CN109793721B

CN109793721B - 一种阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统及其制备方法

Info

Publication number: CN109793721B
Application number: CN201910247307.4A
Authority: CN
Inventors: 张雪琼; 汤明秀
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2019-03-29
Publication date: 2020-12-22
Anticipated expiration: 2039-03-29
Also published as: CN109793721A

Abstract

本发明公开了一种阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统及其制备方法，采用单甲氧基聚乙二醇聚己内酯、二硫代二丙酸为原料，通过二环己基碳二亚胺和二甲氨基吡啶的催化，连接上阿霉素，透析除杂、干燥得到具有氧化还原性的高分子前药；将高分子前药与甘草次酸按比例混合溶解于有机溶剂中，缓慢滴加到水相中，持续搅拌挥去有机溶剂，冷冻干燥得到纳米粒。该方法制备的纳米粒粒径较小、分布均匀、稳定性好，改善了阿霉素和甘草次酸的水不溶性，提高了其生物利用度，两药协同发挥疗效，可增强抗肿瘤活性。

Description

一种阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统及其制备方法。

背景技术

癌症是一种普遍的公共健康问题，有数以千万计的人因这一致命疾病而丧生，纳米药物可实现对化疗药物的靶向输送和缓慢释放因而成为研究的热点。肿瘤细胞具有独特的环境特性，肿瘤细胞质中谷胱甘肽的含量明显高于正常组织，使肿瘤细胞质呈高还原性。阿霉素作为肿瘤化疗的一线药物，易于通过细胞膜，作用于多靶点，具有疗效确切、价格低廉等特点，但其毒副作用限制了其临床应用。此外，耐药性是化疗中无法避免的另一个问题，所以通过多种药物同时进行肿瘤化疗已经普遍应用于临床。不同药物之间存在的协同作用，可使其在治疗效果、剂量控制和减少耐药方面展现明显的优势。甘草次酸具有较强的抗炎、抗癌、免疫调节作用，但其水溶性差、生物利用度低，严重影响其临床疗效的发挥。因此，亟需一种条件温和、操作简单的制备方法，使制备的纳米传递系统同时装载阿霉素与甘草次酸，既能提高药物生物利用度，又能协同发挥治疗作用。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统及其制备方法。利用生物相容性良好的单甲氧基聚乙二醇聚己内酯为载体材料，通过二硫键的连接，负载上阿霉素制备还原敏感性高分子前药，可使药物在肿瘤胞质释放，降低毒副作用。通过该技术，将阿霉素高分子前药与甘草次酸自组装形成纳米粒，可同步递送至肿瘤组织和细胞内，提高药物稳定性，改善药物的药动学性质，最大限度发挥协同作用，具有极高的应用价值。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统的制备方法，包含如下步骤：

（1）按照摩尔比单甲氧基聚乙二醇聚己内酯：二硫代二丙酸：二环己基碳二亚胺：二甲氨基吡啶=1:2:4:4~1:4:4:4，在二甲亚砜中混合，室温条件下搅拌12~24小时，得到分散液A，透析除去有机溶剂及其他杂质，冷冻干燥得到产物A；

（2）将产物A与二环己基碳二亚胺、二甲氨基吡啶按摩尔比1:3:3~1:4:4溶解于二甲亚砜中，室温搅拌1~2小时，加入阿霉素，避光搅拌12~24小时，得到分散液B，透析除去有机溶剂及其他杂质，冷冻干燥得到高分子前药；

（3）取一定量的高分子前药和甘草次酸溶于有机溶剂中，混合均匀，在搅拌条件下，将混合溶液缓慢滴加到蒸馏水中，持续搅拌，挥去有机溶剂；

（4）将挥发完毕后的溶液离心、收集沉淀，然后预冻、干燥即得阿霉素与甘草次酸双药纳米粒粉末。

作为上述技术方案的优选，本发明提供的阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统的制备方法进一步包括下列技术特征的部分或全部：

作为上述技术方案的改进，所述步骤（1）中的单甲氧基聚乙二醇聚己内酯分子量为7000~10000，单甲氧基聚乙二醇聚己内酯与二甲亚砜的比例为0.3~1.5g：3~5 mL；透析是将分散液A装入截留分子量为3.5 kDa的透析袋中，以纯水为外液，透析时间12~24小时，期间更换外液4~6次。

作为上述技术方案的改进，所述步骤（2）中产物A与阿霉素的比例为100~500 mg：20~110 mg，产物A与二甲亚砜的比例为100~500 mg：1~2 mL，透析是将分散液B装入截留分子量为3.5 kDa的透析袋中，以纯水为外液，透析时间24~48小时，期间更换外液8~12次。

