CN111330014A - 一种酸响应交联型聚合物前药及其制备方法和应用 - Google Patents

一种酸响应交联型聚合物前药及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111330014A
CN111330014A CN202010164561.0A CN202010164561A CN111330014A CN 111330014 A CN111330014 A CN 111330014A CN 202010164561 A CN202010164561 A CN 202010164561A CN 111330014 A CN111330014 A CN 111330014A
Authority
CN
China
Prior art keywords
acid
drug
peg
polymer prodrug
prodrug
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010164561.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111330014B (zh
Inventor
陈维
汪博
钟伊南
王峥
黄德春
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Pharmaceutical University
Original Assignee
China Pharmaceutical University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Pharmaceutical University filed Critical China Pharmaceutical University
Priority to CN202010164561.0A priority Critical patent/CN111330014B/zh
Publication of CN111330014A publication Critical patent/CN111330014A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111330014B publication Critical patent/CN111330014B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/51—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
    • A61K47/56—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule
    • A61K47/59—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyureas or polyurethanes
    • A61K47/60—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyureas or polyurethanes the organic macromolecular compound being a polyoxyalkylene oligomer, polymer or dendrimer, e.g. PEG, PPG, PEO or polyglycerol
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/435—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom
    • A61K31/47—Quinolines; Isoquinolines
    • A61K31/4738—Quinolines; Isoquinolines ortho- or peri-condensed with heterocyclic ring systems
    • A61K31/4745—Quinolines; Isoquinolines ortho- or peri-condensed with heterocyclic ring systems condensed with ring systems having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. phenantrolines
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/69—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6921—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere
    • A61K47/6927—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being a solid microparticle having no hollow or gas-filled cores
    • A61K47/6929—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being a solid microparticle having no hollow or gas-filled cores the form being a nanoparticle, e.g. an immuno-nanoparticle
    • A61K47/6931—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being a solid microparticle having no hollow or gas-filled cores the form being a nanoparticle, e.g. an immuno-nanoparticle the material constituting the nanoparticle being a polymer
    • A61K47/6935—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being a solid microparticle having no hollow or gas-filled cores the form being a nanoparticle, e.g. an immuno-nanoparticle the material constituting the nanoparticle being a polymer the polymer being obtained otherwise than by reactions involving carbon to carbon unsaturated bonds, e.g. polyesters, polyamides or polyglycerol
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

本发明公开了一种酸响应交联型聚合物前药及其制备方法和应用，所述酸响应交联型聚合物前药主要是由包含乙烯基烷基醚丙烯酸酯类单体及其衍生物与含羟基化疗药物通过酸响应型缩醛键连接，形成药物‑小分子复合物，然后再通过迈克尔加成反应与巯基化PEG连接，即得所述酸响应交联型聚合物前药。相对于现有技术，本发明通过对化疗药物进行修饰，制备出高载药量、高稳定性的酸响应交联型聚合物前药胶束，在抗肿瘤方面有着广泛的应用前景。

Description

一种酸响应交联型聚合物前药及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种酸响应交联型聚合物前药及其制备方法和应用，属于高分子材料学和药物制剂技术领域。
背景技术
载体系统的设计对于紫杉醇(PTX)，阿霉素(DOX)等难溶性化疗药物的应用是一个重要的挑战。在过去的几十年中，人们研制了各种各样的生物相容的纳米系统如聚合物前药、脂质体、聚合物胶束、囊泡和聚合物纳米粒子等用于难溶性化疗药物的安全可控释放。例如，紫杉醇前药可以通过可裂解的肽键，酯键或磷酸酯键将紫杉醇与亲水聚合物如聚乙二醇(PEG)、聚[N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺](PHPMA)、聚(L-谷氨酸) (PGlu)和透明质酸连起来。值得注意的是，PHPMA-PTX(PNU166945)和PGlu-PTX (CT-2103,Xyotax)已分别进入了临床一期和三期试验中。然而，聚合物前药的应用通常受到以下几个方面的挑战包括复杂的合成过程、低载药量、小的尺寸以及药物的不充分释放而导致低的药物活性等。相比较而言，尺寸在20-200纳米左右具有亲疏水结构的聚合物胶束可以通过疏水作用包载难溶性药物，极大提高了药物的包封效率；并且可以通过增强的肿瘤渗透和截留(EPR)效应被动靶向到肿瘤部位，增强了药物在肿瘤部位的富集。然而，聚合物胶束药物也存在缺陷包括体内稳定性差、体内药物过早泄漏以及毒副作用等。
为了同时结合聚合物前药和聚合物胶束的优点，基于两亲聚合物-药物偶联物自组装形成的前药胶束纳米粒子应运而生。这些前药胶束纳米粒子显示出显著提高的系统稳定性，延长的体内循环时间和优异的肿瘤靶向性。此外，为了实现药物可控释放，药物分子和聚合物之间可通过刺激响应性基团键联起来，包括β-硫代丙酸酯(酸响应)、亚胺(酸响应)、乙缩醛(酸响应)、二硫键(还原响应)和硼酸酯(酸响应)基团等。
但是，上述技术仍存在着诸如合成过程复杂、体内稳定性差、体内药物过早泄漏以及毒副作用等缺陷。
发明内容
