒副作用、延长药物在体内的循环时间、实现对药物的控释和缓释以及药物的靶向递送。
目前，已有多个聚合物胶束制剂被应用于临床或处于不同的临床试验阶段，如载紫杉醇的聚乙二醇(PEG)-聚乳酸聚合物胶束(-PM)，载阿霉素的PEG-聚天冬氨酸聚合物胶束(NK911)，载SN-38(伊立替康活性代谢物)的PEG-聚谷氨酸聚合物胶束(NK012)等，但其大多缺乏主动靶向性。与普通胶束相比，具有主动靶向性的胶束有着更优异的体内外表现。因此，开发出具有肿瘤主动靶向性、稳定并且具有良好生物相容性的聚合物胶束体系对肿瘤治疗具有重大意义。
聚轮烷有着独特的自组装过程及良好的性能可调性，在作为药物载体方面具有结构上的优势。在药物应用方面，人们一般通过将PEG/α-环糊精主客体自组装成聚轮烷超分子体系，利用α-环糊精接枝药物，但是聚轮烷的载药率，药物的包封率并不高，而且只能接枝可与环糊精反应的药物。
发明内容
针对现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种改性聚轮烷及其制备方法。本发明利用活化酯改性聚乙二醇与环糊精共混，制成准聚轮烷；然后通过强疏水性分子封端形成聚轮烷。本发明在形成准聚轮烷之前，先将聚乙二醇通过活化酯改性，这样更有利于利用强疏水性分子封端，提高准聚轮烷封端效率，而且本发明的封端剂使得所制备的聚轮烷具有两亲性，更有利于诱导载药胶束的形成，提高载药率和包封率。
为了明显提高载药胶束的肿瘤化疗的高效性和靶向性，本发明的另一目的在于提供一种基于聚轮烷的肿瘤靶向载药胶束及其制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述基于聚轮烷的肿瘤靶向载药胶束在生物医药领域的应用，特别在药物递释方面的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种改性聚轮烷的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备准聚轮烷(PPR)：以水为介质，将活化酯改性聚乙二醇与α-环糊精混合，干燥，得到准聚轮烷；
(2)制备聚轮烷(PR)：在碱性催化剂的作用下，将准聚轮烷与封端剂进行反应，得到聚轮烷即改性聚轮烷；所述封端剂为含氨基的封端剂。
所述含氨基的封端剂为氨基改性胆酸或氨基改性胆固醇，即胆酸经过改性含有氨基，胆固醇经过改性含有氨基。
步骤(1)中所述活化酯改性聚乙二醇的结构为
活化酯改性聚乙二醇是由聚乙二醇与对硝基苯基氯甲酸酯反应得到。聚乙二醇的重均分子量优选为2000～5000。
步骤(1)中准聚轮烷(PPR)的具体制备步骤为：将活化酯改性聚乙二醇溶于水中，获得水溶液；然后将水溶液滴加入α-环糊精的饱和水溶液中，混合均匀，超声处理，室温搅拌，收集沉淀物，干燥，得到准聚轮烷。
所述超声处理的时间为1～2h，超声的功率为100～200W；所述室温搅拌的时间为12～24h，室温搅拌的转速为300～600rpm；所述干燥为冷冻干燥。
步骤(2)中所述氨基改性胆酸是将胆酸与小分子醇反应制得胆酸酯，然后将胆酸酯与二胺化合物反应，获得氨基改性胆酸；所述小分子醇优选为甲醇，所述二胺化合物优选为乙二胺；
步骤(2)中所述氨基改性胆固醇是将氯甲酸胆固醇酯(胆固醇甲酰氯)与二胺化合物反应，获得氨基改性胆固醇；所述二胺化合物优选为乙二胺；
