CN110354095A - 靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒及其制备方法 - Google Patents

靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒的制备方法，属于新药制剂技术领域，包括：1)具有末端肼基的连接剂共价键合至透明质酸，得到透明质酸衍生物；2)将含疏水链的醛化合物通过末端肼基接枝到透明质酸衍生物，得到含腙键的pH敏感透明质酸共聚物；3)将疏水性抗动脉粥样硬化药物包裹到pH敏感透明质酸共聚物的疏水核心中。本发明还公开了其药物颗粒。本发明使用生物可降解和生物相容的材料，通过正常的生理途径代谢和排泄；该载体具有多靶向性，透明质酸通过与动脉粥样硬化斑块细胞表面过表达的CD44和Stabilin‑2受体特异性结合，响应酸性炎症环境从而释放药物，达到抗氧化药物和抗动脉粥样硬化药物的联合治疗。

Description

靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒及其制备 方法
技术领域
本发明属于新药制剂技术领域，具体涉及靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒及其制备方法。
背景技术
动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)是一种慢性炎症性疾病，目前依旧是全世界老年人死亡的主要原因。最初的病变是由活性氧(ROS)促使内膜中的低密度脂蛋白(LDL)氧化导致炎症和血管内皮功能障碍。所以，氧化应激似乎通过参与引发炎症信号递送的脂质过氧化(oxLDL)，从而加速导致动脉粥样硬化的炎症发生。最近的研究显示，炎症和氧化应激是阻止动脉粥样硬化进展和预防心血管并发症的关键因素，应该得到控制。
动脉粥样硬化的传统治疗方法是他汀类药物治疗，其重点是降低血浆胆固醇而不是减少炎症。目前新的治疗策略被大量研究，抗炎症和抗氧化疗法引起了极大的关注。除了低溶解度和低稳定性外，小分子药物还缺乏特异性，引起局部或全身副作用。纳米载体(NCs)是小分子递送的替代策略，因为它们允许更特异性的递送，具有更好的功效和更低的副作用。除了功能失调的内皮壁表现出增强的血管通透性外，构成动脉粥样硬化斑块的不同细胞成分也表达许多生物炎症标志物(E-选择蛋白，ICAM-1和VCAM-1)，我们可以利用它们来定位病变部位。因此，这种斑块的异质性促使了具有多靶向性的新型纳米载体的设计，它可以同时结合一种以上的炎症细胞并且给出更准确的定位。
透明质酸(hyaluronic acid，HA)是糖胺聚糖家族的一类多糖，它广泛存在于人体内，起着重要的生理作用，因其与多种肿瘤细胞表面上表达的CD44和 RHAMM受体具有特异性结合的特点，因此它在药物递送和组织工程中受到广泛关注。有趣的是，它可以特异性结合stabilin-2和CD44的受体，其中前者被巨噬细胞，平滑肌细胞和内皮细胞过度表达，后者仅被激活的巨噬细胞过度表达。因此，HA在动脉粥样硬化疾病中具有的多靶点潜力可用于设计一种新型多靶点纳米载体用于血管治疗药物的递送。
如何引发药物在细胞内的准确释放是提高纳米载体的治疗效果和安全性的主要挑战之一。环境敏感性纳米颗粒已成为一种智能药物递送平台，用于控制药物在疾病部位的准确释放。
通过刺激响应纳米载体靶向动脉粥样硬化微环境，其特征在于炎症部位的 pH值低于6.5。设计pH响应敏感性纳米载体的最常见策略是pH敏感性连接物，其可在较低pH下发生质子化，导致纳米载体的解体和药物的位点特异性释放。
全反式维甲酸是维生素A的代谢物，它不仅参与多种生物功能，而且是一种低浓度的强抗氧化剂。此外，它还具有多种抗动脉粥样硬化作用，包括抗炎症、抑制平滑肌细胞、促进NO生成、促进内皮细胞增殖。由于这些特性，全反式维甲酸已被用于治疗不同的心血管疾病、内膜增生(IH)和冠状动脉疏通等。然而，全反式维甲酸从未掺入用于动脉粥样硬化治疗的纳米载体中。
由于羧基的刺激性及其低水溶性，全反式维甲酸的皮下给药常伴有炎症反应，给静脉注射带来了挑战，因此设计一种有效的全反式维甲酸给药系统就显得十分必要，设计提高抗动脉粥样硬化治疗效果的配方。特别是通过多靶点药物递送、 pH敏感性药物释放、抗氧化和抗炎联合治疗。
发明内容
