CN112546236A - 一种pH敏感的双药物骨架聚合物前药及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及可控制聚合物前药制备技术领域,领域,具体涉及一种pH敏感双药物骨架聚合物前药及其制备方法和应用。
背景技术
纳米医学作为一种新型治疗手段,很大程度改善了抗癌药剂的不足,近几十年来,基于纳米载体的药物给药系统在癌症治疗方面取得了很大进展,其中一些已经进行了临床试验。但由于其对肿瘤选择性的限制,以及对药物成分、载体框架以及每批药物的载释控制不精确,进展甚微。近年来,随着纳米药物输送体系的不断发展和深入研究,具有良好生物相容性的高分子前药成为肿瘤治疗的研究热点。
与传统的物理包埋纳米递送体系相比,化学键合的高分子聚合物前药具有很高药物的负载能力,能有效避免药物在血液循环中的扩散,显著降低机体的毒副作用以及提高药物的生物利用率;并且还可以进一步达到精确调控药物在肿瘤细胞内的释放行为。然而,目前高分子前药依然没有在临床上得到应用,究其原因是肿瘤部位存在生理屏障,仅仅通过肿瘤的高渗透和长滞留(EPR)效应无法在肿瘤部位取得理想的药物浓度,以及被肿瘤细胞摄取后高分子前药无法短时间内快速释放药物。鉴于此,迫切需要开发一种新型的高分子前药纳米输送体系,能显著提高药物在肿瘤部位的靶向富集、细胞摄取以及胞内快速释放药物的能力。
此外,肿瘤组织由于癌细胞异常的增殖在远离血管的位置逐步缺氧,位于核心的癌细胞因为无氧呼吸会产生乳酸,导致整个肿瘤组织的微环境呈弱酸性。这就致使血管(pH=7.4)、肿瘤组织细胞外微环境(pH=6.5-7.0)和细胞内环境(pH=4.0-6.0)之间的酸度呈明显的酸梯度分布。因此,可以利用肿瘤组织相对低氧、低pH等来设计智能高分子前药控释系统。
已有研究表明,原酸酯键是一类新型快速pH响应连接键,可通过多元原酸或多元原酸酯与多元醇类在无水条件下缩合形成,其在生理环境pH值(中性)下非常稳定,但其水解活性在同等微酸环境下比腙键、乙烯基醚等高1-4个数量级。这是由于原酸酯的烷氧基形成的碳阳离子有四个孤对电子,在温和的环境中容易被质子化和水解的电子水性酸,而缩醛和乙烯基醚的烷氧基形成的碳阳离子只有两对孤电子。如公开号为CN109161022A的专利申请公开四价铂配合物-原酸酯聚合物前药、其胶束及制备方法和应用,公开号为CN108144067A的专利公开四价铂化合物-双环双键两亲性聚合物前药、其纳米胶束及制备方法和应用,这些聚合物在制备纳米药物载体或者基因载体方面有很好的应用价值。但是上述现有技术中的聚合物前药都是通过包载药物达到协同给药的目的,难以实现精确给药。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的聚合物前药都是通过包载药物达到协同给药的目的,难以实现精确给药。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题:
一种pH敏感的双药物骨架聚合物前药,所述聚合物前药的结构式如Ⅵ所示:
有益效果:本发明聚合物前药结构中,顺铂-去甲斑蝥素始终保持1:2摩尔比,实现了精确给药。
聚合物前药引入聚乙二醇单甲醚能够维持纳米前药在长循环的稳定性;引入原酸酯能够控制纳米前药在胞外去PEG化和粒径动态变化,增强肿瘤细胞对前药的摄取;引入原酸酯和还原性敏感键,在胞内实现药物快速释放,增强细胞毒性;具有高的载药率,较低的机体毒副作用及完全抑制肿瘤生长的能力。
本发明还提供上述pH敏感的双药物骨架聚合物前药的制备方法,所述pH敏感的双药物骨架聚合物前药的合成路线如下所示:
有益效果:本发明以式Ⅰ所示化合物顺铂-去甲斑蝥素偶联物为原料与式Ⅱ邻酯二胺单体聚合,再通过式Ⅲ聚乙二醇单甲醚酯封端制备形成式Ⅵ。聚合物通过聚乙二醇(PEG)化、随后在肿瘤组织细胞外pH值下去PEG化和动态尺寸变化来实现维持长循环的稳定,并增强肿瘤组织的滞留和细胞摄取,最后在细胞内还原/pH条件下实现粉碎性链断裂,加速药物释放,以实现协同细胞毒性。
制得的聚合物前药能显著提高药物在肿瘤部位的靶向富集、细胞摄取以及胞内快速释放药物的能力,从而获得完全抑制肿瘤生长的效果。