步骤(2)中所述反应在有机溶剂中进行，所述有机溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)；所述碱性催化剂优选为三乙胺；
步骤(2)中聚轮烷(PR)的具体制备步骤为：将封端剂溶于有机溶剂配成溶液；然后将溶液滴入准聚轮烷中，搅拌混匀，加入催化剂，超声处理，加热反应，沉淀，纯化，干燥，得到聚轮烷；
所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，所述催化剂为三乙胺，所述超声处理的时间为1～2h，超声的功率为100～200W；所述加热反应的温度为40～60℃，反应的时间为24～36h；所述沉淀的沉淀剂为乙醚；所述纯化是指将沉淀物用二甲基亚砜(DMSO)溶解，然后在水中沉淀，再溶解，再沉淀，如此重复多次，得到纯化产物；所述干燥为冷冻干燥；
步骤(1)中活化酯改性聚乙二醇与α-环糊精的摩尔比优选为1:(15～25)；
步骤(2)中准聚轮烷PPR中的活化酯单元(活化酯单元是指活化酯改性聚乙二醇中对硝基苯酚甲酯基团即聚乙二醇与对硝基苯基氯甲酸酯反应所生成的端基基团)与封端剂的摩尔比优选为1:(1.5～3)；步骤(2)中碱性催化剂的摩尔量优选为准聚轮烷PPR中的活化酯单元摩尔量的5～20％。
所述改性聚轮烷通过上述制备方法得到。
所述改性聚轮烷在药物载体中的应用。
一种基于聚轮烷的肿瘤靶向载药胶束的制备方法，包括以下步骤：
(S1)制备亲水改性聚轮烷(SCPR)：在催化剂的作用下，将聚轮烷与改性剂进行反应，得到亲水改性聚轮烷；所述反应是指聚轮烷中环糊精单元的羟基与改性剂的反应；所述改性剂为二酸酐，所述二酸酐优选为丁二酸酐；所述聚轮烷为上述改性聚轮烷；
(S2)接枝肿瘤靶向配体单元(SCPR-GlcN)：在水中，将亲水改性聚轮烷与肿瘤靶向配体单元进行酰胺化反应，获得两亲性接枝产物；所述肿瘤靶向配体单元为含有氨基的配体单元；所述反应是指亲水改性聚轮烷中与环糊精单元连接的羧酸与肿瘤靶向配体单元的反应；
(S3)制备聚轮烷载药胶束：将疏水性抗肿瘤药物包埋于两亲性接枝产物中形成胶束，得到聚轮烷载药胶束。
步骤(S1)中所述催化剂为吡啶，所述反应是指室温反应24～36h；所述反应需在溶剂中进行，溶剂为吡啶；反应完后，产物需进行沉淀，洗涤，干燥；所述沉淀的沉淀剂为乙醚，所述干燥为真空干燥；
步骤(S2)中所述酰胺反应具体步骤为：以水为介质，在酸性条件下，将亲水改性聚轮烷在活化催化体系的作用下进行活化，得到活化体系(活化产物)；然后将活化体系与肿瘤靶向配体单元反应，透析，干燥，得到两亲性接枝产物；
所述酸性条件是指pH为5～6，特别是指调节亲水改性聚轮烷在水中形成的溶液pH为5～6；
所述活化时间为0.5～1h，所述活化催化体系为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)体系或EDC与1-羟基苯并三唑(HOBt)体系；
活化体系与肿瘤靶向配体单元混合后需调节pH为7～8；
所述反应为室温反应，反应的时间为24～36h；所述透析的时间为3～5天，透析的截留分子量MWCO:3500；所述干燥为冷冻干燥；亲水改性聚轮烷与水的质量体积比为(1～15)mg:1mL。
亲水改性聚轮烷中羧酸单元与活化催化体系中每一物质(如：EDC、NHS)的摩尔比均优选为1:(3～5)。
步骤(S2)中所述亲水改性聚轮烷中羧酸单元与肿瘤靶向配体单元的摩尔比为1：(2～3)。
