CN109021169A - 一种海藻酸钠聚合物、新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种海藻酸钠聚合物，所述海藻酸钠聚合物是由海藻酸钠与含有不饱和双键和阴离子基团的单体，以及任选的交联剂通过自由基引发的聚合反应而生成的，所述交联剂为多官能度的水溶性丙烯酸酯或丙烯酰胺。与市售海藻酸钠微球栓塞剂相比，本发明提供的海藻酸钠聚合物作为载体，可以体外通过离子吸附载药，载药量较高，体内可以缓释药物，提高局部药物浓度，延长药物作用时间，降低药物的系统毒性，进而提高栓塞化疗的疗效。本发明还提供了一种新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物，本发明披露的栓塞化疗组合物可以经导管将海藻酸钠聚合物作为栓塞剂和药物共递送至靶血管部位，充分发挥化疗药物的疗效，不损伤周围正常组织，减少疾病的复发。

Description

一种海藻酸钠聚合物、新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物及 其制备方法和用途

技术领域

本发明属于介入医学领域，涉及一种海藻酸钠聚合物、新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物及其制备方法和用途。

背景技术

介入放射学是近年来发展起来的新兴学科，是在影像设备引导下的一种微创医疗技术，具有创伤小、恢复快、疗效好的特点，并为此前不治或难治之症开辟了新的治疗途径。目前已与内科、外科并列成为三大最主要的治疗学科。介入栓塞治疗是介入治疗的重要组成部分，在治疗恶性肿瘤、血管畸形、子宫肌瘤和止血等方面日益发挥着重要的作用。

动脉化疗栓塞(TACE)治疗将栓塞和化疗结合起来，是80年代发展起来的一种非手术微创肿瘤治疗方法，在临床上已使用30多年，对肝癌有很好疗效，甚至被推荐为非手术疗法中的首选方案。该方法是将栓塞剂和药物经导管共递送至靶血管部位，不仅阻断了肿瘤的血供而且使化疗药物直接作用于肿瘤局部，可使肿瘤缩小，并使一些患者获得手术治疗机会。对于中晚期患者还可以延长生存期，同时提高生活质量。

海藻酸钠微球栓塞剂具有良好的生物相容性和降解性，还具有较好的可塑性，具有保护血管功能，不易形成侧支循环，能满足多次栓塞治疗的需要，但其不能通过离子吸附载药，临床一般通过传统的TACE方式使用，即采用“三明治”方式，首先将化疗药物和碘油乳化制成乳剂，于肿瘤供血血管内灌注，然后用海藻酸钠栓塞剂栓塞。传统TACE治疗存在几个主要缺陷：①碘油乳剂会有局部沉积，随着时间的延长，药物对肿瘤的细胞毒效应也会下降；②乳剂虽较传统化疗降低了全身不良反应，但仍有部分药物进入循环系统，增加不良反应；③在肿瘤治疗中，治疗效果需要肿瘤内部维持一定的药物浓度，而这依赖药物的持续释放，碘油乳剂较难做到这点；④乳剂-栓塞剂栓塞操作复杂，不能一步完成化疗栓塞治疗。

专利CN105816920A描述了一种改性海藻酸钠栓塞微球的制备方法，包括以下步骤：(1)用牛磺酸对海藻酸钠改性，合成改性海藻酸钠；(2)以高浓度改性海藻酸钠水溶液为水相，矿物油为油相，通过反相乳化方法用多醛基纤维素交联，制备出改性海藻酸钠栓塞微球。此专利披露的制备方法，需要两步反应步骤才能得到改性海藻酸钠栓塞微球。本发明将海藻酸钠与具有不饱和双键和阴离子的单体，以及多官能度的水溶性丙烯酸酯或丙烯酰胺等类的交联剂，通过自由基引发的交联聚合反应，在同一反应体系下一步制备出离子交换型聚合物栓塞材料。此栓塞材料具有阴离子载药基团，通过离子吸附负载含有阳离子基团的化疗药物，使TACE治疗一步完成，方便操作。