优选地,所述pH敏感的双药物骨架聚合物前药的制备方法包括以下步骤:
将式Ⅰ所示顺铂-去甲斑蝥素偶联物、式Ⅱ所示的邻酯二胺单体、活化剂和三乙胺加入至反应器中,加入反应溶剂,通氮气保护条件下,室温避光搅拌72h后,加入式Ⅲ所示聚乙二醇单甲醚酯,再避光搅拌24h,反应结束后,将反应液进行纯化,即获得式Ⅵ所示pH敏感双药物骨架聚合物前药。
优选地,所述纯化包括以下步骤:反应液采用透析袋透析,除去活化剂及低分子量聚合物,透析之后,冷冻干燥。
优选地,所述透析液为pH 7.4~8.0的去离子水。
优选地,所述透析袋为截留分子量3500-15000Da的透析袋。
优选地,式Ⅰ所示顺铂-去甲斑蝥素偶联物、式Ⅱ所示的邻酯二胺单体、活化剂、三乙胺和式Ⅲ所示聚乙二醇单甲醚酯添加量的摩尔比为1:(1.01~1.1):(4~6):1:(0.2~0.5)。
有益效果:式Ⅰ顺铂-去甲斑蝥素偶联物和式Ⅱ邻酯二胺单体初步反应后,两端是邻酯二胺单体的两个氨基裸露在外,所以式Ⅱ的投料比式Ⅰ微多一些。活化剂起到活化式Ⅰ两端的羧基,所以投料按每摩尔羧基2-3倍投料,保证全部活化,三乙胺式维持碱性环境作用。
优选地,式Ⅰ所示顺铂-去甲斑蝥素偶联物、式Ⅱ所示的邻酯二胺单体、活化剂、三乙胺和式Ⅲ所示聚乙二醇单甲醚酯添加量的摩尔比为1:1.01:4:1:0.2。
优选地,式Ⅰ所示顺铂-去甲斑蝥素偶联物、式Ⅱ所示的邻酯二胺单体、活化剂、三乙胺和式Ⅲ所示聚乙二醇单甲醚酯添加量的摩尔比为1:1.1:6:1:0.5。
优选地,所述顺铂-去甲斑蝥素偶联物的制备方法包括以下步骤:将H2O2水溶液氧化得到的双羟基顺铂、去甲斑蝥素、三乙胺、溶解在DMF中,65℃搅拌24小时后,纯化,得到式Ⅰ顺铂-去甲斑蝥素偶联物。
优选地,所述纯化包括以下步骤:将反应液减压蒸馏除去溶剂,然后用冰乙醚沉淀。
优选地,所述聚乙二醇单甲醚酯的分子量200~10000。
优选地,所述聚乙二醇单甲醚酯的制备方法包括以下步骤:将聚乙二醇单甲醚、CDI溶解在无水二氯甲烷中搅拌24h,反应结束后用饱和NaCl快速萃取获得。
优选地,所述反应溶剂为DMF或DMSO。
优选地,所述活化剂为EDC、EDCI、NHS、DMAP中的一种或多种。
优选地,所述活化剂为EDC和NHS,所述EDC与NHS的摩尔比为(2~3):(2~3)。
本发明还提供上述pH敏感的双药物骨架聚合物前药在药物传递系统中的应用,所述药物传递系统包括pH敏感双药物骨架聚合物以及药物制剂上能够接受的辅料。
有益效果:本发明中的聚合物前药可以应用于药物传递系统。
本发明还提供上述pH敏感的双药物骨架聚合物前药作为抗肿瘤纳米载体的应用,所述pH敏感的双药物骨架聚合物前药负载抗肿瘤药物、荧光分子或造影剂,所述抗肿瘤药物为疏水性药物。
有益效果:本发明中的聚合物前药可以进一步包载药物、荧光分子、造影剂,优化到诊断治疗。
优选地,所述疏水性药物包括顺铂、去甲斑蝥素、阿霉素、喜树碱、紫杉醇、三碘苯甲酸或米托蒽醌。
本发明的优点在于:现有技术通过包载药物达到协同给药,本发明将两种药物偶联后聚合,顺铂-去甲斑蝥素始终保持1:2摩尔比,实现了精确给药。
聚合物前药引入聚乙二醇单甲醚可以避免纳米粒子被体内网状内皮细胞清楚,能够维持纳米前药在体内长循环的稳定性;引入原酸酯能够控制纳米前药在胞外去PEG化和粒径动态变化,增强肿瘤细胞对前药的摄取;引入原酸酯和还原性敏感键,在胞内实现药物快速释放,增强细胞毒性;具有高的载药率,较低的机体毒副作用及完全抑制肿瘤生长的能力。
本发明可以实现胞内胞外双重反应,胞外去聚乙二醇化增强摄取,胞内双重刺激实现爆释,增强细胞毒性。
本发明以式Ⅰ所示化合物顺铂-去甲斑蝥素偶联物为原料与式Ⅱ邻酯二胺单体聚合,再通过式Ⅲ聚乙二醇单甲醚酯封端制备形成式Ⅵ。制得的聚合物前药能显著提高药物在肿瘤部位的靶向富集、细胞摄取以及胞内快速释放药物的能力,从而获得完全抑制肿瘤生长的效果。
附图说明
图1为本发明实施例1中本发明实施例2中式Ⅰ所示化合物的1H NMR图;
图2是本发明实施例2中式Ⅳ pH敏感双药物骨架聚合物前药的1H NMR图;
图3是本发明实施例3中聚合物纳米前药的粒径分布图;
图4是本发明实施例3中聚合物纳米前药透射电镜下的形貌特征图;