发明目的：针对上述问题，本发明提供了一种酸响应交联型聚合物前药及其应用。该酸响应交联型聚合物前药制备简单、结构明确、载药率高，同时融合了聚合物前药的稳定性和胶束药物高效的包封能力及增强的肿瘤靶向能力，并且通过交联克服了现有技术中药物在体内易被泄漏、运载效率低的缺陷。此外该药物载体还具有良好的生物相容性，代谢产物对人体无害等性质，使其在药物的控制释放上具有巨大应用潜力。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种酸响应交联型聚合物前药，其主要是由包含乙烯基烷基醚单元的丙烯酸酯类单体或其衍生物与含羟基化疗药物通过酸响应型缩醛键连接，形成药物-小分子复合物，然后再通过迈克尔加成反应与巯基化PEG连接，即得所述酸响应交联型聚合物前药。
作为优选：
所述包含乙烯基烷基醚单元的丙烯酸酯类单体或其衍生物选自乙烯基乙醚丙烯酸酯(VEA)或乙烯基乙醚甲基丙烯酸酯(VEMA)。
进一步优选，所述乙烯基乙醚丙烯酸酯(VEA)或乙烯基乙醚甲基丙烯酸酯(VEMA)通过以下方法合成：
将乙二醇单乙烯基醚溶于有机溶剂中，采用有机碱为缚酸剂，向反应体系中滴加丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯进行缩合反应。
更进一步优选，所述有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、四氢呋喃或二氯甲烷；
所述含羟基化疗药物选自紫杉醇、多西紫杉醇、羟基喜树碱或雌二醇。
所述药物-小分子复合物通过以下方法合成：
将含羟基化疗药物溶于有机溶剂中，以有机酸为催化剂，在惰性气体保护下与包含乙烯基烷基醚单元的丙烯酸酯类单体或其衍生物发生缩醛化反应，制备成药物-小分子复合物。
进一步优选，所述有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、四氢呋喃或二氯甲烷；含羟基化疗药物中的羟基与包含乙烯基烷基醚单元的丙烯酸酯类单体或其衍生物的摩尔比为1:(5～20)；所述有机酸选自对甲苯磺酸(PTSA)。
所述巯基化PEG中，PEG分子量为0.5～20kDa。
所述巯基化PEG还包括带配体的巯基化PEG，包括NH2-PEG-SH、MAL-PEG-SH、 NHS-PEG-SH或COOH-PEG-SH等。
所述迈克尔加成反应，是将制备得到的药物-小分子复合物溶于有机溶剂中，加入PEG或带配体修饰的PEG，在惰性气体保护下，进行迈克尔加成反应，制备酸敏感聚合物前药。
进一步优选，所述有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、四氢呋喃或二氯甲烷；药物-小分子复合物与PEG或带配体修饰的PEG的摩尔比为1:(0.8～1)。
本发明还提供了所述的酸响应交联型聚合物前药制成的纳米粒子。所述纳米粒子的外层亲水层由PEG构成，内层疏水层由药物-丙烯酸酯或其衍生物交联构成。
本发明将酸敏感药物-小分子复合物作为疏水链段引入亲水聚合物PEG的末端，得到酸敏感两亲聚合物前药；该两亲聚合物可以在水溶液中自组装形成纳米粒，然后可以通过光引发剂如I2959在紫外光照射条件下诱发聚合物末端丙烯双键形成自由基，进而发生交联反应，从而达到提高纳米粒子稳定性的目的。其中，水溶液可选自：纯水，磷酸盐缓冲溶液(PB)，4-羟乙基哌嗪乙磺酸(Hepes)缓冲溶液等。
制备上述交联纳米粒子的方法包括以下步骤：
(1)将上述酸敏感两亲聚合物前药通过自组装形成纳米粒子，所述纳米粒子的外层亲水层由PEG构成，内层疏水层由药物-丙烯酸酯或其衍生物构成；
(2)将步骤(1)中纳米粒子的内层疏水层交联，通过疏水层末端的丙烯双键的交联来稳定纳米粒子结构，得到交联纳米粒子。
上述技术方案中，步骤(1)中所述酸敏感两亲聚合物前药在水溶液中自组装形成以药物-丙烯酸酯或其衍生物为疏水部分的纳米粒子，所述纳米粒子的粒径为20～300nm。尺寸稳定，分布均一。
上述技术方案中，步骤(2)中所述的交联可采用下列方法：
利用自由基反应，通过光引发剂I2959在紫外光照射下诱导步骤(1)所得纳米粒子中的丙烯双键发生交联反应；其中，光引发剂I2959的用量为两亲聚合物质量的5～10％，纳米粒能够交联，稳定性相对于没有交联的纳米粒子大大提高，即使稀释1000倍(模拟IV注射)也不发生解离；对2M的氯化钠盐的水溶液稳定，粒径不变。
本发明还提供了所述的酸响应交联型聚合物前药作为药物载体的应用。
所述酸敏感两亲聚合物前药的疏水层可以负载小分子药物，并通过交联形成对药物的负载，增加载药纳米粒子的稳定性。
本发明进一步公开了一种载药纳米粒，包括载体与负载在载体上的小分子抗癌药物，所述载体由上述的酸敏感两亲聚合物前药构成，所述载体的外层亲水层由PEG构成，内层疏水层由药物-丙烯酸酯或其衍生物构成。为了增加载药纳米粒在体内循环的稳定性，可以对载体中的丙烯双键进行交联，即得到一种载药交联纳米粒子，包括载体与负载在载体上的小分子抗癌药物，所述载体由上述的两亲聚合物构成，所述载体的外层亲水层由PEG构成，内层疏水层由药物-丙烯酸酯或其衍生物交联构成。
上述技术方案中，所述负载的小分子抗癌药物可选自但不局限于：羟基喜树碱、紫杉醇、雌二醇、多西紫杉醇或者喜树碱等。
在本发明实施方案中，载体对小分子抗癌药物的包封率为40％～90％；所述载药纳米粒子的载药量为5％～35％。
载药纳米粒子的粒径为20～300纳米，粒径分布为0.02～0.30。
本发明还公开了上述载药纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：