发明目的：本发明提出靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒，该载体需要在血流中，特别是在剪切条件下是稳定的，才能有效地到达斑块的病变部位，并通过受体介导的胞吞作用和EPR效应被不同的斑块细胞内化；载体一旦被动脉粥样硬化斑块中活化的巨噬细胞、内皮细胞和平滑肌细胞内化，即会响应酸性炎症微环境形成pH引发的药物释放，这可以增强细胞内的治疗功效并减少药物的不良副作用，从而克服传统给药即口服给药递送的缺点；本发明还公开了其制备方法，将全反式视黄醛作为全反式维甲酸的前体，通过透明质酸的疏水化，利用抗氧化剂全反式视黄醛，作为疏水基团实现，通过pH敏感的腙键连接到聚合物主链上，使得上述策略的组合成为可能。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒的制备方法，包括如下步骤：
1)具有末端肼基的连接剂共价键合至透明质酸，得到透明质酸衍生物；
2)基于透明质酸衍生物，将含疏水链的醛化合物通过末端肼基接枝到透明质酸衍生物，得到含腙键的pH敏感透明质酸共聚物；
3)将疏水性抗动脉粥样硬化药物包裹到pH敏感透明质酸共聚物的疏水核心中，即得靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒。
进一步地，步骤1)中，所述的具有末端肼基的连接剂为二酰肼；步骤3) 中，所述的疏水性药物可选自抗动脉粥样硬化药物、他汀类药物、抗炎药物。
进一步地，所述的二酰肼选自丁二酸二酰肼，己二酸二酰肼，辛二酸二酰肼和癸二酸二酰肼；所述的含疏水链的醛化合物为全反式视黄醛或脂肪醛。
进一步地，步骤1)中，所述的透明质酸分子量为10～100kDa；所述的透明质酸主链的1～34％的羧基被肼基取代；步骤2)中，所述的含疏水链的醛化合物与引入肼基的透明质酸衍生物的摩尔进料比为0.5～4；所述的pH敏感透明质酸共聚物每100个单元含7至17个醛官能团。
进一步地，所述步骤1)具体为：将透明质酸溶于水，在此溶液中，以透明质酸羧基的10-20倍摩尔数加入二酰肼；将pH值调整到4.75后，加入4倍摩尔数的1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)作为催化剂，用于活化透明质酸的羧基；二酰肼的氨基与透明质酸的羧基反应形成酰胺键；停止反应后，将上述溶液转移到透析袋中，先用0.1MNaCl溶液，再用25％(v/v)乙醇水溶液，最后用超纯水，充分透析3天；冷冻干燥，得到白色粉末，即二酰肼修饰的透明质酸衍生物；合成路线如下式所示：
式中，当n’为1、2、3和4时，分别对应于丁二酸二酰肼，己二酸二酰肼，辛二酸二酰肼，癸二酸二酰肼；其中，EDC为1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基) 碳二亚胺盐酸盐；透明质酸：EDC：二酰肼的摩尔比为1：4：10；二酰肼修饰的透明质酸衍生物根据反应时间的不同，每100个透明质酸单元中可含有24～34 个二酰肼。
进一步地，所述步骤2)具体为：将透明质酸修饰的二酰肼衍生物溶解在甲酰胺中；氮气条件下，将溶解在二甲基甲酰胺(DMF)中的一定量摩尔的含疏水链的醛化合物滴加到二酰肼修饰的透明质酸衍生物溶液中；使反应在室温避光条件下，于氮气中进行24小时，生成含腙键的pH敏感透明质酸共聚物，随后透析处理并且冻干；在水溶液中，pH敏感透明质酸共聚物能够自组装形成纳米颗粒；合成路线说明如下式所示：
其中，当n’为1、2、3和4时，分别对应于丁二酸二酰肼，己二酸二酰肼，辛二酸二酰肼，癸二酸二酰肼；其中，R为疏水链，含疏水链的醛化合物为全反式视黄醛或脂肪醛；反应是在氮气氛围下进行，并且要求避光和无水处理，其中含疏水链的醛化合物与二酰肼修饰的透明质酸衍生物的摩尔比为0.5-4，但不限于此；将反应产物分别于无水甲醇，50％(v/v)甲醇水溶液和超纯水中透析，随后离心，冻干。
进一步地，所述步骤3)具体为：采用超声透析法将上述共聚物与一定量的药物混合制备载药纳米颗粒；将pH敏感透明质酸共聚物溶于2mL去离子水中；然后，在磁力搅拌下将溶解于DMSO中的药物逐滴加入到共聚物溶液中；通过细胞超声破碎仪的超声探头在冰浴中对混合物进行超声处理，然后用过量蒸馏水透析以除去有机溶剂；随后，离心并过滤以获得载有药物的纳米颗粒。
所述的靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒的制备方法所制备的靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒，纳米载药颗粒的粒径为140～180nm，其包含载体重量的24wt％～30wt％的药物。
发明原理：透明质酸先通过酰胺键进行化学修饰，然后通过己二酸二酰肼获得具有酰肼基团的透明质酸衍生物。全反式视黄醛提供疏水基团，与透明质酸结合是通过其官能团醛基与透明质酸衍生物的肼键缩合，形成pH敏感性腙键。聚合物是基于亲水性透明质酸，通过与疏水性片段结合，从而具有两亲性。疏水部分是全反式视黄醛，通过pH不稳定的腙键与修饰的透明质酸衍生物共价连接。纳米颗粒的外壳由透明质酸构成，内核由全反式视黄醛的疏水片段和疏水性药物构成。此外，亲水和疏水片段通过具有pH敏感性的腙键连接。