步骤(S3)中所述聚轮烷载药胶束的具体制备步骤为：将疏水性抗肿瘤药物与两亲性接枝产物溶于有机溶剂中，获得混合溶液；然后将混合溶液滴入水中，搅拌，透析，干燥，得到聚轮烷载药胶束；
有机溶剂与水的体积比优选为1:(5～15)。
所述有机溶剂为DMSO，疏水性抗肿瘤药物在有机溶剂中的浓度为1～5mg/mL；所述搅拌的转速为400～600rpm，搅拌的时间为1～2h，所述透析的时间为24～36h，透析的截留分子量MWCO:1000，所述干燥为冷冻干燥。
步骤(S1)中聚轮烷中环糊精单元与改性剂的摩尔比优选为1:(10～20)；
步骤(S2)中亲水改性聚轮烷中羧酸单元与肿瘤靶向配体单元的摩尔比为1：(2～3)；
步骤(S3)中两亲性接枝产物与疏水性抗肿瘤药物的质量比为1：(0.1～0.4)。
步骤(S2)中肿瘤靶向配体单元为实体瘤组织表面具有相应高表达特异性受体的配体，优选为氨基葡萄糖、半乳糖胺和/或叶酸，进一步优选为氨基葡萄糖；
肿瘤靶向配体单元为氨基葡萄糖时，氨基葡萄糖以氨基葡萄糖盐酸盐形式使用，则在反应前需加入三乙胺去盐即在水中，将氨基葡萄糖盐酸盐与三乙胺反应，去盐。肿瘤靶向配体单元为氨基葡萄糖盐酸盐，则三乙胺与氨基葡萄糖盐酸盐的摩尔比优选为1:(2～3)。
步骤(S3)中所述疏水性抗肿瘤药物为阿霉素、紫杉醇及喜树碱中一种以上，进一步优选为阿霉素。
疏水性抗肿瘤药物为阿霉素时，阿霉素以盐酸阿霉素形式使用，在使用前需去盐处理，即在有机溶剂中，将盐酸阿霉素与三乙胺反应，去盐；盐酸阿霉素与三乙胺的摩尔比优选为1:(2～3)。
所述基于聚轮烷的肿瘤靶向载药胶束通过上述方法制备得到。
本发明的聚轮烷载药胶束首先以聚乙二醇为亲水链段，利用聚乙二醇与α-环糊精之间的主客体相互作用形成准聚轮烷超分子结构；然后通过强疏水性分子进行封端形成聚轮烷；再通过对α-环糊精上的羟基进行化学改性和接枝靶向配体而合成含靶向基团的两亲性聚轮烷；最后利用亲疏水自组装作用负载疏水性抗肿瘤药物，形成聚轮烷靶向载药胶束。在形成准聚轮烷之前，聚乙二醇通过活化酯改性，这样更有利用强疏水性分子封端，提高准聚轮烷封端效率，利用强疏水性分子与准聚轮烷的反应形成聚轮烷体系，而且本发明的封端剂更有利于诱导胶束的形成。
本发明的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果：
(1)本发明基于聚轮烷体系，利用主客体自组装及简单的化学修饰制备具有肿瘤靶向功能的载药胶束，本发明的制备方法合成路线简单，反应条件温和，操作方便；
(2)本发明采用天然分子如氨基葡萄糖、胆酸、α-环糊精等为主要原料，并采用生物相容性好的聚乙二醇为聚轮烷主链，所制备出的靶向载药胶束具有极低的细胞毒性和良好的血液相容性；
(3)本发明制备的聚轮烷胶束体系，其疏水端为胆酸小分子，亲水端为聚乙二醇链段，亲疏水结构明确，体系稳定，能负载大多数疏水性抗癌药物，具有较好的药物包载能力；
(4)本发明在聚轮烷上接枝肿瘤靶向分子，增强载药胶束在肿瘤部位的富集，促进肿瘤细胞对药物的摄取，从而提高药物的利用率，并降低化疗药物对正常组织的毒副作用；
(5)本发明的载药胶束药物包封率高。
附图说明
图1为实施例1所得准聚轮烷PPR、聚轮烷PR和氨基葡萄糖修饰的靶向聚轮烷SCPR-GlcN的核磁谱图；
图2中A、B分别为实施例1所得聚轮烷靶向载药胶束水相中的粒径分布图(DLS)及原子力显微镜(AFM)照片；