首先将小分子药物溶解在有机溶液中，再与上述酸敏感两亲聚合物前药的有机溶液共同搅拌，然后再滴加高纯水或磷酸盐缓冲溶液，将得到的溶液超声后采用光引发剂对纳米粒子进行交联，光引发剂的用量为两亲聚合物质量的5～10％。之后将所得溶液在相应的水溶液中透析除去有机试剂和未包裹药物，得到载药的交联纳米粒子。
上述方法得到的载药纳米粒子为交联的载药纳米粒子，可提高药物在体内循环的稳定性。
本发明设计、合成了一类酸敏感交联型聚合物前药，并通过溶剂交换法制备了粒径均一的交联型聚合物前药纳米胶束；此交联型聚合物胶束能负载较高含量的小分子化疗药物，在体内循环中具有很高的稳定性并能在肿瘤部位大量富集，继而在肿瘤细胞内酸性环境下，交联结构解离并快速释放包埋和键连药物，实现肿瘤的安全高效治疗。
因此，本发明最后提供了所述的酸响应交联型聚合物前药在制备抗肿瘤药物中的应用。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.本发明首次公开了一类酸敏感交联型两亲聚合物前药的药物载体，该载体载药率高、体内循环稳定，药物利用率高，并且生物相容性好，副作用小。
2.本发明公开的酸敏感交联型聚合物前药纳米胶束，不仅可以共价偶联化疗药物，还可以通过疏水作用装载化疗药物，极大改善了纳米载体对化疗药物的包封效率。
3.本发明公开的酸敏感交联型聚合物前药的疏水末端为丙烯双键，通过自组装以及交联作用可以得到稳定的交联纳米粒子，该纳米粒子在细胞外和血液中不易解离，从而保证纳米粒子包封的药物稳定，增加药物体内循环时间；克服了现有技术中药物在体内易被泄漏、运载效率低的缺陷；并且该纳米粒子具有酸敏感性，在肿瘤细胞内酸性环境中解交联，释放药物，将药物有效递送至目标组织。
4.本发明公开的药物载体制备简单，结构明确，具有良好的生物相容性，代谢产物对人体无害；并且在肿瘤酸性环境中能快速解交联，将药物快速释放出来，从而产生高效治疗作用，在药物控制释放领域具有巨大的应用前景。
附图说明
图1.实施例1中乙烯基醚丙烯酸酯(VEA)的氢核磁图谱；
图2.实施例2中乙烯基醚甲基丙烯酸酯(VEMA)的氢核磁图谱；
图3.实施例1中羟基喜树碱-乙烯基醚丙烯酸酯复合物(HCPT-2VEA)的氢核磁图谱；
图4.实施例2中羟基喜树碱-乙烯基醚甲基丙烯酸酯复合物(HCPT-2VEMA)的氢核磁图谱；
图5.实施例3所得聚合物前药胶束PEG-2VEA-HCPT的粒径图；
图6.实施例4所得聚合物前药胶束PEG-2VEMA-HCPT的粒径图；
图7.实施例5所得聚合物前药胶束PEG-2VEA-HCPT在不同酸性(pH 5.0，pH 7.4)条件下的粒径变化结果图；
图8.实施例7所得聚合物前药胶束PEG-2VEA-HCPT在不同酸性(pH 5.0，pH 7.4)条件下的羟基喜树碱体外释放结果图；
图9.实施例8所得聚合物前药胶束对人非小细胞肺癌A549细胞的细胞毒性结果图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1PEG-2VEA-HCPT的合成
(1)合成小分子乙烯基乙醚丙烯酸酯(VEA)
小分子VEA的合成路线如下：
Figure RE-GDA0002487640410000051
将乙二醇单乙烯基醚(150ml，1.73mol)溶于1.2L二氯甲烷中，并加入310mL三乙胺(TEA)，在冰浴中逐滴加入丙烯酰氯(168mL，1.67mol)。滴加完毕后，室温反应8h。反应结束后，用碳酸钠水溶液萃取反应液三次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，减压浓缩，真空干燥6h。将浓缩得到的产物进行减压蒸馏，收集蒸汽温度为56℃的馏分，得到无色有刺激气味液体乙烯基乙醚丙烯酸酯，产率：63.2％。氢核磁图谱如图1 所示。
(2)合成小分子前药羟基喜树碱-乙烯基醚丙烯酸酯复合物
羟基喜树碱-乙烯基醚丙烯酸酯复合物(HCPT-2VEA)的合成路线如下所示：
Figure RE-GDA0002487640410000061
取乙烯基乙醚丙烯酸酯(3mL，21mmol)于反应瓶中，真空干燥0.5h；另取羟基喜树碱(500mg，1.37mmol)溶于10mL无水N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，称取提前减压烘干的对甲苯磺酸(PTSA)20mg，在氮气保护下加入反应体系中，室温下搅拌反应2小时。反应过程通过高效液相色谱法或薄层色谱法监测。待反应完全后，加入 50μL三乙胺终止反应。加入300mL二氯甲烷溶解产物后用水萃取三次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，减压浓缩。采用柱层析法分离出羟基喜树碱-乙烯基醚丙烯酸酯复合物，以中性氧化铝(200～300目)作为固定相的吸附柱，以二氯甲烷：甲醇＝40～50:1 作为洗脱剂进行分离，收集产物后进行减压浓缩，用正己烷进行沉淀。反复洗涤沉淀后，真空干燥12h，得到棕色粘稠状羟基喜树碱-乙烯基醚丙烯酸酯复合物，产率：27.7％。氢核磁图谱如图3所示。
(3)合成酸敏感聚合物前药聚乙二醇-乙烯基乙醚丙烯酸酯-羟基喜树碱复合物
聚合物前药聚乙二醇-乙烯基乙醚丙烯酸酯-羟基喜树碱(PEG-2VEA-HCPT)复合物的合成路线如下所示：