图5是本发明实施例3中聚合物纳米前药7天水合稳定性;
图6是本发明实施例4中聚合物纳米前药在pH 7.4磷酸缓冲液孵育后的核磁检测谱;
图7是本发明实施例4中聚合物纳米前药在pH 6.8磷酸缓冲液孵育后的核磁检测谱;
图8是本发明实施例4中聚合物纳米前药在pH 5.0磷酸缓冲液孵育后的核磁检测谱;
图9是本发明实施例4中聚合物纳米前药在不同pH磷酸缓冲液孵育后降解速率统计结果图;
图10是本发明实施例5中聚合物纳米前药在不同磷酸缓冲液孵育后的粒径变化统计图;
图11是本发明实施例5中聚合物纳米前药在pH 7.4磷酸缓冲液孵育24h后透射电镜下的形貌特征图;
图12是本发明实施例5中聚合物纳米前药在pH 6.8磷酸缓冲液孵育24h后透射电镜下的形貌特征图;
图13是本发明实施例5中聚合物纳米前药在pH 5.0/GSH磷酸缓冲液孵育24h后透射电镜下的形貌特征图;
图14是本发明实施例6中不同条件下Pt的累计释放图;
图15是本发明实施例7中人源肝癌细胞定性摄取结果图;
图16是本发明实施例7中人源肝癌细胞定量摄取结果图;
图17是本发明实施例7中鼠源肝癌细胞定量摄取结果图;
图18是本发明实施例8中各种药物对人源肝癌细胞毒性对比图;
图19是本发明实施例8中各种药物对人源乳腺癌细胞毒性对比图;
图20是本发明实施例8中各种药物对鼠肝腺癌细胞毒性对比图;
图21是本发明实施例9中各种药物对人源肝癌细胞抑制迁移效果对比图;
图22是本发明实施例9中各种药物对人源肝癌细胞抑制迁移效果统计图;
图23是本发明实施例11中各种药物注射后,小鼠体重变化对比图;
图24是本发明实施例11中各种药物注射后,肿瘤体积变化对比图;
图25是本发明实施例11中各种药物注射7天后解剖肿瘤直观对比图;
图26是本发明实施例12中各种药物注射后,血液中铂含量对比图;
图27是本发明实施例12中各种药物注射后,肿瘤中铂含量对比图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下述实施例中所用的试验材料和试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
实施例中未注明具体技术或条件者,均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
实施例1
一种pH敏感双药物骨架聚合物前药,其结构如式Ⅵ所示:
实施例2
pH敏感双药物骨架聚合物前药的制备:
pH敏感双药物骨架聚合物前药的合成路线如下:
pH敏感双药物骨架聚合物前药的制备步骤如下:
式Ⅰ合成步骤:
将H2O2水溶液氧化得到的双羟基顺铂(500mg,1.493mmol)、去甲斑蝥素(1004mg,5.972mmol)、三乙胺(催化剂量)、溶解在DMF中,65℃搅拌24小时,减压蒸馏除去溶剂。最后,通过冰乙醚沉淀两次,得到式Ⅰ顺铂-去甲斑蝥素偶联物。式Ⅰ的1H NMR图如图1所示。
式Ⅲ合成步骤:
在氮气保护下,将聚乙二醇单甲醚550(550mg,1mmol)、CDI(648mg,4mmol)溶解在无水二氯甲烷(10mL)中搅拌24h,反应结束后用饱和NaCl快速萃取获得。
式Ⅵ合成步骤:
在氮气保护下,将式Ⅰ(667mg,1mmol)、EDC(479.2mg,2.5mmol)、NHS(287.7mg,2.02mmol)、的混合物溶解在DMF(5mL)中搅拌2h,然后逐滴加入到溶有式Ⅱ(311.4mg,1.01mmol)和三乙胺(101.2mg,1mmol)的DMF(1.0mL)中,室温下避光搅拌72h后,加入式Ⅲ(110mg,0.2mmol)再搅拌24小时。
反应结束后,用截留分子量3500Da的透析袋透析,透析液为pH 8.0的去离子水。聚合物的核磁氢谱如图2,结构表征如下:1H-NMR(DMSO-d6,400MHz,ppm):1.45(m,-CH2CH2-),3.51(s,-CH2-),3.51(-OCH2CH2-),4.38(s,OCH),4.68(s,OCH),6.13(s,-NH3),4.22(-OCH2CHO-),5.85(-OCHO-);GPC weight:Da 9278.