有益效果：与现有技术相比，本发明的靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒的制备方法，简单、重现性好，使用生物可降解和生物相容的材料，可通过正常的生理途径代谢和排泄，避免在体内堆积；本发明的靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒，在生理条件(血流)下具有良好的稳定性，在炎症反应和体内微环境下可自动解体，对不同的动脉粥样硬化细胞具有多重靶向作用，可以改善纳米颗粒的定位和细胞内内化，从而提高治疗效果，同时聚合物的疏水部分作为抗氧化药物，可用于联合治疗。
附图说明
图1为pH敏感透明质酸纳米载药颗粒的示意图；
图2为天然透明质酸(HA)，己二酸二酰肼修饰的透明质酸衍生物(HA-ADH) 和全反式视黄醛的pH敏感透明质酸共聚物(HR)的1HNMR图；
图3为低分子量pH敏感透明质酸纳米载药颗粒在径分布图；
图4为高分子量pH敏感透明质酸纳米载药颗粒在径分布图；
图5为低分子量pH敏感透明质酸纳米载药颗粒在的透射电镜图；
图6为高分子量pH敏感透明质酸纳米载药颗粒在的透射电镜图；
图7为低分子量pH敏感透明质酸纳米载药颗粒在不同pH中的雷帕霉素释放曲线；
图8为低分子量pH敏感透明质酸纳米载药颗粒在不同pH中的全反式视黄醛释放曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施实例对本发明进一步说明。
靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒的制备方法，包括如下步骤：
1)具有末端肼基的连接剂共价键合至透明质酸，得到透明质酸衍生物；
2)基于透明质酸衍生物，将含疏水链的醛化合物通过末端肼基接枝到透明质酸衍生物，得到含腙键的pH敏感透明质酸共聚物；
3)将疏水性抗动脉粥样硬化药物包裹到pH敏感透明质酸共聚物的疏水核心中，即得靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒。
步骤1)中，具有末端肼基的连接剂为二酰肼；步骤3)中，疏水性药物可选自抗动脉粥样硬化药物、他汀类药物、抗炎药物。
二酰肼选自丁二酸二酰肼，己二酸二酰肼，辛二酸二酰肼和癸二酸二酰肼；含疏水链的醛化合物为全反式视黄醛或脂肪醛。
步骤1)中，透明质酸分子量为10～100kDa；透明质酸主链的1～34％的羧基被肼基取代；步骤2)中，含疏水链的醛化合物与引入肼基的透明质酸衍生物的摩尔进料比为0.5～4；pH敏感透明质酸共聚物每100个单元含7至17个醛官能团。
步骤1)具体为：将透明质酸溶于水，在此溶液中，以透明质酸羧基的10-20 倍摩尔数加入二酰肼；将pH值调整到4.75后，加入4倍摩尔数的1-乙基-3-(3- 二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)作为催化剂，用于活化透明质酸的羧基；二酰肼的氨基与透明质酸的羧基反应形成酰胺键；停止反应后，将上述溶液转移到透析袋中，先用0.1M NaCl溶液，再用25％(v/v)乙醇水溶液，最后用超纯水，充分透析3天；冷冻干燥，得到白色粉末，即二酰肼修饰的透明质酸衍生物；合成路线如下式所示：
式中，当n’为1、2、3和4时，分别对应于丁二酸二酰肼，己二酸二酰肼，辛二酸二酰肼，癸二酸二酰肼其中，EDC为1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐；透明质酸：EDC：二酰肼的摩尔比为1：4：10；二酰肼修饰的透明质酸衍生物根据反应时间的不同，每100个透明质酸单元中可含有24～34 个二酰肼。
步骤2)具体为：将透明质酸修饰的二酰肼衍生物溶解在甲酰胺中；氮气条件下，将溶解在二甲基甲酰胺(DMF)中的一定量摩尔的含疏水链的醛化合物滴加到二酰肼修饰的透明质酸衍生物溶液中；使反应在室温避光条件下，于氮气中进行24小时，生成含腙键的pH敏感透明质酸共聚物，随后透析处理并且冻干；在水溶液中，pH敏感透明质酸共聚物能够自组装形成纳米颗粒；合成路线说明如下式所示：
其中，当n’为1、2、3和4时，分别对应于丁二酸二酰肼，己二酸二酰肼，辛二酸二酰肼，癸二酸二酰肼；其中，R为疏水链，含疏水链的醛化合物为全反式视黄醛或脂肪醛；反应是在氮气氛围下进行，并且要求避光和无水处理，其中含疏水链的醛化合物与二酰肼修饰的透明质酸衍生物的摩尔比为0.5-4，但不限于此；将反应产物分别于无水甲醇，50％(v/v)甲醇水溶液和超纯水中透析，随后离心，冻干。