图3为激光共聚焦表征细胞内药物荧光强度图，检测NIH3T3细胞及4T1细胞在与实施例1所得聚轮烷靶向载药胶束共培养4h后分别对药物的摄取情况；
图4为实施例1所得靶向聚轮烷材料SCPR-GlcN的细胞毒性实验结果图。
具体实施方式
下面结合实施例及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。各实施例中活化酯改性聚乙二醇是利用聚乙二醇与对硝基苯基氯甲酸酯反应制得，具体合成步骤为：将聚乙二醇(6.0g，3.0mmol)溶于20ml CH2Cl2，依次加入无水吡啶(0.97mL，12.0mmol)和对硝基苯基氯甲酸酯(2.40g，12.0mmol)，室温搅拌18h，过滤，滤液在乙醚中沉淀，沉淀物溶于CH2Cl2中，并用1.0mol/L的NaHSO4水溶液洗涤，收集有机相并用Na2SO4干燥12h，过滤，滤液旋转蒸发得到活化酯改性聚乙二醇。一般情况下，聚乙二醇两端的羟基反应活性比较低，采用硝基苯基氯甲酸酯改性后可以很高效的与氨基反应，从而提高准聚轮烷封端效率。聚乙二醇的重均分子量优选为2000。
各实施例中氨基改性胆酸是利用胆酸与甲醇反应先制得胆酸甲酯，再通过胆酸甲酯与乙二胺反应制得，具体合成步骤为：将6g胆酸溶于50ml甲醇并加入0.5ml浓盐酸酸化，加热回流反应20min，将溶液冷却至0℃产生结晶，过滤并用甲醇洗涤得固体产物胆酸甲酯；再将胆酸甲酯(6g，14.2mmol)溶于50ml无水乙二胺中，回流反应5h，冷却后加入40mL冰水，室温搅拌2h，产生沉淀，沉淀过滤并用水洗涤三次，真空干燥得氨基改性胆酸。通过氨基改性，氨基改性胆酸与活化酯改性聚乙二醇反应活性更高。
实施例1
(1)制备准聚轮烷：将活化酯改性聚乙二醇(1g，0.43mmol)(分子量为2330，活化酯单元摩尔量为0.86mmol)溶于5mL去离子水，并逐滴滴加到α-环糊精(8.35g，8.56mmol)的饱和水溶液中，几分钟后形成白色沉淀，超声1.5h(超声频率：40kHz，功率：100W)，室温搅拌(转速：400rpm)12h，离心收集沉淀物，冷冻干燥得准聚轮烷PPR；
(2)制备聚轮烷：将氨基改性胆酸(0.32g，0.71mmol)(分子量为450)溶于4mL DMF，逐滴滴加到准聚轮烷PPR(4g，0.236mmol，活化酯单元摩尔量为0.47mmol)粉末中，搅拌，直至形成黄色粘稠状液体，滴加三乙胺(10μL，0.072mmol)催化，超声处理1.5h(超声频率：40kHz，功率：100W)，50℃反应24h，乙醚沉淀。将沉淀物溶于少量DMSO中，再在去离子水中沉淀，离心收集沉淀物，重复三次，沉淀物冷冻干燥得聚轮烷PR；
(3)制备亲水改性聚轮烷：将PR(1g，0.079mmol，α-环糊精单元摩尔量为0.79mmol)与丁二酸酐(1.18g，11.8mmol)溶于10mL无水吡啶，搅拌，室温反应24h，乙醚沉淀洗涤三次，真空干燥得SCPR；
(4)接枝氨基葡萄糖：将SCPR(0.50g，0.027mmol，羧酸基团摩尔量为1.61mmol)溶于50ml去离子水，利用氢氧化钠和盐酸溶液调节pH在5～6之间，依次加入EDC(1.23g，6.42mmol)和NHS(0.74g，6.42mmol)活化40min，将氨基葡萄糖盐酸盐(1.04g，4.82mmol)溶于5ml去离子水，加入三乙胺(1.33mL，9.58mmol)搅拌5min去盐，再将氨基葡萄糖溶液加入已活化的SCPR水溶液中，调节pH＝7.4，室温反应24h，置于透析袋中透析5天(MWCO:3500)，冷冻干燥得SCPR-GlcN；