作为上述技术方案的改进，所述步骤（3）中高分子前药与甘草次酸质量比6:1~15:1，有机溶剂为丙酮或乙腈，按照每5 mg甘草次酸加入200~400 μL有机溶剂，搅拌速度为800~1000 rpm，混合液滴加速度为1~1.5 mL/min，按照每5 mg甘草次酸加入到1~2 mL蒸馏水中，持续搅拌时间为10~12小时。

作为上述技术方案的改进，所述步骤（4）中离心机转速为12000~15000 rpm，离心温度为6~10℃，离心时间为20~30 min。

作为上述技术方案的改进，所述步骤（4）中预冻是在-70至-80℃超低温下预冻12~24小时，干燥为抽真空干燥，干燥时间为12~24小时。

一种阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统，所述传递系统是由如前所述的任意方法制备而成。

作为上述技术方案的优选，本发明提供的阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统进一步包括下列技术特征的部分或全部：

作为上述技术方案的改进，所述传递系统是单甲氧基聚乙二醇聚己内酯与阿霉素通过酯化、酰胺化反应连接，形成了具有氧化还原性的两亲性高分子前药，继而在水溶液中自组装形成负载甘草次酸的纳米粒，即为所述的传递系统。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：

1、本发明为阿霉素和甘草次酸共用提供了一种新的剂型，即纳米粒，粒径可低于200 nm，具有包封率高、稳定性好等优点。

2、本发明所述方法所用载体单甲氧基聚乙二醇聚己内酯是美国FDA认证并批准收录为药用辅料，其降解产物乳酸和羟基乙酸可参与人体新陈代谢，具有良好的生物相容性和生物降解性。

3、本发明所述方法通过单甲氧基聚乙二醇聚己内酯为载体，经过酯化、酰胺化反应，连接上阿霉素形成了具有氧化还原性的两亲性高分子前药，可根据肿瘤环境的特殊性，赋予药物肿瘤组织靶向性。

4、本发明所述方法将阿霉素高分子前药自组装形成负载甘草次酸的纳米粒，纳米粒呈球形且粒径分布均匀，可通过EPR效应（实体瘤的高通透性和滞留效应）靶向肿瘤组织，提高药物的输送效率。

5、本发明所述的阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统具有协同抗肿瘤作用，能更有效的抑制肿瘤细胞增殖，因而进一步提高肿瘤治疗效果，在医药、医用材料等许多方面具有良好的研究和开发前景。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1为阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统的粒径分布图；

图2为阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统响应性释药曲线图；

图3为阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统稳定性图；

图4为不同浓度盐酸阿霉素、阿霉素高分子前药、阿霉素与甘草次酸双药纳米粒对人口腔癌细胞Cal-27抗肿瘤活性的影响（mean±SD,n=6）（*p<0.05vs;**p<0.01vs;***p<0.01vs）。

具体实施方式

下面详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。

实施例1

本实施例的工艺步骤如下：

称取分子量为7000kDa的单甲氧基聚乙二醇聚己内酯1.5g，二硫代二丙酸87.3mg，二环己基碳二亚胺165mg,二甲氨基吡啶98mg，溶于5mL二甲亚砜溶液中，室温条件下搅拌24小时，将反应完成的分散液装入截留分子量为3.5 kDa的透析袋中，以纯水为外液，透析时间24小时，期间更换外液6次，将完成液冷冻干燥24小时得到产物A。称取产物A380mg，二环己基碳二亚胺20mg,二甲氨基吡啶18mg，溶解于2mL二甲亚砜溶液中，室温条件下搅拌2小时，加入阿霉素107mg，避光反应24小时，将分散液装入截留分子量为3.5 kDa的透析袋中，以纯水为外液，透析时间24小时，期间更换外液8次，将完成液冷冻干燥24小时得到高分子前药。称取高分子前药30mg，甘草次酸5mg，混合溶解于200μL丙酮中，将混合液以1mL/min滴加到1mL蒸馏水中，室温快速搅拌10小时，待丙酮挥发干净，将反应液以15000rpm的转速离心30min，去除上清，冷冻干燥即得阿霉素与甘草次酸双药纳米粒。