步骤3)具体为：采用超声透析法将上述共聚物与一定量的药物混合制备载药纳米颗粒；将pH敏感透明质酸共聚物溶于2mL去离子水中；然后，在磁力搅拌下将溶解于DMSO中的药物逐滴加入到共聚物溶液中；通过细胞超声破碎仪的超声探头在冰浴中对混合物进行超声处理，然后用过量蒸馏水透析以除去有机溶剂；随后，离心并过滤以获得载有药物的纳米颗粒。
靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒的制备方法所制备的靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒，纳米载药颗粒的粒径为 140～180nm，其包含载体重量的24wt％～30wt％的药物。
实施例1
以低分子量透明质酸(约10000Da)为原料，合成具有pH敏感透明质酸共聚物HR(全反式视黄醛的取代度为7％)。
1)透明质酸修饰的己二酰二肼衍生物的合成：将200mg透明质酸(HA，摩尔质量约10000Da)溶于50mL去离子水中，得到浓度为4mg/mL的透明质酸。将10倍摩尔的己二酰肼(ADH)加入溶液中，室温下搅拌(250rpm)30min，加入0.1N HCl，使反应混合物的pH值调整到4.75。然后将96mg固体形式的 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)加入到混合物中，开始反应。在室温下搅拌1h，适时加入0.1M HCl，维持pH为4.75。最后加入适量 0.1M氢氧化钠溶液，调节pH值至7.0，使反应终止。然后将得到的溶液转移到预处理后的透析袋(MWCO 3500)中并用0.1M NaCl溶液彻底透析，然后依次用25％(v/v)乙醇溶液、超纯水透析，然后使用0.45μm孔径的微孔膜过滤，最终冻干以获得HA-ADH衍生物。
2)pH敏感的全反式视黄醛修饰的透明质酸聚合物的合成(全反式视黄醛的取代度为7％)：50℃水浴条件下，将20mg HA-ADH溶解在10mL的甲酰胺中。在磁力搅拌的过程中滴加0.484mL全反式视黄醛(ATR)(5mg/mL)。ATR与 HA-ADH的摩尔比为0.5。在氮气、避光、3A分子筛条件下，使反应进行24小时。所得溶液于透析袋(MWCO 3500)中，先后于甲醇、50％(v/v)甲醇溶液和超纯水中充分透析。然后，以10000rpm离心5min，取上清液冻干，得到HR结合物。
3)通过与天然透明质酸(HA)的1HNMR比较，对HA-ADH衍生物和HR 聚合物进行表征。图2显示HA的特征N-乙酰基峰值出现在2.02ppm，而ADH 的亚甲基峰出现在1.55-1.78ppm和2.26-2.43ppm之间。全反式视黄醛(ATR) 甲基(-CH3)和烯丙基(＝C-CH3)的特征峰分别出现在0.92和2.19，2.38ppm 处。值得注意的是，ADH的两个低场亚甲基质子峰在ATR与HA-ADH的共价连接上结合。此外，出现了两个8.1和7.9ppm的新峰，这可能分别由于腙[-HC＝N] 和ADH[-NH-C＝O]中的酰胺键的形成。
用紫外分光光度法定量测定每100个HA糖残基中ATR分子的取代度(DS)，并通过ATR与HA的进料比来控制ATR的取代度。
实施例2
以低分子量透明质酸(约10000Da)为原料，合成具有pH敏感的HR聚合物(全反式视黄醛取代度为8％)。
1)透明质酸修饰的己二酰二肼衍生物的合成：将200mg透明质酸(HA，摩尔质量约10000Da)溶于50mL去离子水中，得到浓度为4mg/mL的透明质酸。将10倍摩尔的己二酰肼(ADH)加入溶液中，室温下搅拌(250rpm)30min，加入0.1N HCl，使反应混合物的pH值调整到4.75。然后将96mg固体形式的 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)加入到混合物中，开始反应。在室温下搅拌1h，适时加入0.1M HCl，维持pH为4.75。最后加入适量 0.1M氢氧化钠溶液，调节pH值至7.0，使反应终止。然后将得到的溶液转移到预处理后的透析袋(MWCO 3500)中并用0.1M NaCl溶液彻底透析，然后依次用25％(v/v)乙醇溶液、超纯水透析，然后使用0.45μm孔径的微孔膜过滤，最终冻干以获得HA-ADH衍生物。
2)pH敏感的全反式视黄醛修饰的透明质酸结合物的合成(全反式视黄醛的取代度为8％)：50℃水浴条件下，将20mg HA-ADH溶解在10mL的甲酰胺中。在磁力搅拌的过程中滴加0.77mL全反式视黄醛(ATR)(5mg/mL)。ATR与 HA-ADH的摩尔比为0.8。在氮气、避光、3A分子筛条件下，使反应进行24小时。所得溶液于透析袋(MWCO 3500)中，先后于甲醇、50％(v/v)甲醇溶液和超纯水中充分透析。然后，以10000rpm离心5min，取上清液冻干，得到HR聚合物。