(5)制备聚轮烷载药胶束：将2mg盐酸阿霉素溶于1mL DMSO，加入三乙胺去盐，再加入10mg SCPR-GlcN搅拌溶解，获得混合溶液；将混合溶液逐滴滴加到8mL去离子水中，搅拌(转速：600rpm)1.5h，置于透析袋中透析24h(MWCO:1000)，冷冻干燥，得聚轮烷靶向载药胶束，其药物包封率为89.8％。
对本实例制备的准聚轮烷PPR、聚轮烷PR和氨基葡萄糖修饰的靶向聚轮烷SCPR-GlcN进行核磁测试，结果见图1。图1为实施例1所得准聚轮烷PPR、聚轮烷PR和氨基葡萄糖修饰的靶向聚轮烷SCPR-GlcN的核磁谱图。
对本实例制备的聚轮烷靶向载药胶束进行DLS、AFM粒径及形貌表征，DLS测试胶束浓度为1g/L，结果见图2。图2中A、B分别为实施例1所得聚轮烷靶向载药胶束水相中的粒径分布图(DLS)及原子力显微镜(AFM)照片。该结果表明本实例制备的聚轮烷靶向载药胶束具有良好的分散性，其粒径处于被动靶向肿瘤细胞的最佳范围之内。
对本实例制备的聚轮烷靶向载药胶束进行激光共聚焦表征，选取小鼠胚胎成纤维细胞(NIH3T3cells)及小鼠乳腺癌细胞(4T1cells)进行实验，将4T1和NIH3T3细胞以2×105细胞/孔的密度接种在激光共聚焦培养皿中，在5％CO2、37℃条件下培养24h，弃培养基，加入含载药胶束的无血清培养基溶液(DOX浓度为5mg/L)，继续培养4小时后除去培养基，PBS润洗细胞三次，加入4％的多聚甲酸固定液固定30min，弃固定液，PBS冲洗3次，加入4',6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)染色10分钟，DAPI所染细胞核呈现蓝色荧光，阿霉素(DOX)呈现红色荧光，用于激光共聚焦显微镜观察。细胞内药物荧光强度结果见图3。图3为激光共聚焦表征细胞内药物荧光强度图，检测NIH3T3细胞及4T1细胞在与实施例1所得聚轮烷靶向载药胶束共培养4h后分别对药物的摄取情况。将NIH3T3和4T1细胞分别与聚轮烷靶向载药胶束共培养4h后，4T1细胞内的DOX荧光强度明显高于正常细胞NIH3T3内的DOX荧光强度，该结果表明本实例制备的聚轮烷靶向载药胶束能显著提高药物的选择性，具有良好的肿瘤靶向功能。
对本实例制备的靶向聚轮烷材料SCPR-GlcN进行细胞毒性表征，选取小鼠成纤维细胞(L929cells)进行实验。将L929细胞以5×103细胞/孔的密度接种在96孔板中，在5％CO2、37℃条件下培养24h，弃培养基，加入含不同浓度SCPR-GlcN的培养基溶液(0～1g/L，0对应control组)继续培养48小时，除去培养基，PBS润洗细胞三次，每孔加入100μL CCK-8工作液，并将细胞进一步培养1小时，使用酶标仪在450nm处测量每孔吸光度并计算细胞存活率。结果见图4。图4为实施例1所得靶向聚轮烷材料SCPR-GlcN的细胞毒性实验结果图。该结果表明本实例制备的靶向聚轮烷材料具有很好的生物相容性。
实施例2
(1)制备准聚轮烷：将活化酯改性聚乙二醇(1g，0.43mmol)溶于5mL去离子水，并逐滴滴加到α-环糊精(7.52g，7.73mmol)的饱和溶液中，几分钟后形成白色沉淀，超声1h(超声频率：40kHz，功率：200W)，室温搅拌(转速：400rpm)18h，离心收集沉淀物，冷冻干燥得PPR；