Figure RE-GDA0002487640410000071
将羟基喜树碱-乙烯基醚丙烯酸酯复合物(30mg，0.046mmol)溶于3mL二氯甲烷中，在氮气保护下逐滴加入巯基功能化聚乙二醇(80mg，0.04mmol)的二氯甲烷溶液(2mL)，再加入2μL三乙胺(TEA)，于室温搅拌反应24h。反应结束后反应液用冰乙醚沉淀，反复洗涤沉淀，并用水溶解，超声30min，透析1d，冷冻干燥，得到淡黄色粉末聚乙二醇-乙烯基乙醚丙烯酸酯-羟基喜树碱复合物，产率：70.8％。
实施例2PEG-2VEMA-HCPT的合成
(1)合成小分子乙烯基乙醚甲基丙烯酸酯(VEMA)
小分子化合物VEMA的合成路线如下所示：
Figure RE-GDA0002487640410000072
将乙二醇单乙烯基醚(150ml，1.73mol)溶于1.2L二氯甲烷中，并加入310mL三乙胺(TEA)，在冰浴中逐滴加入甲基丙烯酰氯(168mL，1.49mol)。滴加完毕后，室温反应8h。反应结束后，用碳酸钠水溶液萃取反应液三次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，减压浓缩，真空干燥6h。将浓缩得到的产物进行减压蒸馏，收集蒸汽温度为58℃的馏分，得到无色有刺激气味液体乙烯基乙醚甲基丙烯酸酯，产率：51.6％。氢核磁图谱如图2所示。
(2)合成小分子前药羟基喜树碱-乙烯基醚甲基丙烯酸酯复合物
羟基喜树碱-乙烯基醚甲基丙烯酸酯复合物(HCPT-2VEMA)的合成路线如下所示：
Figure RE-GDA0002487640410000081
取乙烯基醚甲基丙烯酸酯(1mL，6.4mmol)于反应瓶中，真空干燥0.5h；另取羟基喜树碱(200mg，0.55mmol)溶于10mL无水DMF中，称取提前减压烘干的对甲苯磺酸(PTSA)20mg，于氮气保护下加入反应体系中，室温下搅拌反应2小时。反应过程通过高效液相色谱法或薄层色谱法监测。待反应完全后，加入50μL三乙胺终止反应。加入300mL二氯甲烷溶解产物后用水萃取三次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，减压浓缩。采用柱层析法分离出羟基喜树碱-乙烯基醚甲基丙烯酸酯复合物，以中性氧化铝 (200～300目)作为固定相的吸附柱，以二氯甲烷：甲醇＝40～50:1作为洗脱剂进行分离，收集产物后进行减压浓缩，用正己烷进行沉淀。反复洗涤沉淀后，真空干燥12h，得到棕色粘稠状羟基喜树碱-乙烯基醚甲基丙烯酸酯复合物，产率：23.5％。氢核磁图谱如图 4所示。
(3)合成聚合物前药聚合物前药聚乙二醇-乙烯基醚甲基丙烯酸酯-羟基喜树碱复合物
聚合物前药聚乙二醇-乙烯基醚甲基丙烯酸酯-羟基喜树碱(PEG-2VEMA-HCPT)复合物的合成路线如下所示：
Figure RE-GDA0002487640410000082
将羟基喜树碱-乙烯基醚甲基丙烯酸酯复合物(30mg，0.044mmol)溶于3mL二氯甲烷中，在氮气保护下逐滴加入巯基功能化聚乙二醇(80mg，0.04mmol)的二氯甲烷溶液(2mL)，后加入2μl三乙胺(TEA)，于室温搅拌反应24h。反应结束后反应液用冰乙醚沉淀，反复洗涤沉淀，并用水溶解，超声30min，透析1d，冷冻干燥，得到淡黄色粉末聚乙二醇-乙烯基醚甲基丙烯酸酯-羟基喜树碱复合物，产率：72.1％。
实施例3聚合物前药胶束(PEG-2VEA-HCPT)的制备
聚合物前药胶束(PEG-2VEA-HCPT)采用溶剂交换法制备。在超声条件下将0.1mL聚合物前药PEG-2VEA-HCPT的乙醇溶液(20mg/mL)缓慢加入到2mL的高纯水中，所得混合溶液继续超声半小时。将组装好的胶束与光引发剂I2959(聚合物前药质量分数 5％)混合，紫外光照十五分钟后在高纯水中透析2h。图5是聚合物前药胶束(PEG-2VEA -HCPT)交联前后的粒径表征图。结果显示，前药胶束交联之前的平均粒径为180nm，粒径分布为0.22；交联后胶束的平均粒径变小，为170nm，粒径分布为0.16。
实施例4聚合物前药胶束(PEG-2VEMA-HCPT)的制备
聚合物前药胶束(PEG-2VEMA-HCPT)采用溶剂交换法制备。在超声条件下将0.1 mL聚合物前药PEG-2VEMA-HCPT的乙醇溶液(20mg/mL)缓慢加入到2mL的高纯水中，所得混合溶液继续超声半小时。将组装好的胶束与光引发剂I2959(聚合物前药质量分数5％)混合，紫外光照十五分钟后在高纯水中透析2h。图6是聚合物前药胶束 (PEG-2VEA-HCPT)交联前后的粒径表征图。结果显示，前药胶束交联之前的平均粒径为190nm，粒径分布为0.18；交联后胶束的平均粒径变小，为185nm，粒径分布为0.16。
实施例5酸性条件使聚合物前药交联胶束(PEG-2VEA-HCPT)解交联