实施例3
pH敏感双药物骨架聚合物前药纳米粒子的制备及粒径与电镜观察:
取30mg的实施例2中的聚合物前药加入到1mL的DMSO中充分溶解后,逐滴加入磷酸盐缓冲液(20mL,pH 7.4,0.01M)中,搅拌2h。然后,将混合物与去离子水(MWCO 3500Da)透析24h,冻干后获得纳米前药粒子。
将聚合物前药纳米粒子分散在0.01M pH 8.0的磷酸盐缓冲液中,取1mL纳米粒子溶液,稀释适当成浓度,在室温下用DLS(Malvern,Zeta-sizer Nano-ZS90)测其粒径及分布,粒径及分布如图3所示,可以看出,制备的聚合物前药纳米粒子的尺寸约在150nm,分散性良好。
取一滴稀释后的聚合物前药纳米粒子溶液(约20μL),滴加到铜网上,烘干,使用透射电镜对其形貌进行观察,透射电镜如图4所示,可以看出,聚合物前药纳米粒子呈现规整的球形形貌。
水合稳定性如图5所示,由图可知,聚合物纳米前药水合稳定良好。
实施例4
pH敏感双药物骨架聚合物前药纳米粒子核磁跟踪降解:
将实施例3中聚合物前药纳米粒子溶液等分成16份,其中2份用调节为pH 7.4,另外7份分别调节为pH 6.8和pH 5.0。将上述不同pH的EP管置于摇床晃动(100r/min),在设定的时间点将EP里溶液pH调回弱碱性,冷冻干燥。之后,以氘代DMSO溶解冻干样品,进行核磁检测,核磁检测谱图如图6、图7、图8所示,降解速率统计如图9所示。
可以看出,聚合物前药纳米粒子在中性环境中相对比较稳定,而在pH6.8条件下,原酸酯会发生水解,但是pH 5.0酸处理24h后,原酸酯已经被完全降解。
实施例5
pH敏感双药物骨架聚合物前药纳米粒子粒径与形貌降解:
将实施例3中聚合物前药纳米粒子分别分散在pH 7.4、6.8和5.0/GSH的PB缓冲液中,再设定的时间点使用DLS测其粒径变化。对纳米粒子降解起始、降解过程中及彻底降解后的产物使用透射电镜进行形貌观察,降解粒径动态变化如图10所示,pH 7.4、6.8和5.0/GSH缓冲液中降解形貌变化如图11-图13所示。
可以看出,在pH 7.4时,纳米粒子的尺寸及浓度基本无变化,在pH 6.8时,由于粒子原酸酯的断裂,纳米粒子逐渐溶胀,体积增大。在pH 5.0/GSH时,粒子在短时间就会发生崩解,通过透射电镜粒子已经接近降解消失。
实施例6
聚合物前药的体外药物释放铂含量检测:
取1mL聚合物前药溶液(药物浓度为500μg/ml),置于截留分子量为8-14kD的透析袋中,两端用棉线扎紧,放入到50mL的EP管中,加入10mL不同pH的缓冲液(pH 7.4、6.8和5.0/GSH)。在37℃,100rpm条件下振荡,在设定的时间间隔如0.5h、1h、2h、4h、8h.....24h、48h,吸出旧缓冲液并储存,加入新的缓冲液,每个样品设置三个平行组。最后通过ICP-MS检测缓冲液中的金属铂的浓度,计算累积铂的释放量,结果如图14所示。
可以看出,在pH 5.0/GSH中,由于双重刺激触发,12h时的药物释放量就接近100%,pH 6.8的微酸环境中也有一定量的药物释放,而在中性环境中,只有不足10%的药物被释放,从而说明了制备的纳米前药粒子具备很好的pH响应性能力。
实施例7
聚合物前药纳米粒子细胞摄取:
将人源肝癌细胞(HepG2)和/或鼠源肝癌细胞(H22)直接接种于6孔板或6孔板的盖玻片上,分别培养24h。之后,吸去旧培养基,加入1.8mL新鲜培养基,加入用香豆素标记的纳米粒子分别保持1小时和4小时。其中一部分用多聚甲醛固定10min,hoechst3324染色3min,用新鲜PBS洗涤3次后,用共焦激光扫描显微镜(CLSM)观察和拍摄盖玻片上的HepG2。另一部分,经胰蛋白酶消化,1200rpm离心10min,PBS(0.5ml)分散,流式细胞仪测定HepG2和H22摄取含量。人源肝癌细胞定性摄取结果如图15所示,流式细胞定理摄取结果如图16和图17所示。