(2)制备聚轮烷：将氨基改性胆酸(0.43g，0.96mmol)的溶于4mL DMF，逐滴滴加到准聚轮烷PPR(4g，0.27mmol，活化酯单元摩尔量为0.54mmol)粉末中，搅拌，直至形成黄色粘稠状溶液，滴加三乙胺(8μL，0.054mmol)催化，超声处理1h(超声频率：40kHz，功率：200W)，40℃反应36h，乙醚沉淀。将沉淀物溶于少量DMSO中，再在去离子水中沉淀，离心收集沉淀物，重复三次，沉淀物冷冻干燥得PR；
(3)制备亲水改性聚轮烷：将1g PR(1g，0.093mmol，α-环糊精单元摩尔量为0.75mmol)与丁二酸酐(0.79g，7.9mmol)溶于10mL无水吡啶，搅拌，室温反应24h，乙醚沉淀洗涤三次，真空干燥得SCPR；
(4)接枝氨基葡萄糖：将SCPR(0.50g，0.032mmol，羧酸基团摩尔量为1.55mmol)溶于50ml去离子水，利用氢氧化钠或盐酸溶液调节pH在5-6之间，依次加入EDC(0.92g，4.8mmol)和0.55g NHS(0.55g，4.8mmol)活化1h，将氨基葡萄糖盐酸盐(0.69g，3.2mmol)溶于少量(5mL)去离子水，加入三乙胺(0.89mL，6.41mmol)搅拌5min，再将氨基葡萄糖溶液加入已活化的SCPR水溶液中，调节pH＝7，室温反应36h，置于透析袋中透析3天(MWCO:3500)，冷冻干燥得SCPR-GlcN；
(5)制备聚轮烷载药胶束：将2mg盐酸阿霉素溶于1mL DMSO，加入三乙胺去盐，再加入10mg SCPR-GlcN搅拌溶解，获得混合溶液；将混合溶液逐滴滴加到8mL去离子水中，搅拌(转速：600rpm)1.5h，置于透析袋中透析24h(MWCO:1000)，冷冻干燥得聚轮烷靶向载药胶束，其药物包封率为69.8％，胶束粒径为145nm。
实施例3
(1)制备准聚轮烷：将活化酯改性聚乙二醇(1g，0.43mmol)溶于5mL去离子水，并逐滴滴加到α-环糊精(10.44g，10.73mmol)的饱和溶液中，几分钟后形成白色沉淀，超声2h(超声频率：40kHz，功率：100W)，室温搅拌(转速：300rpm)24h，离心收集沉淀物，冷冻干燥得PPR；
(2)制备聚轮烷：将氨基改性胆酸(0.41g，0.9mmol)溶于4mL DMF，逐滴滴加到准聚轮烷PPR(4g，0.18mmol，活化酯单元摩尔量为0.36mmol)粉末中，搅拌，直至形成黄色粘稠状溶液，滴加三乙胺(8μL，0.054mmol)催化，超声处理2h(超声频率：40kHz，功率：100W)，50℃反应24h，乙醚沉淀。将沉淀物溶于少量DMSO中，再在去离子水中沉淀，离心收集沉淀物，重复三次，沉淀物冷冻干燥得PR；
(3)制备亲水改性聚轮烷：将PR(1g，0.079mmol，α-环糊精单元摩尔量为0.79mmol)与丁二酸酐(1.57g，15.7mmol)溶于10mL无水吡啶，搅拌，室温反应24h，乙醚沉淀洗涤三次，真空干燥得SCPR；丁二酸酐与PR中α-环糊精上的羟基反应，丁二酸酐与羟基反应活性高，条件简单，改性后的SCPR水溶性大大增加，更能通过改性引进的羧基接枝靶向基团；