分别准备两份聚合物前药交联胶束(PEG-2VEA-HCPT，1mL，1mg/mL)并加入到玻璃样品池中，向其中一个样品池中加入一定量盐酸溶液使胶束溶液最终pH为5.0，另一个样品池中加入等量pH 7.4磷酸盐缓冲溶液使胶束溶液最终pH为7.4，然后玻璃样品池用橡胶塞封住，摇晃均匀，置于37℃恒温摇床(200rpm)中，在选定时间、37℃下，通过动态激光光散射(DLS)来跟踪测定颗粒的粒径变化。图7为聚合物前药交联胶束(PEG-2VEA-HCPT)在不同pH条件下放置不同时间的粒径图。结果表明，在pH 7.4条件下，交联胶束在放置24小时后粒径没有发生明显变化，而在pH 5.0条件下放置 6小时交联胶束粒径明显变大，达到300nm，说明交联纳米粒子发生解交联。
实施例6聚合物前药交联胶束(PEG-2VEA-HCPT)对羟基喜树碱的包载
将聚合物PEG-2VEA-HCPT的乙醇溶液(20mg/mL,0.1mL)与羟基喜树碱的DMSO 溶液(20mg/mL,10μL)混合，然后在超声条件下加入到2mL高纯水中，继续超声半小时，紫外交联15min后透析2h除去有机溶剂和未包裹的羟基喜树碱。聚合物胶束对羟基喜树碱的装载效率通过高效液相色谱测定。载药量(DLC)和包封率(DLE)通过以下公式计算得到：
载药量(w.t.％)＝(纳米粒子中药物质量/纳米粒子中聚合物与药物的质量总和)×100％
包封率(％)＝(纳米粒子中药物质量/投入的药物质量)×100％
表1.包裹羟基喜树碱的聚合物胶束的表征a
Figure RE-GDA0002487640410000101
a胶束最终浓度为1mg/mL。
b平均粒径(nm)和粒径分布在25℃、pH 7.4条件下通过动态光散射仪测定。
实施例7包裹羟基喜树碱的PEG-2VEA-HCPT聚合物前药胶束在酸性条件下触发药物释放
将制备好的载有羟基喜树碱的聚合前药胶束溶液分成两份，并分别置于两种不同介质中：(i)磷酸盐缓冲液，pH 7.4，37℃,100mM；(ii)醋酸缓冲液，pH 5.0,100mM。这些溶液被马上分别转移到透析袋中，置于37℃恒温摇床(200rpm)中。前者被浸入 20mL相应磷酸盐缓冲溶液中，后者被浸入20mL相应的醋酸缓冲溶液中，到一定时间取5mL的透析袋外的透析液用于高相液相色谱测定，并把5mL的相应的新鲜介质加入透析袋外。
图8是不同pH条件下聚合物前药胶束对羟基喜树碱的释放图。结果显示，载有羟基喜树碱的前药胶束在pH 5.0条件下可以快速解交联并将药物释放出来，羟基喜树碱在24小时内释放出约60％，而在pH 7.4条件下羟基喜树碱在24小时内释放很少，仅有12％。相较于未交联胶束，交联胶束释放药物速度更慢，在pH 5.0条件下交联胶束在24小时内药物释放量为55％；而在pH 7.4条件下交联胶束在24小时内药物释放量为6％，有效减少了体内循环中药物泄漏。
实施例8聚合物前药胶束(PEG-2VEA-HCPT)对A549细胞毒性测试(MTT)
聚合物前药胶束(PEG-2VEA-HCPT)在A549细胞中的毒性通过MTT法测定。首先将100μL细胞的DMEM悬浮液(DMEM培养基中含10％胎牛血清、100IU/mL青霉素和100μg/mL链霉素)铺于96孔培养板中，并置于37℃，5％二氧化碳条件下培养 24h使单层细胞的覆盖率达到70～80％。然后向每孔中加入20μL不同浓度的自由羟基喜树碱以及交联的聚合物前药胶束(PEG-2VEA-HCPT)的PB溶液，使药物在细胞孔中的最终浓度为1、5、10、30和50μg/mL。待继续培养48h或72h后，向每孔中加入20μL 3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(MTT)的PBS溶液(5mg/mL)，并放入培养箱继续培养4h以使MTT与活细胞作用。随后移除含有MTT的培养液，向每孔中加入150μL DMSO以溶解活细胞与MTT产生的紫色甲瓒结晶，并使用酶标仪 (SpectraMax i3x)测定每个孔在570nm处的吸收。细胞相对存活率通过与只有空白细胞的对照孔在570nm处的吸收相比得到。实验数据均是平行四组进行的。
细胞存活率(％)＝(OD570样品/OD570对照)×100％
图9为交联聚合物前药胶束(PEG-2VEA-HCPT)对A549细胞的细胞毒性结果图。结果表明：未载药的PEG-2VEA-HCPT交联聚合物前药胶束随着浓度升高其细胞毒性也随之增强，说明该聚合物前药可以在一定程度上抑制人非小细胞肺癌A549细胞生长；而随着孵育时间的增加，细胞毒性也随之增强，说明键连在聚合物上的药物缓慢从聚合物前药胶束中释放出来。

Claims (10)

1.一种酸响应交联型聚合物前药，其特征在于，其主要是由包含乙烯基烷基醚单元的丙烯酸酯类单体或其衍生物与含羟基化疗药物通过酸响应型缩醛键连接，形成药物-小分子复合物，然后再通过迈克尔加成反应与巯基化PEG连接，即得所述酸响应交联型聚合物前药。
2.根据权利要求1所述的酸响应交联型聚合物前药，其特征在于，所述包含乙烯基烷基醚单元的丙烯酸酯类单体或其衍生物选自乙烯基乙醚丙烯酸酯(VEA)或乙烯基乙醚甲基丙烯酸酯(VEMA)。
3.根据权利要求2所述的酸响应交联型聚合物前药，其特征在于，所述乙烯基乙醚丙烯酸酯(VEA)或乙烯基乙醚甲基丙烯酸酯(VEMA)通过以下方法合成：
将乙二醇单乙烯基醚溶于有机溶剂中，采用有机碱为缚酸剂，向反应体系中滴加丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯进行缩合反应。
4.根据权利要求1所述的酸响应交联型聚合物前药，其特征在于，所述含羟基化疗药物选自紫杉醇、多西紫杉醇、羟基喜树碱或雌二醇。