发明内容

市售海藻酸钠微球栓塞剂不能通过离子吸附载药，本发明提供了一种可以通过离子吸附载药的海藻酸钠聚合物，此海藻酸钠聚合物可以作为栓塞材料使用，具有较高的药物包封率和载药量，同时药物缓释效果更好。本发明还提供了一种新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物及其制备方法和用途，本发明披露的栓塞化疗组合物可以经导管将海藻酸钠聚合物作为栓塞剂和化疗药物共递送至靶部位，充分发挥化疗药物的疗效，不损伤周围正常组织，减少疾病的复发，具有栓塞、硬化血管和治疗肿瘤的多重功效。

为实现上述目的，所采取的技术方案：一种海藻酸钠聚合物，所述海藻酸钠聚合物是由海藻酸钠与含有不饱和双键和阴离子基团的单体，以及任选的交联剂通过自由基引发的聚合反应而生成的，所述交联剂为多官能度的水溶性丙烯酸酯或丙烯酰胺。所述聚合反应是反应原料在同一反应体系下一步完成的。海藻酸钠是海藻酸的钠盐，具有较好的水溶性，具有多羟基的聚合位点，并同时具有离子吸附载药的羧酸根阴离子基团。

优选地，海藻酸钠选用药用级别各个规格的原料。

优选地，所述的含有不饱和双键和阴离子基团的单体为丙烯酸、丙烯酸盐、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸盐、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸盐中的一种或多种；所述的交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、N,N'-二烯丙基酒石酸二酰胺和乙二醛-双丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种；优选地，所述交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺。

优选地，所述聚合反应加入引发剂和催化剂。

所述引发剂选自偶氮类、过氧化合物中的一种或多种；更优选地，所述引发剂为偶氮二异丁腈、N-亚硝基酰基苯胺、过硫酸铵、过硫酸钾、双氧水和四价铈中的一种或多种；更优选地，所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾；

所述催化剂选自四甲基乙二胺。

优选地，所述海藻酸钠聚合物为微球；更优选地，所述海藻酸钠聚合物是粒度范围为10～2000μm的微球。

本发明提供了一种新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物，包括上述所述的海藻酸钠聚合物；和含有阳离子基团的化疗药物；所述化疗药物结合到海藻酸钠聚合物的阴离子基团上。

优选地，所述新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物包括由海藻酸钠与含有不饱和双键和阴离子基团的单体，以及交联剂通过自由基引发的聚合反应而生成的海藻酸钠聚合物，和含有阳离子基团的化疗药物；所述化疗药物通过离子吸附结合到生成的海藻酸钠聚合物的羧酸根阴离子和/或磺酸根阴离子基团上。

优选地，所述含有阳离子基团的化疗药物为阿霉素、表阿霉素、吡柔比星、米托蒽醌、伊立替康、拓扑替康、博来霉素、平阳霉素、舒尼替尼、吉非替尼、索拉菲尼、伊马替尼、瓦他拉尼及其盐中的一种或多种；优选地，所述含有阳离子基团的化疗药物为阿霉素、表阿霉素、伊立替康、平阳霉素或舒尼替尼。

优选地，所述新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物还包括成像剂和活性染料中的至少一种。优选地，成像剂为造影剂。相对于1重量份的海藻酸钠，所述成像剂的加入量为0.0001～10份。优选地，所述活性染料为活性蓝。相对于1重量份的海藻酸钠，所述活性染料的加入量为0.0005～1份。

本发明提供了上述所述的新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物在制备治疗肿瘤、血管畸形疾病的药物中的用途；优选地，所述的肿瘤为血管瘤、子宫肌瘤、肝癌、肺癌、肾癌、前列腺癌、卵巢癌、乳腺恶性肿瘤。

本发明提供了上述所述的新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采用反相悬浮聚合法，使海藻酸钠与含有不饱和双键和阴离子基团的单体，以及任选的交联剂通过自由基引发的聚合反应而生成海藻酸钠聚合物；