(4)接枝氨基葡萄糖：将SCPR(0.50g，0.027mmol，羧酸基团摩尔量为1.61mmol)溶于去离子水，利用氢氧化钠和盐酸溶液调节pH在5-6之间，依次加入EDC(1.54g，8.03mmol)和0.92g NHS(0.92g，8.03mmol)活化30min，将氨基葡萄糖盐酸盐(0.86g，3.99mmol)溶于少量去离子水，加入三乙胺(1.11mL，8.0mmol)搅拌5min，再将氨基葡萄糖溶液加入已活化的SCPR水溶液中，调节pH＝7，室温反应24h，置于透析袋中透析5天(MWCO:3500)，冷冻干燥得SCPR-GlcN；
(5)制备聚轮烷载药胶束：将2mg盐酸阿霉素溶于1mL二甲基亚砜，加入三乙胺去盐，再加入10mg SCPR-GlcN搅拌溶解，获得混合溶液；将混合溶液逐滴滴加到8mL去离子水中，搅拌(转速：600rpm)1.5h，置于透析袋中透析24h(MWCO:1000)，冷冻干燥得聚轮烷靶向载药胶束，其药物包封率为72.2％，胶束粒径为160nm。
实施例4
步骤(1)、(2)、(3)、(4)同实施例1；
(5)制备聚轮烷载药胶束：将1mg盐酸阿霉素溶于1mL二甲基亚砜，加入三乙胺去盐，再加入10mg SCPR-GlcN搅拌溶解，获得混合溶液；将混合溶液逐滴滴加到8mL去离子水中，搅拌(转速：600rpm)1.5h，置于透析袋中透析24h(MWCO:1000)，冷冻干燥得聚轮烷靶向载药胶束。
实施例5
步骤(1)、(2)、(3)、(4)同实施例1；
(5)制备聚轮烷载药胶束：将3mg盐酸阿霉素溶于1.5mL二甲基亚砜，加入三乙胺去盐，再加入10mg SCPR-GlcN搅拌溶解，获得混合溶液；将混合溶液逐滴滴加到8mL去离子水中，搅拌(转速：600rpm)2h，置于透析袋中透析24h(MWCO:1000)，冷冻干燥得聚轮烷靶向载药胶束。
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，其它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 (10)

1.一种改性聚轮烷的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)制备准聚轮烷：以水为介质，将活化酯改性聚乙二醇与α-环糊精混合，干燥，得到准聚轮烷；
(2)制备聚轮烷：在碱性催化剂的作用下，将准聚轮烷与封端剂进行反应，得到聚轮烷即改性聚轮烷；所述封端剂为含氨基的封端剂。
2.根据权利要求1所述改性聚轮烷的制备方法，其特征在于：所述含氨基的封端剂为氨基改性胆酸或氨基改性胆固醇，即胆酸经过改性含有氨基，胆固醇经过改性含有氨基；
步骤(1)中所述活化酯改性聚乙二醇的结构为
3.根据权利要求1所述改性聚轮烷的制备方法，其特征在于：
步骤(2)中所述氨基改性胆酸是将胆酸与小分子醇反应制得胆酸酯，然后将胆酸酯与二胺化合物反应，获得氨基改性胆酸；
步骤(2)中所述氨基改性胆固醇是将氯甲酸胆固醇酯与二胺化合物反应，获得氨基改性胆固醇；
步骤(1)中活化酯改性聚乙二醇与α-环糊精的摩尔比为1:(15～25)；
步骤(2)中准聚轮烷中的活化酯单元与封端剂的摩尔比为1:(1.5～3)；活化酯单元是指活化酯改性聚乙二醇中对硝基苯酚甲酯基团即聚乙二醇与对硝基苯基氯甲酸酯反应所生成的端基基团；
步骤(2)中所述反应在有机溶剂中进行，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述碱性催化剂为三乙胺。
4.根据权利要求3所述改性聚轮烷的制备方法，其特征在于：步骤(2)中氨基改性胆酸中所述小分子醇为甲醇，所述二胺化合物为乙二胺；氨基改性胆固醇中所述二胺化合物为乙二胺。