5.根据权利要求1所述的酸响应交联型聚合物前药，其特征在于，所述药物-小分子复合物通过以下方法合成：
将含羟基化疗药物溶于有机溶剂中，以有机酸为催化剂，在惰性气体保护下与包含乙烯基烷基醚单元的丙烯酸酯类单体或其衍生物发生缩醛化反应，制备成药物-小分子复合物。
6.根据权利要求1所述的酸响应交联型聚合物前药，其特征在于，所述巯基化PEG中，PEG分子量为0.5～20kDa。
7.根据权利要求1所述的酸响应交联型聚合物前药，其特征在于，所述巯基化PEG还包括带配体的巯基化PEG，包括NH2-PEG-SH、MAL-PEG-SH、NHS-PEG-SH或COOH-PEG-SH。
8.权利要求1-7任一项所述的酸响应交联型聚合物前药制成的纳米粒子。
9.权利要求1-7任一项所述的酸响应交联型聚合物前药作为药物载体的应用。
10.权利要求1-7任一项所述的酸响应交联型聚合物前药在制备抗肿瘤药物中的应用。
CN202010164561.0A 2020-03-11 2020-03-11 一种酸响应交联型聚合物前药及其制备方法和应用 Active CN111330014B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010164561.0A CN111330014B (zh) 2020-03-11 2020-03-11 一种酸响应交联型聚合物前药及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010164561.0A CN111330014B (zh) 2020-03-11 2020-03-11 一种酸响应交联型聚合物前药及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111330014A true CN111330014A (zh) 2020-06-26
CN111330014B CN111330014B (zh) 2021-11-12

Family

ID=71174412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010164561.0A Active CN111330014B (zh) 2020-03-11 2020-03-11 一种酸响应交联型聚合物前药及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111330014B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111821469A (zh) * 2020-07-01 2020-10-27 四川大学 归巢靶向rsgrvsn肽修饰的聚乙二醇-聚多巴胺-普鲁士蓝复合纳米粒子及制备方法
CN112656951A (zh) * 2020-12-24 2021-04-16 中国药科大学 交联型酸响应天然多糖聚合物前药、制备方法及用途
CN112843241A (zh) * 2021-01-14 2021-05-28 中国药科大学 可生物响应的一氧化氮供体型聚合物前药及其制备方法
CN113214414A (zh) * 2021-05-10 2021-08-06 中国药科大学 改性聚乙烯醇、聚乙烯醇微纳凝胶的可控制备方法及应用
CN113679662A (zh) * 2021-08-27 2021-11-23 中国药科大学 微环境响应型聚合物前药共递送凝胶系统的制备方法及用途
CN116920109A (zh) * 2023-07-19 2023-10-24 中国药科大学 一种两性离子功能化的小分子口服纳米前药系统及其制法与应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103285400A (zh) * 2013-06-18 2013-09-11 苏州大学 一种酸敏感聚合物前药、其纳米粒及该纳米粒的应用
CN107375213A (zh) * 2017-07-05 2017-11-24 西安交通大学 pH响应型无载体纳米药物制剂及制备方法、应用
CN108939091A (zh) * 2018-08-23 2018-12-07 江苏师范大学 一种含有香豆素单元的pH响应性的交联胶束及其制备方法与应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103285400A (zh) * 2013-06-18 2013-09-11 苏州大学 一种酸敏感聚合物前药、其纳米粒及该纳米粒的应用
CN107375213A (zh) * 2017-07-05 2017-11-24 西安交通大学 pH响应型无载体纳米药物制剂及制备方法、应用