(2)将生成的海藻酸钠聚合物置于化疗药物的溶液中，得到新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物。

优选地，所述制备方法包括以下步骤：

(1)采用反相悬浮聚合法，向含有表面活性剂的油相中通入惰性气体，然后将海藻酸钠、含有不饱和双键和阴离子基团的单体、交联剂、引发剂的混合溶液加入到40～90℃的所述油相中，充分混合后再加入催化剂，搅拌下反应2～5小时后分离出微球，洗净；

(2)吸干微球表面水分后，将其置于含化疗药物的溶液中，浸泡后洗去微球表面未交换的化疗药物，得到所述新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物。

优选地，所述表面活性剂选自司盘、司盘与吐温的混合物中的一种或多种，更优选为司盘；所述油相选自液体石蜡、硅油、植物油和与水不互溶的有机溶剂中的一种或多种，更优选为液体石蜡。

优选地，相对于1重量份的海藻酸钠，所述制备方法中其他原料的加入量分别为：含有不饱和双键和阴离子基团的单体0.1～20重量份，交联剂0.0005～1重量份，引发剂0.0002～0.5重量份，催化剂0.0005～0.5重量份，表面活性剂0.005～0.5重量份，油相5～300重量份。更优选地，相对于1重量份的海藻酸钠，其他原料的加入量分别为：含有不饱和双键和阴离子基团的单体0.5重量份，交联剂0.015重量份，引发剂0.015重量份，催化剂0.015重量份,表面活性剂0.015重量份，油相11.25重量份。

优选地，相对于1重量份的海藻酸钠，所述化疗药物的加入量为0.0001～30重量份。

本发明的有益效果在于：

1、本发明针对市售海藻酸钠微球栓塞剂不能通过离子吸附载药，提供了一种可以通过离子吸附载药的海藻酸钠聚合物，本发明通过海藻酸钠与含有不饱和双键和阴离子基团的单体，以及任选的多官能度的水溶性丙烯酸酯或丙烯酰胺等类交联剂的聚合反应，在同一反应体系下一步制得海藻酸钠聚合物，该海藻酸钠聚合物为离子交换型海藻酸钠栓塞材料，具有材料易得，成本低，适合大规模工业化生产等特点，有利于产品的临床推广应用。

2、本发明通过自由基引发的聚合反应而制得的聚合物，其阴离子部分能够与富含氨基基团的阳离子化疗药物通过离子吸附结合，实现较高的载药量(高达102mg/mL以上)，又可以使海藻酸钠栓塞材料中的药物被体内的阳离子所交换，从而缓慢地释放药物。

3、本发明通过反相悬浮聚合反应制得微球型栓塞剂，微球粒径范围为10～2000μm，更适合临床应用。

4、本发明载药方法简单，载药剂量可以在一定范围内进行调节，更有利于满足临床治疗的需要。

5、与市售海藻酸钠微球栓塞剂相比，本发明提供的海藻酸钠聚合物作为载体，可以体外通过离子吸附载药，体内可以缓释药物，提高局部药物浓度，延长药物作用时间，降低药物的系统毒性，进而提高栓塞化疗的疗效。

附图说明

图1为本发明实施例1中微球的SEM形态；

图2为本发明实施例2中微球的粒径分布；

图3为本发明实施例4中微球对阿霉素的载药量(A)和包封率(B)；

图4为本发明实施例5中载阿霉素微球的释药曲线；

图5为本发明实施例6中微球对家兔肾脏血管栓塞造影图。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：微球的制备

采用反相悬浮聚合法，在三口瓶中加入60mL液体石蜡和60mg的Span 80，通入氮气驱氧，然后将溶有4.0g海藻酸钠、2.0g丙烯酸、60mg N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(交联剂)和60mg过硫酸钾(引发剂)溶液逐滴加入至70℃的油相中，预交联15min后，再加入60mg四甲基乙二胺(催化剂)，250rpm搅拌下反应2.5h后，分离微球，洗净，按粒径大小筛分出不同规格，收集各粒径范围(50-100μm，100-300μm，300-500μm，500-700μm，700-900μm，900-1250μm和>1250μm)的微球(SAMs)。光学显微镜下观察其形态、大小和粘连情况。700-900μm微球干燥后，进行SEM扫描，结果如图1所示。干燥后的微球为圆形颗粒，形状规则，大小相近，分布较为均匀，干燥后粒径约为500nm。

实施例2：微球的粒径分布考察

取实施例1制得的微球SAMs，分散在去离子水(DW)或生理盐水(NS)中，采用激光散射粒度仪测试其平均粒径及粒度分布情况。测得在DW或NS中平均粒径分别为632.7μm和555.1μm，粒度分布基本呈正态分布，结果如图2所示。

实施例3：载苹果酸舒尼替尼微球的制备

分别取实施例1制得的各个粒径范围的湿微球各1mL，吸干表面水分后，置于25.0mg/L的苹果酸舒尼替尼溶液中，室温下浸泡2小时后，用去离子水洗去表面未交换的药物即得。

实施例4：微球对阿霉素的载药量与包封率

分别准确量取1mL粒径为500-700μm的空白微球(实施例1所得微球)，用滤纸吸干表面水分，放入西林瓶中；在西林瓶中加入3mL浓度为12.5mg/mL或3mL浓度为25.0mg/mL或3mL浓度为37.5mg/mL的阿霉素溶液,再将阿霉素溶液注入微球中，振摇片刻后开始计时，静置；于确定时间点吸取上层溶液，稀释一定倍数，紫外分光光度法测定吸光度。当微球变成红色，溶液变成无色时，阿霉素的加载完成。通过建立的标准曲线计算载药量(每毫升微球中阿霉素的含量，DL)及包封率(微球中阿霉素占阿霉素总量的百分数，EE％)。载药量和包封率的计算公式如下:

DL＝(m₀-m_t)/V

EE％＝(m₀-m_t)/m₀×100％

M₀为载药初始时药液中的药量，M_t为t时间时药液中的药量，V为微球溶液的体积。

微球的载药量如图3中(A)，包封率如图3中(B)。粒径为500-700μm的微球在3mL阿霉素的不同药液浓度(12.5mg/mL、25mg/mL、37.5mg/mL)中达到载药平衡时的载药量分别为36.21±0.80、67.56±1.55、102.44±1.62mg/mL，包封率分别为96.54％±0.75％、92.69％±0.36％、89.28％±2.98％。证实所制备微球具有较高的载药量和包封率。

实施例5：载阿霉素微球的体外释药

采用震荡透析法体外模拟微球释放过程。分别取1mL粒径为500-700μm的载阿霉素浓度为36.21mg/mL、67.56mg/mL和102.44mg/mL微球，分别放入100mL的PBS缓冲溶液中进行体外释放实验，于确定时间点取样。通过紫外分光光度法，计算阿霉素累积释放量(％)，考察不同载药量的载药微球体外释放行为，得释放曲线，结果如图4所示。载药微球可以缓慢释药，20min内有3.45％±1.19％的突释，之后缓慢释放，72小时的累积释放量分别是33.68％±0.83％、17.48％±1.17％、12.89％±1.26％。载阿霉素微球体外释药，缓释效果较好。

实施例6：家兔肾脏栓塞效果的研究

以家兔肾脏为栓塞模型，考察实施例1微球体内栓塞效果。实验前，日本大耳兔以2％(w/v)戊巴比妥钠溶液经耳缘静脉注射进行麻醉。兔子麻醉后分离股动脉，用Seldinger技术经股动脉将血管穿刺针缓慢插入，经穿刺针送入导丝至肾动脉并固定，再送入2.8-Fr微导管，撤出导丝。在DSA监测下，首先经微导管注射血管造影剂碘海醇，证实插管处为肾动脉，并观察肾动脉的走行分布情况。造影结束后，经微导管缓慢推注0.2mL500-700μm微球(采用生理盐水和碘海醇1:1的混合溶液作为微球的混悬液)进行栓塞，栓塞后立即注射碘海醇造影剂，进行DSA再造影，观察微球对肾动脉的栓塞效果与程度，从而评价栓塞剂的体内栓塞特性,结果如图5所示。塞前后的DSA造影表明：注射0.3mL500-700μm微球栓塞剂可以有效阻断肾动脉的血供，证实所制备的微球栓塞剂具有良好的栓塞效果。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的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实质和范围。

Claims (10)

1.一种海藻酸钠聚合物，其特征在于，所述海藻酸钠聚合物是由海藻酸钠与含有不饱和双键和阴离子基团的单体，以及任选的交联剂通过自由基引发的聚合反应而生成的，所述交联剂为多官能度的水溶性丙烯酸酯或丙烯酰胺。

2.根据权利要求1所述的海藻酸钠聚合物，其特征在于，所述的含有不饱和双键和阴离子基团的单体为丙烯酸、丙烯酸盐、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸盐、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸盐中的一种或多种；所述的交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、N,N'-二烯丙基酒石酸二酰胺和乙二醛-双丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种；优选地，所述交联剂为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺。

3.根据权利要求1或2所述的海藻酸钠聚合物，其特征在于，所述聚合反应加入引发剂和催化剂。

4.根据权利要求3所述的海藻酸钠聚合物，其特征在于，所述引发剂选自偶氮类、过氧化合物中的一种或多种；优选地，所述引发剂为偶氮二异丁腈、N-亚硝基酰基苯胺、过硫酸铵、过硫酸钾、双氧水和四价铈中的一种或多种；更优选地，所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾；

所述催化剂选自四甲基乙二胺。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的海藻酸钠聚合物，其特征在于，所述海藻酸钠聚合物为微球；优选地，所述海藻酸钠聚合物是粒度范围为10～2000μm的微球。

6.一种新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物，其特征在于，包括如权利要求1-5任一所述的海藻酸钠聚合物；和含有阳离子基团的化疗药物；所述化疗药物结合到海藻酸钠聚合物的阴离子基团上。

7.根据权利要求6所述的新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物，其特征在于，所述含有阳离子基团的化疗药物为阿霉素、表阿霉素、吡柔比星、米托蒽醌、伊立替康、拓扑替康、博来霉素、平阳霉素、舒尼替尼、吉非替尼、索拉菲尼、伊马替尼、瓦他拉尼及其盐中的一种或多种；优选地，所述含有阳离子基团的化疗药物为阿霉素、表阿霉素、伊立替康、平阳霉素或舒尼替尼。

8.根据权利要求6或7所述的新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物，其特征在于，所述新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物还包括成像剂和活性染料中的至少一种。

9.根据权利要求6或7所述的新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物在制备治疗肿瘤、血管畸形疾病的药物中的用途；优选地，所述的肿瘤为血管瘤、子宫肌瘤、肝癌、肺癌、肾癌、前列腺癌、卵巢癌、乳腺恶性肿瘤。

10.根据权利要求6或7所述的新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采用反相悬浮聚合法，使海藻酸钠与含有不饱和双键和阴离子基团的单体，以及任选的多官能度的水溶性丙烯酸酯或丙烯酰胺等类交联剂通过自由基引发的聚合反应而生成海藻酸钠聚合物；

(2)将生成的海藻酸钠聚合物置于化疗药物的溶液中，得到新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物。

优选地，所述制备方法包括以下步骤：

(1)采用反相悬浮聚合法，向含有表面活性剂的油相中通入惰性气体，然后将海藻酸钠、含有不饱和双键和阴离子基团的单体、交联剂、引发剂的混合溶液加入到40～90℃的所述油相中，充分混合后再加入催化剂，搅拌下反应2～5小时后分离出微球，洗净；

(2)吸干微球表面水分后，将其置于含化疗药物的溶液中，浸泡后洗去微球表面未交换的化疗药物，得到所述新型海藻酸钠血管栓塞化疗组合物。