实施例3
以低分子量透明质酸(约10000Da)为原料，合成具有pH敏感的HR聚合物(全反式视黄醛取代度为12％)。
1)透明质酸修饰的己二酰二肼衍生物的合成：将200mg透明质酸(HA，摩尔质量约10000Da)溶于50mL去离子水中，得到浓度为4mg/mL的透明质酸。将10倍摩尔的己二酰肼(ADH)加入溶液中，室温下搅拌(250rpm)30min，加入0.1N HCl，使反应混合物的pH值调整到4.75。然后将96mg固体形式的 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)加入到混合物中，开始反应。在室温下搅拌1h，适时加入0.1M HCl，维持pH为4.75。最后加入适量 0.1M氢氧化钠溶液，调节pH值至7.0，使反应终止。然后将得到的溶液转移到预处理后的透析袋(MWCO 3500)中并用0.1M NaCl溶液彻底透析，然后依次用25％(v/v)乙醇溶液、超纯水透析，然后使用0.45μm孔径的微孔膜过滤，最终冻干以获得HA-ADH衍生物。
2)pH敏感的全反式视黄醛修饰的透明质酸结合物的合成(全反式视黄醛的取代度为12％)：50℃水浴条件下，将20mg HA-ADH溶解在10mL的甲酰胺中。在磁力搅拌的过程中滴加0.96mL全反式视黄醛(ATR)(5mg/mL)。ATR与 HA-ADH的摩尔比为1。在氮气、避光、3A分子筛条件下，使反应进行24小时。所得溶液于透析袋(MWCO 3500)中，先后于甲醇、50％(v/v)甲醇溶液和超纯水中充分透析。然后，以10000rpm离心5min，取上清液冻干，得到HR聚合物。
实施例4
以低分子量透明质酸(约10000Da)为原料，合成具有pH敏感的HR聚合物(全反式视黄醛取代度为13％)。
1)透明质酸修饰的己二酰二肼衍生物的合成：将200mg透明质酸(HA，摩尔质量约10000Da)溶于50mL去离子水中，得到浓度为4mg/mL的透明质酸。将10倍摩尔的己二酰肼(ADH)加入溶液中，室温下搅拌(250rpm)30min，加入0.1N HCl，使反应混合物的pH值调整到4.75。然后将96mg固体形式的 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)加入到混合物中，开始反应。在室温下搅拌1h，适时加入0.1M HCl，维持pH为4.75。最后加入适量 0.1M氢氧化钠溶液，调节pH值至7.0，使反应终止。然后将得到的溶液转移到预处理后的透析袋(MWCO 3500)中并用0.1M NaCl溶液彻底透析，然后依次用25％(v/v)乙醇溶液、超纯水透析，然后使用0.45μm孔径的微孔膜过滤，最终冻干以获得HA-ADH衍生物。
2)pH敏感的全反式视黄醛修饰的透明质酸结合物的合成(全反式视黄醛的取代度为13％)：50℃水浴条件下，将20mg HA-ADH溶解在10mL的甲酰胺中。在磁力搅拌的过程中滴加1.932mL全反式视黄醛(ATR)(5mg/mL)。ATR与 HA-ADH的摩尔比为2。在氮气、避光、3A分子筛条件下，使反应进行24小时。所得溶液于透析袋(MWCO 3500)中，先后于甲醇、50％(v/v)甲醇溶液和超纯水中充分透析。然后，以10000rpm离心5min，取上清液冻干，得到HR聚合物。
实施例5
以高分子量透明质酸(约100000Da)为原料，合成pH敏感的HR结合物(全反式视黄醛取代度为0.93％)。
1)透明质酸修饰的己二酰二肼衍生物的合成：将200mg透明质酸(HA，摩尔质量约100000Da)溶于50mL去离子水中，得到浓度为4mg/mL的透明质酸。将10倍摩尔的己二酰肼(ADH)加入溶液中，室温下搅拌(250rpm)30min，加入0.1N HCl，使反应混合物的pH值调整到4.75。然后将96mg固体形式的 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)加入到混合物中，开始反应。在室温下搅拌1h，适时加入0.1M HCl，维持pH为4.75。最后加入适量 0.1M氢氧化钠溶液，调节pH值至7.0，使反应终止。然后将得到的溶液转移到预处理后的透析袋(MWCO 3500)中并用0.1M NaCl溶液彻底透析，然后依次用25％(v/v)乙醇溶液、超纯水透析，然后使用0.45μm孔径的微孔膜过滤，最终冻干以获得HA-ADH衍生物。
2)pH敏感的全反式视黄醛修饰的透明质酸结合物的合成(全反式视黄醛的取代度为1.3％)：50℃水浴条件下，将20mg HA-ADH溶解在10mL的甲酰胺中。在磁力搅拌的过程中滴加0.487mL全反式视黄醛(ATR)(5mg/mL)。ATR 与HA-ADH的摩尔比为0.5。在氮气、避光、3A分子筛条件下，使反应进行24 小时。所得溶液于透析袋(MWCO 3500)中，先后于甲醇、50％(v/v)甲醇溶液和超纯水中充分透析。然后，以10000rpm离心5min，取上清液冻干，得到HR聚合物。
实施例6
以高分子量透明质酸(约100000Da)为原料，合成pH敏感的HR结合物(全反式视黄醛取代度为1.30％)。
1)透明质酸修饰的己二酰二肼衍生物的合成：将200mg透明质酸(HA，摩尔质量约100000Da)溶于50mL去离子水中，得到浓度为4mg/mL的透明质酸。将10倍摩尔的己二酰肼(ADH)加入溶液中，室温下搅拌(250rpm)30min，加入0.1N HCl，使反应混合物的pH值调整到4.75。然后将96mg固体形式的 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)加入到混合物中，开始反应。在室温下搅拌1h，适时加入0.1M HCl，维持pH为4.75。最后加入适量 0.1M氢氧化钠溶液，调节pH值至7.0，使反应终止。然后将得到的溶液转移到预处理后的透析袋(MWCO 3500)中并用0.1M NaCl溶液彻底透析，然后依次用25％(v/v)乙醇溶液、超纯水透析，然后使用0.45μm孔径的微孔膜过滤，最终冻干以获得HA-ADH衍生物。
2)pH敏感的全反式视黄醛修饰的透明质酸结合物的合成(全反式视黄醛的取代度为1.3％)：50℃水浴条件下，将20mg HA-ADH溶解在10mL的甲酰胺中。在磁力搅拌的过程中滴加0.78mL全反式视黄醛(ATR)(5mg/mL)。ATR 与HA-ADH的摩尔比为0.8。在氮气、避光、3A分子筛条件下，使反应进行24 小时。所得溶液于透析袋(MWCO 3500)中，先后于甲醇、50％(v/v)甲醇溶液和超纯水中充分透析。然后，以10000rpm离心5min，取上清液冻干，得到HR聚合物。
实施例7
以高分子量透明质酸(约100000Da)为原料，合成pH敏感的HR结合物(全反式视黄醛取代度为1.66％)。
1)透明质酸修饰的己二酰二肼衍生物的合成：将200mg透明质酸(HA，摩尔质量约100000Da)溶于50mL去离子水中，得到浓度为4mg/mL的透明质酸。将10倍摩尔的己二酰肼(ADH)加入溶液中，室温下搅拌(250rpm)30min，加入0.1N HCl，使反应混合物的pH值调整到4.75。然后将96mg固体形式的 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)加入到混合物中，开始反应。在室温下搅拌1h，适时加入0.1M HCl，维持pH为4.75。最后加入适量 0.1M氢氧化钠溶液，调节pH值至7.0，使反应终止。然后将得到的溶液转移到预处理后的透析袋(MWCO 3500)中并用0.1M NaCl溶液彻底透析，然后依次用25％(v/v)乙醇溶液、超纯水透析，然后使用0.45μm孔径的微孔膜过滤，最终冻干以获得HA-ADH衍生物。
2)pH敏感的全反式视黄醛修饰的透明质酸结合物的合成(全反式视黄醛的取代度为2.33％)：50℃水浴条件下，将20mg HA-ADH溶解在10mL的甲酰胺中。在磁力搅拌的过程中滴加0.975mL全反式视黄醛(ATR)(5mg/mL)。ATR 与HA-ADH的摩尔比为1。在氮气、避光、3A分子筛条件下，使反应进行24 小时。所得溶液于透析袋(MWCO 3500)中，先后于甲醇、50％(v/v)甲醇溶液和超纯水中充分透析。然后，以10000rpm离心5min，取上清液冻干，得到HR 聚合物。
实施例8
以高分子量透明质酸(约100000Da)为原料，合成pH敏感的HR结合物(全反式视黄醛取代度为3.72％)。
1)透明质酸修饰的己二酰二肼衍生物的合成：将200mg透明质酸(HA，摩尔质量约100000Da)溶于50mL去离子水中，得到浓度为4mg/mL的透明质酸。将10倍摩尔的己二酰肼(ADH)加入溶液中，室温下搅拌(250rpm)30min，加入0.1N HCl，使反应混合物的pH值调整到4.75。然后将96mg固体形式的 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)加入到混合物中，开始反应。在室温下搅拌1h，适时加入0.1M HCl，维持pH为4.75。最后加入适量0.1M氢氧化钠溶液，调节pH值至7.0，使反应终止。然后将得到的溶液转移到预处理后的透析袋(MWCO 3500)中并用0.1M NaCl溶液彻底透析，然后依次用25％(v/v)乙醇溶液、超纯水透析，然后使用0.22μm孔径的微孔膜过滤，最终冻干以获得HA-ADH衍生物。
2)pH敏感的全反式视黄醛修饰的透明质酸结合物的合成(全反式视黄醛的取代度为2.68％)：在50℃温和加热条件下，将20mg HA-ADH溶解在10mL的甲酰胺中。在磁力搅拌下滴加1.951mL全反式视黄醛(ATR)(5mg/mL)。ATR 与HA-ADH的摩尔比为2。在氮气、避光、3A分子筛条件下，使反应进行24 小时。所得溶液于透析袋(MWCO 3500)中，先后于甲醇、50％(v/v)甲醇溶液和超纯水中充分透析。然后，以10000rpm离心5min，取上清液冻干，得到HR 聚合物。
在pH敏感性纳米颗粒载药的过程中，选择雷帕霉素作为模型药物。
实施例9
基于修饰的透明质酸(约10000Da)共聚物制备负载雷帕霉素的pH敏感性纳米颗粒：将实施例1，2，3，4获得的10mg HR结合物溶解在2mL去离子水中。然后，将5mg RAP溶解在250μL的DMSO中，在搅拌下逐滴加入到HR溶液中，并通过探针型超声波仪在冰浴中在功率100W条件下超声处理30分钟。将所得溶液用过量蒸馏水透析12小时(MWCO 3500Da)，然后以3500rpm离心 10分钟，通过0.45μm微孔膜过滤。
由实施例1，2，3，4中描述的HR结合物按照例9制备载药纳米颗粒，其粒度，zeta电位，包封率(EE％)，载药量(DL％)的测量结果如表1所示：
表1 HR载药纳米颗粒(HA，10000Da)的表征
DS(％) EE(％)<sup>a,c</sup> DL(％)<sup>b,c</sup> Size(nm)<sup>c</sup> PDI<sup>c</sup>
例1 7 65.9±3.2 24.8±0.6 180.2±5.4 0.073±0.01
例2 8 64.8±0.9 24.4±0.2 173.9±4.7 0.081±0.01
例3 12 73.6±1.3 26.9±0.7 160.7±4.6 0.089±0.02
例4 13 72.7±1.7 26.6±0.2 155.3±4.4 0.089±0.03
实施例10
基于修饰的透明质酸(100 000Da)共聚物制备负载雷帕霉素的pH敏感性纳米颗粒：将实施例5，6，7，8获得的10mg HR结合物溶解在2mL去离子水中。然后，将5mg RAP溶解在250μL的DMSO溶液中，在搅拌下逐滴加入到HR溶液中，在冰浴中于功率100W条件下通过探针型超声波仪超声处理30分钟。将所得溶液用过量蒸馏水透析12小时(MWCO 3500Da)，然后以3500rpm离心 10分钟，通过0.45μm微孔膜过滤。
由实施例5，6，7，8中描述的HR聚合物按照例9制备载药纳米颗粒，其粒度，zeta电位，包封率(EE％)，载药量(DL％)的测量结果如表2所示：
表2 HR载药纳米颗粒(HA，100000Da)的表征
DS(％) EE(％)<sup>a,c</sup> DL(％)<sup>b,c</sup> Size(nm)<sup>c</sup> PDI<sup>c</sup>
例5 0.93 40.1±0.2 11.5±0.1 450.8±9.3 0.12±0.02
例6 1.30 44.7±0.3 13.3±0.1 458.4±7.2 0.13±0.01
例7 1.66 51.0±0.4 14.6±0.1 422.5±7.1 0.12±0.04
例8 2.68 51.9±0.4 14.8±0.1 495.1±5.8 0.23±0.02
实施例11
使用透射电镜(TEM)和DLS分别对例9和例10制备的包载雷帕霉素的纳米颗粒的形貌和粒径分布进行表征。图3(通过例4得到的HR聚合物制备的纳米颗粒)和图4(通过例5得到的HR聚合物制备的纳米颗粒)显示了纳米颗粒在水介质中的均匀分布。图5中的TEM图像(通过例4得到的HR聚合物制备的纳米颗粒)和图6(通过例5得到的HR聚合物制备的纳米颗粒)显示具有球形致密形状的均匀分散体。然而，TEM图像中的尺寸小于DLS测得的尺寸，这可能是由于在样品制备过程中，干燥导致的颗粒亲水性外壳的收缩。
实施例12
载药纳米颗粒的体外释放研究。在不同的pH值下研究了根据实施例9获得的雷帕霉素和全反式视黄醛的释放曲线。将1mL含有1mg/mL雷帕霉素和0.4 mg/mL全反式视黄醛的纳米颗粒悬浮液移入透析袋(MWCO 3500Da)，浸泡在pH 分别为7.4、6.5、5.2的50mL的PBS缓冲液中，其中含有0.1％吐温-80。透析袋在37℃的水浴中以100rpm的速度轻轻摇动。在预定的时间间隔内，收集1mL 的透析液，并用等量的新鲜PBS缓冲液替换。采用高效液相色谱法(HPLC)和紫外可见分光光度法(UV)分别测定雷帕霉素的释放量和全反式视黄醛的释放量。
结果如图7和图8所示，酸性条件下(pH5.2)的雷帕霉素和全反式视黄醛释放量都明显高于它们在中性条件下的释放量。也就是说，纳米颗粒一方面可以通过防止血液循环过程中药物泄漏(pH 7.4)来降低药物的全身毒性，另一方面可以响应炎症细胞外和细胞内酸性微环境快速释放药物。

Claims (8)

1.靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)具有末端肼基的连接剂共价键合至透明质酸，得到透明质酸衍生物；
2)基于透明质酸衍生物，将含疏水链的醛化合物通过末端肼基接枝到透明质酸衍生物，得到含腙键的pH敏感透明质酸共聚物；
3)将疏水性抗动脉粥样硬化药物包裹到pH敏感透明质酸共聚物的疏水核心中，即得靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒。
2.根据权利要求1所述的靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述的具有末端肼基的连接剂为二酰肼；步骤3)中，所述的疏水性药物选自抗动脉粥样硬化药物、他汀类药物、抗炎药物。
3.根据权利要求2所述的靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒的制备方法，其特征在于：所述的二酰肼选自丁二酸二酰肼，己二酸二酰肼，辛二酸二酰肼和癸二酸二酰肼；所述的含疏水链的醛化合物为全反式视黄醛或脂肪醛。
4.根据权利要求1所述的靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述的透明质酸分子量为10～100kDa；所述的透明质酸主链的1～34％的羧基被肼基取代；步骤2)中，所述的含疏水链的醛化合物与引入肼基的透明质酸衍生物的摩尔进料比为0.5～4；所述的pH敏感透明质酸共聚物每100个单元含7至17个醛官能团。
5.根据权利要求1所述的靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤1)具体为：将透明质酸溶于水，在此溶液中，以透明质酸羧基的10-20倍摩尔数加入二酰肼；将pH值调整到4.75后，加入4倍摩尔数的EDC作为催化剂，用于活化透明质酸的羧基；二酰肼的氨基与透明质酸的羧基反应形成酰胺键；停止反应后，将上述溶液转移到透析袋中，充分透析；冷冻干燥，得到白色粉末，即二酰肼修饰的透明质酸衍生物；合成路线如下式所示：
式中，当n’为1、2、3和4时，分别对应于丁二酸二酰肼，己二酸二酰肼，辛二酸二酰肼，癸二酸二酰肼；其中，EDC为1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐；所述的透明质酸：EDC：二酰肼的摩尔比为1：4：10；二酰肼修饰的透明质酸衍生物根据反应时间的不同，每100个透明质酸单元中含有24～34个二酰肼。
6.根据权利要求1所述的靶向动脉粥样硬化的pH敏感性透明质酸纳米载药颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤2)具体为：将透明质酸修饰的二酰肼衍生物溶解在甲酰胺中；氮气条件下，将溶解在二甲基甲酰胺中的含疏水链的醛化合物滴加到二酰肼修饰的透明质酸衍生物溶液中；使反应在室温避光条件下，于氮气中进行生成含腙键的pH敏感透明质酸共聚物，随后透析处理并且冻干；在水溶液中，pH敏感透明质酸共聚物能够自组装形成纳米颗粒；合成路线说明如下式所示：
其中，当n’为1、2、3和4时，分别对应于丁二酸二酰肼，己二酸二酰肼，辛二酸二酰肼，癸二酸二酰肼；其中，R为疏水链，含疏水链的醛化合物为全反式视黄醛或脂肪醛；反应是在氮气氛围下进行，并且要求避光和无水处理，其中含疏水链的醛化合物与二酰肼修饰的透明质酸衍生物的摩尔比为0.5-4；将反应产物透析，随后离心，冻干。
7.根据权利要求1所述的靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤3)具体为：采用超声透析法将上述共聚物与药物混合制备载药纳米颗粒；将pH敏感透明质酸共聚物溶于去离子水中；然后，在磁力搅拌下将溶解于DMSO中的药物逐滴加入到共聚物溶液中，超声处理，然后用过量蒸馏水透析以除去有机溶剂；随后，离心并过滤以获得载有药物的纳米颗粒。
8.权利要求1-7中任意一项靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒的制备方法所制备的靶向动脉粥样硬化的pH敏感透明质酸纳米载药颗粒，其特征在于：该纳米载药颗粒的粒径为140～180nm，其包含载体重量的24wt％～30wt％的药物。
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