采用高效液相测得阿霉素载药量12.72%，甘草次酸包封率74.56%。

实施例2

本实施例的工艺步骤如下：

称取分子量为8000kDa的单甲氧基聚乙二醇聚己内酯0.5g，二硫代二丙酸27.1mg，二环己基碳二亚胺55mg,二甲氨基吡啶38mg，溶于3mL二甲亚砜溶液中，室温条件下搅拌24小时，将反应完成的分散液装入截留分子量为3.5 kDa的透析袋中，以纯水为外液，透析时间12小时，期间更换外液4次，将完成液冷冻干燥24小时得到产物A。称取产物A200mg，二环己基碳二亚胺10mg,二甲氨基吡啶9mg，溶解于1mL二甲亚砜溶液中，室温条件下搅拌2小时，加入阿霉素50mg，避光反应24小时，将分散液装入截留分子量为3.5kDa的透析袋中，以纯水为外液，透析时间24小时，期间更换外液8次，将完成液冷冻干燥24小时得到高分子前药。称取高分子前药45mg，甘草次酸5mg，混合溶解于300μL丙酮中，将混合液以1mL/min滴加到1mL蒸馏水中，室温快速搅拌10小时，待丙酮挥发干净，将反应液以15000rpm的转速离心30min，去除上清，冷冻干燥即得阿霉素与甘草次酸双药纳米粒。

采用高效液相测得阿霉素载药量13.63%，甘草次酸包封率86.80%。

实施例3

本实施例的工艺步骤如下：

称取分子量为7000kDa的单甲氧基聚乙二醇聚己内酯0.3g，二硫代二丙酸30mg，二环己基碳二亚胺35mg,二甲氨基吡啶16mg，溶于3mL二甲亚砜溶液中，室温条件下搅拌24小时，将反应完成的分散液装入截留分子量为3.5 kDa的透析袋中，以纯水为外液，透析时间12小时，期间更换外液4次，将完成液冷冻干燥24小时得到产物A。称取产物A100mg，二环己基碳二亚胺10mg,二甲氨基吡啶8mg，溶解于2mL二甲亚砜溶液中，室温条件下搅拌2小时，加入阿霉素25mg，避光反应24小时，将分散液装入截留分子量为3.5kDa的透析袋中，以纯水为外液，透析时间24小时，期间更换外液8次，将完成液冷冻干燥24小时得到高分子前药。称取高分子前药60mg，甘草次酸5mg，混合溶解于400μL丙酮中，将混合液以1.5mL/min滴加到2mL蒸馏水中，室温快速搅拌12小时，待丙酮挥发干净，将反应液以15000rpm的转速离心30min，去除上清，冷冻干燥即得阿霉素与甘草次酸双药纳米粒。

采用高效液相测得阿霉素载药量9.46%，甘草次酸包封率64.58%。

实施例4

本实施例的工艺步骤如下：

称取分子量为10000kDa的单甲氧基聚乙二醇聚己内酯0.7g，二硫代二丙酸44.1mg，二环己基碳二亚胺85mg,二甲氨基吡啶20mg，溶于4mL二甲亚砜溶液中，室温条件下搅拌24小时，将反应完成的分散液装入截留分子量为3.5kDa的透析袋中，以纯水为外液，透析时间12小时，期间更换外液4次，将完成液冷冻干燥24小时得到产物A。称取产物A600mg，二环己基碳二亚胺28mg,二甲氨基吡啶10mg，溶解于1mL二甲亚砜溶液中，室温条件下搅拌2小时，加入阿霉素72mg，避光反应24小时，将分散液装入截留分子量为3.5kDa的透析袋中，以纯水为外液，透析时间48小时，期间更换外液12次，将完成液冷冻干燥24小时得到高分子前药。称取高分子前药45mg，甘草次酸3mg，混合溶解于400μL丙酮中，将混合液以1mL/min滴加到1mL蒸馏水中，室温快速搅拌10小时，待丙酮挥发干净，将反应液以15000rpm的转速离心30min，去除上清，冷冻干燥即得阿霉素与甘草次酸双药纳米粒。

采用高效液相测得阿霉素载药量11.31%，甘草次酸包封率79.36%。

实施例5

阿霉素与甘草次酸双药纳米粒的粒径分布实验：

将实施例2制备的阿霉素与甘草次酸双药纳米粒经适量蒸馏水稀释到1mg/mL，通过马尔文粒度仪进行测定，获得的粒径分布情况如图1。由图1可知，纳米粒平均粒径为180nm，主要分布于90-200nm之间，分散均匀，呈正态分布，表明此纳米粒具有良好的EPR效应。

实施例6

阿霉素与甘草次酸双药纳米粒的体外释放实验：

将实施例2制备的阿霉素与甘草次酸双药纳米粒进行体外释放实验，获得的体外释放曲线如图2。由图2可见，阿霉素与甘草次酸双药纳米粒具有明显且良好的缓释性能，且具有氧化还原敏感性，在谷胱甘肽浓度为10mM时释放较快，而当谷胱甘肽浓度为20μM时释放较慢。此结果表明本制剂在肿瘤给药方面具有明显优越性，较适合用于肿瘤方面的给药与应用。

实施例7

阿霉素与甘草次酸双药纳米粒的稳定性实验：

将实施例2制备的阿霉素与甘草次酸双药纳米粒，4℃下放置一周，分别于1、2、3、4、5、6、7、8天后对其粒径、PDI进行参数测定，对稳定性进行考察，获得的稳定性曲线如图3。由图3可见，样品放置一周，粒径及PDI保持稳定，整个体系在较长时间内保持良好的稳定性。

实施例8

阿霉素与甘草次酸双药纳米粒的肿瘤细胞增殖抑制实验：

将作为对照的游离盐酸阿霉素水溶液、实施例2制备的阿霉素高分子前药和实施例2制备的阿霉素与甘草次酸双药纳米粒分别用于细胞实验，用CCK-8比色法进行实验，步骤如下：

将对数生长期的Cal-27(人口腔癌细胞）用胰蛋白酶消化，用培养基稀释成5×10⁴/mL的细胞悬液，将该细胞悬液按100μL/孔加入96孔细胞培养板中，将细胞培养板置于37℃培养箱中，孵育24小时。分别将游离盐酸阿霉素水溶液、实施例2制备的阿霉素高分子前药和双药纳米粒溶于培养基中，所有溶液以盐酸阿霉素的含量为基准，稀释成不同浓度，折算成盐酸阿霉素浓度分别为0.45~3.6nmol/mL。向上述96孔细胞培养板中分别加入不同浓度的各样品100μL/孔，每个浓度设6个复孔，培养24小时后，每孔加入CCK-8溶液10μL，继续培养2小时。测得的细胞存活率图如图4。

由图4可见，阿霉素与甘草次酸双药纳米粒对人口腔癌细胞具有强烈的抑制效果，与阿霉素原料药水溶液相比，具有明显的差异性，能有效应用于口腔癌的治疗，具有良好的应用前景。

本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数（如温度、时间等）的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

（1）按照摩尔比单甲氧基聚乙二醇聚己内酯：二硫代二丙酸：二环己基碳二亚胺：二甲氨基吡啶=1:2:4:4~1:4:4:4，在二甲亚砜中混合，室温条件下搅拌12~24小时，得到分散液A，透析除去有机溶剂及其他杂质，冷冻干燥得到产物A；其中，所述单甲氧基聚乙二醇聚己内酯分子量为7000~10000，单甲氧基聚乙二醇聚己内酯与二甲亚砜的比例为0.3~1.5 g：3~5mL；透析是将分散液A装入截留分子量为3.5 kDa的透析袋中，以纯水为外液，透析时间12~24小时，期间更换外液4~6次；

（4）将挥发完毕后的溶液离心、收集沉淀，然后预冻、干燥即得阿霉素与甘草次酸双药联用纳米粒粉末。

2. 如权利要求1所述的阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中产物A与阿霉素的比例为100~500 mg：20~110 mg，产物A与二甲亚砜的比例为100~500 mg：1~2 mL，透析是将分散液B装入截留分子量为3.5 kDa的透析袋中，以纯水为外液，透析时间24~48小时，期间更换外液8~12次。

3.如权利要求1所述的阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中高分子前药与甘草次酸质量比6:1~15:1，有机溶剂为丙酮或乙腈，按照每5mg甘草次酸加入200~400 μL有机溶剂，搅拌速度为800~1000 rpm，混合液滴加速度为1~1.5mL/min，按照每5 mg甘草次酸加入到1~2 mL蒸馏水中，持续搅拌时间为10~12小时。

4.如权利要求1所述的阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中离心机转速为12000~15000 rpm，离心温度为6~10℃，离心时间为20~30min。

5.如权利要求1所述的阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中预冻是在-70至-80℃超低温下预冻12~24小时，干燥为抽真空干燥，干燥时间为12~24小时。

6.一种阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统，其特征在于：所述传递系统是由如权利要求1-5所述的任一方法制备而成。

7.如权利要求6所述的阿霉素与甘草次酸双药纳米传递系统，其特征在于：所述传递系统是单甲氧基聚乙二醇聚己内酯与阿霉素通过酯化、酰胺化反应连接，形成了具有氧化还原性的两亲性高分子前药，继而在水溶液中自组装形成负载甘草次酸的纳米粒，即为所述的传递系统。