5.一种由权利要求1～4任一项所述制备方法得到的改性聚轮烷在药物载体中的应用。
6.一种基于聚轮烷的肿瘤靶向载药胶束的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(S1)制备亲水改性聚轮烷：在催化剂的作用下，将聚轮烷与改性剂进行反应，得到亲水改性聚轮烷；所述反应是指聚轮烷中环糊精单元的羟基与改性剂的反应；所述改性剂为二酸酐；所述聚轮烷为权利要求1～4任一项所述制备方法得到的改性聚轮烷；
(S2)接枝肿瘤靶向配体单元：在水中，将亲水改性聚轮烷与肿瘤靶向配体单元进行酰胺化反应，获得两亲性接枝产物；所述肿瘤靶向配体单元为含有氨基的配体单元；所述反应是指亲水改性聚轮烷中与环糊精单元连接的羧酸与肿瘤靶向配体单元的反应；
(S3)制备聚轮烷载药胶束：将疏水性抗肿瘤药物包埋于两亲性接枝产物中形成胶束，得到聚轮烷载药胶束。
7.根据权利要求6所述基于聚轮烷的肿瘤靶向载药胶束的制备方法，其特征在于：步骤(S1)中所述二酸酐为丁二酸酐；
步骤(S1)中所述催化剂为吡啶，所述反应是指室温反应24～36h；所述反应需在溶剂中进行，溶剂为吡啶；
步骤(S1)中聚轮烷中环糊精单元与改性剂的摩尔比为1:(10～20)；
步骤(S2)中亲水改性聚轮烷中羧酸单元与肿瘤靶向配体单元的摩尔比为1：(2～3)；
步骤(S2)中肿瘤靶向配体单元为氨基葡萄糖、半乳糖胺和/或叶酸；
步骤(S2)中所述酰胺反应具体步骤为：以水为介质，在酸性条件下，将亲水改性聚轮烷在活化催化体系的作用下进行活化，得到活化体系；然后将活化体系与肿瘤靶向配体单元反应，透析，干燥，得到两亲性接枝产物；
步骤(S3)中所述聚轮烷载药胶束的具体制备步骤为：将疏水性抗肿瘤药物与两亲性接枝产物溶于有机溶剂中，获得混合溶液；然后将混合溶液滴入水中，搅拌，透析，干燥，得到聚轮烷载药胶束；
步骤(S3)中两亲性接枝产物与疏水性抗肿瘤药物的质量比为1：(0.1～0.4)；
步骤(S3)中所述疏水性抗肿瘤药物为阿霉素、紫杉醇及喜树碱中一种以上。
8.根据权利要求7所述基于聚轮烷的肿瘤靶向载药胶束的制备方法，其特征在于：步骤(S2)中所述酰胺反应具体步骤中所述酸性条件是指pH为5～6；所述活化时间为0.5～1h，所述活化催化体系为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺体系或1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和1-羟基苯并三唑体系；活化体系与肿瘤靶向配体单元混合后需调节pH为7～8，所述反应为室温反应；
亲水改性聚轮烷中羧酸单元与活化催化体系中每一物质的摩尔比均为1:(3～5)；
步骤(S3)中所述聚轮烷载药胶束的具体制备步骤中有机溶剂与水的体积比为1:(5～15)；
步骤(S3)中所述聚轮烷载药胶束的具体制备步骤中所述有机溶剂为DMSO，疏水性抗肿瘤药物在有机溶剂中的浓度为1～5mg/mL；所述搅拌的转速为400～600rpm，搅拌的时间为1～2h，所述透析的时间为24～36h。
9.一种由权利要求6～8任一项所述制备方法得到的基于聚轮烷的肿瘤靶向载药胶束。
10.根据权利要求9所述基于聚轮烷的肿瘤靶向载药胶束在生物医药领域中的应用。
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