可以看出,细胞内荧光信号表现出时间和pH依赖性,在pH7.4和6.8条件下,细胞内荧光信号在1h内呈弱信号,而在pH7.4和6.8条件下4h显著增强,流式细胞术检测结果与之一致。
实施例8
细胞毒性检测:
将人乳腺癌细胞(MCF-7)、人源肝癌细胞(HepG2)和鼠源肝癌细胞(H22)加入到96孔板中,每孔细胞约在5,000个,培养24h后,去除培养基,加入180μL的新鲜培养基,分别加入20μL顺铂、去甲斑蝥素、偶合物小分子、聚合物纳米前药(药物浓度从3.34to 53.5μM)。共培养48h后,去除培养基,加入180μL的新鲜培养基和20μL MTT(5mg/mL)共培养4h后。最后,去除培养基,加入150μL的DMSO,震荡10min后,在570nm波长下检测活细胞产生的结晶紫吸光度,计算细胞存活率,结果如图18-图20所示。
结果表明,不同的药物均表现出剂量的依赖性,随着药物浓度的提高,细胞的存活率逐渐降低。其中聚合物纳米前药在pH 6.8的培养基中比pH 7.4的培养基表现出更强的细胞毒性,说明在酸性条件下聚合物纳米前药容易被摄取而发挥功能。
实施例9
细胞迁移检测:
将人源肝癌细胞(HepG2)接种于含有划痕插件的6孔板中过夜培养过夜。当细胞完全贴壁覆盖插件的底部时,小心地取出插入物。然后,将相同药物浓度(26.75μM)的顺铂、去甲斑蝥素、偶合物小分子、聚合物纳米前药加入每个孔中,共孵24h,分别于0h、12h和24h对细胞进行观察和拍照。细胞迁移率的计算公式如下:
细胞迁移率(%)=[(At=0h-At=Δh)/At=0h]x 100%
AT=0h是在给药前立即测量的空白区域。
AT=Δh是在所需时间点给药后测量的空白面积。
结果如图21所示,迁移率统计如图22所示。结果表明,聚合物纳米前药能够具有抑制HepG2细胞迁移的效果。
实施例10
聚合物前药载阿霉素:
将5mg阿霉素与30mg聚合物前药共溶在1mL DMSO中,在搅拌的条件下加入pH 7.4的磷酸缓冲溶液中,用3500D的透析袋透析12h,得到载药纳米粒子,即为聚合物前药载药纳米粒子。载药量和包封率如表1所示:
表1为载药量和包封率测定结果
载药量和包封率的计算公式如下:
载药量(%)=聚合物前药载药粒子中阿霉素的质量/载药粒子的质量×100%;
包封率(%)=聚合物前药载药粒子中阿霉素的质量/投入总阿霉素的质量×100%。
由表1可知:聚合物前药能够包载疏水药物,其中载药粒子具备较高的载药率,表面呈现负电荷,分散性较好。
实施例11
抗小鼠皮下肿瘤:
用H22荷瘤小鼠评估聚合物前药的体内抗肿瘤效果,当肿瘤组织生长到约100mm3时,将小鼠随机分为5组(7只/组)。静脉给予相同药物浓度(5mg/kg)的顺铂、去甲斑蝥素、式Ⅰ、聚合物纳米前药。对照组为生理盐水。每天测量体重和肿瘤大小(长径“a”和短径“b”)并记录。一周后,牺牲小鼠,取肿瘤称重并拍照。肿瘤体积计算公式:肿瘤体积=a×b×b/2。
结果如图23-图25所示,图23是小鼠体重变化对比图;图24是肿瘤体积变化对比图;图25是各种药物注射7天后解剖肿瘤直观对比图。
可以看出,由于粒子的自身优势以及体内EPR效应,聚合物纳米药物表现出较好的抗肿瘤效果。
实施例12
药代动力学研究:
用H22荷瘤小鼠评估聚合物前药的药代动力学研究,当肿瘤组织生长到约100mm3时,将小鼠随机分为3组(3只/组)。静脉给予相同药物浓度(5mg/kg)的顺铂、式Ⅰ、聚合物纳米前药。在不同的时间的牺牲小鼠,取血和肿瘤检测其中铂的含量。结果如图26、图27所示。
图26是小鼠血液中铂含量变化;图27是肿瘤铂含量变化对比图。
可以看出,聚合物纳米粒子能够延长在体内的循环时间,并且相较于裸药等能够增强在肿瘤部位聚集。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
3.根据权利要求2所述的pH敏感的双药物骨架聚合物前药的制备方法,其特征在于:所述pH敏感的双药物骨架聚合物前药的制备方法包括以下步骤:
将式Ⅰ所示顺铂-去甲斑蝥素偶联物、式Ⅱ所示的邻酯二胺单体、活化剂和三乙胺加入至反应器中,加入反应溶剂,通氮气保护条件下,室温避光搅拌72h后,加入式Ⅲ所示聚乙二醇单甲醚酯,再避光搅拌24h,反应结束后,将反应液进行纯化,即获得式Ⅵ所示pH敏感双药物骨架聚合物前药。
4.根据权利要求3所述的pH敏感的双药物骨架聚合物前药的制备方法,其特征在于:所述纯化包括以下步骤:反应液采用透析袋透析,除去活化剂及低分子量聚合物,透析之后,冷冻干燥。
5.根据权利要求4所述的pH敏感的双药物骨架聚合物前药的制备方法,其特征在于:所述透析液为pH 7.4~8.0的去离子水。
6.根据权利要求3所述的pH敏感的双药物骨架聚合物前药的制备方法,其特征在于:式Ⅰ所示顺铂-去甲斑蝥素偶联物、式Ⅱ所示的邻酯二胺单体、活化剂、三乙胺和式Ⅲ所示聚乙二醇单甲醚酯添加量的摩尔比为1:(1.01~1.1):(4~6):1:(0.2~0.5)。
7.根据权利要求3所述的pH敏感的双药物骨架聚合物前药的制备方法,其特征在于:所述顺铂-去甲斑蝥素偶联物的制备方法包括以下步骤:将H2O2水溶液氧化得到的双羟基顺铂、去甲斑蝥素、三乙胺、溶解在DMF中,65℃搅拌24小时后,纯化,得到式Ⅰ顺铂-去甲斑蝥素偶联物。
8.根据权利要求3所述的pH敏感的双药物骨架聚合物前药的制备方法,其特征在于:所述纯化包括以下步骤:将反应液减压蒸馏除去溶剂,然后用冰乙醚沉淀。
9.根据权利要求1所述的pH敏感的双药物骨架聚合物前药在药物传递系统中的应用,其特征在于:所述药物传递系统包括pH敏感双药物骨架聚合物以及药物制剂上能够接受的辅料。
10.根据权利要求1所述的pH敏感的双药物骨架聚合物前药作为抗肿瘤纳米载体的应用,其特征在于:所述pH敏感的双药物骨架聚合物前药负载抗肿瘤药物、荧光分子或造影剂,所述抗肿瘤药物为疏水性药物。
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CN109161022A (zh) * | 2018-07-26 | 2019-01-08 | 安徽大学 | 四价铂配合物-原酸酯聚合物前药、其胶束及制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
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YUWEI CONG ET AL.: "Dual drug backboned shattering polymeric theranostic nanomedicine for synergistic eradication of patient-derived lung cancer", 《ADVANCED MATERIALS》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113648423A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-11-16 | 南方医科大学 | 一种两亲性缀合物抗肿瘤纳米药物及其制备方法、纳米组装体和应用 |
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