CN108939091A (zh) * 2018-08-23 2018-12-07 江苏师范大学 一种含有香豆素单元的pH响应性的交联胶束及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JINGWEN HE ET AL.: ""pH-responsive core crosslinked polycarbonate micelles via thiol-acrylate Michael addition reaction"", 《J. APPL. POLYM. SCI.》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111821469A (zh) * 2020-07-01 2020-10-27 四川大学 归巢靶向rsgrvsn肽修饰的聚乙二醇-聚多巴胺-普鲁士蓝复合纳米粒子及制备方法
CN112656951A (zh) * 2020-12-24 2021-04-16 中国药科大学 交联型酸响应天然多糖聚合物前药、制备方法及用途
CN112656951B (zh) * 2020-12-24 2022-04-26 中国药科大学 交联型酸响应天然多糖聚合物前药、制备方法及用途
CN112843241A (zh) * 2021-01-14 2021-05-28 中国药科大学 可生物响应的一氧化氮供体型聚合物前药及其制备方法
CN113214414A (zh) * 2021-05-10 2021-08-06 中国药科大学 改性聚乙烯醇、聚乙烯醇微纳凝胶的可控制备方法及应用
CN113679662A (zh) * 2021-08-27 2021-11-23 中国药科大学 微环境响应型聚合物前药共递送凝胶系统的制备方法及用途
CN113679662B (zh) * 2021-08-27 2024-02-27 中国药科大学 微环境响应型聚合物前药共递送凝胶系统的制备方法及用途
CN116920109A (zh) * 2023-07-19 2023-10-24 中国药科大学 一种两性离子功能化的小分子口服纳米前药系统及其制法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN111330014B (zh) 2021-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111330014B (zh) 一种酸响应交联型聚合物前药及其制备方法和应用
CN110408047B (zh) 纳米配位聚合物及其制备方法和应用
CN102060991A (zh) 7-乙基-10-羟基喜树碱的两亲性药物前体及其制备方法
CN113264906B (zh) 多西他赛二聚体小分子前药及其自组装纳米粒的构建
CN109288813B (zh) 含硒紫杉醇二聚体前药聚合物纳米粒及其制备方法
CN114177305B (zh) 一种诱导肿瘤细胞多机制死亡的前药纳米粒及其制备方法、应用
CN113105614A (zh) 一种易降解响应型可核心交联的两亲性嵌段聚合物及其制备方法和作为药物载体的应用
CN111420068A (zh) 聚乙二醇-树枝状聚赖氨酸/酸酐-顺铂复合物及其制备方法和应用
Ezati et al. Novel serotonin decorated molecularly imprinted polymer nanoparticles based on biodegradable materials; a potential self-targeted delivery system for irinotecan
CN112656951B (zh) 交联型酸响应天然多糖聚合物前药、制备方法及用途
Qi et al. Enhanced in vitro and in vivo anticancer properties by using a nanocarrier for co-delivery of antitumor polypeptide and curcumin
CN108524529B (zh) 基于两性离子及叶酸靶向的酸敏感性阿霉素前药及其制备方法与应用
CN114796522A (zh) 一种靶向线粒体放大氧化应激的新型抗肿瘤纳米药物
CN113855813A (zh) 一种基于芬顿反应与aie效应的ros响应海洋岩藻多糖纳米载体制备方法及应用
CN219208188U (zh) 一种基于光动力驱动细胞质膜激活的抗肿瘤靶向纳米药物递送控释系统
CN112891339A (zh) 包封青蒿素的血红素纳米囊泡、制备方法和用途
CN110339368B (zh) 还原响应的靶向聚乙二醇-聚碳酸酯美登素前药胶束的制备方法
CN112245590B (zh) 一种基于巯基化甜菜碱修饰的阿霉素衍生物、纳米药物及其制备方法
CN110368500B (zh) 一种两亲性共聚物药物前体、制备方法以及包载钙泊三醇的纳米颗粒
CN104415339A (zh) 一种自组装靶向纳米药物载体胶束
CN113694211A (zh) 电荷反转型超分子聚肽前药纳米粒子及其制备方法和应用
CN113912841A (zh) 一种pH和Redox双响应两嵌段两亲性聚合物前药及其制备方法
CN109666087B (zh) 一种环糊精类衍生物及其制备方法与应用
CN103977417A (zh) 双亲性载药纳米粒子的制备方法
CN104414999A (zh) 抗肿瘤靶向纳米载药微胶囊的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant