CN1329081C - 抗肿瘤纳米热敏靶向药物载体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种结合化疗热疗应用的抗肿瘤纳米热敏靶向药物载体的制备方法。本发明以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)和丙烯酰胺(Aam)为单体聚合，形成共聚物poly(NIPAAm-co-Aam)，制得亲水片段，再将共聚物poly(NIPAAm-co-Aam)与D，L-丙交酯通过开环聚合反应后得poly(NIPAAm-co-Aam)共聚物与聚D，L-丙交酯的嵌段共聚物，制得嵌段共聚物，再将嵌段共聚物溶于DMAc中，在水中自发形成胶束结构，制得药物载体。本发明制备的药物靶向载体可在人体内长期循环不被清除，只在热疗肿瘤组织处才释放化疗药物，解决了现有化疗热疗联合应用治疗肿瘤时化疗药物在肿瘤组织分布不高的缺陷，减少了化疗药物对人体正常组织细胞的损害。
Description
技术领域
本发明涉及一种药物载体，特别涉及一种结合化疗热疗应用的抗肿瘤纳米热敏靶向药物载体的制备方法。
背景技术
现阶段，治疗肿瘤的传统方法是化疗，其毒副作用使化疗的应用受到限制。如果降低给药剂量，可以减轻毒副作用，但又会降低对肿瘤的控制作用，这是一个矛盾。
热疗也是治疗肿瘤常用的方法，即通过加热使肿瘤组织达40-43℃，是引起肿瘤细胞组织生长受阻和死亡的一种治疗方法。早期的热疗只是应用于浅表肿瘤的治疗，后由于深部射频和全身热疗设备的应用，热疗得到广泛应用。但热疗仅仅是一个方面，常常是对其他治疗方法的一种配合，重要的还是需要药物治疗。
目前，将化疗与热疗结合在临床应用中比较普遍。对于特定的化疗药物而言，热疗可以促进化疗药物进入肿瘤细胞，促进化疗药物诱发肿瘤细胞凋亡，热疗可在肿瘤组织中心部位达到较高温度，使其在酸性环境下更易诱发肿瘤组织细胞凋亡，肿瘤周边部位血供较多，对周边部位化疗就具有优势，因此热化疗结合可覆盖肿瘤病灶的全部。已经知道的可以与热疗发挥协同作用的化疗药物有铂类、拓扑异构酶II抑制剂、拓扑异构酶I抑制剂、健择、紫杉醇、长春花碱、丝裂霉素等。采用这种热疗与化疗结合的方法治疗胃癌腹腔种植转移、胰腺癌、肝癌、大肠癌等均有一定的疗效。这种化疗与热疗结合的方式较单一的化疗或热疗优越得多。但是，在化疗与热疗结合中，如何减少化疗药物对人体正常细胞的损害依然是件困难的事，同时对肿瘤组织局部的热疗与化疗药物配合才能产生更好的疗效，于是化疗药物如何到达肿瘤组织才释放即靶向释放药物就成为关键所在。
在本发明之前，已有研究者以N-异丙基丙烯酰胺为原料制备热敏性载体，但其构建的载体低临界溶解温度(简称LCST)低于37℃，这样在进入人体(人体正常温度为37℃)后热敏多聚物已经发生相变，无法达到靶向输送释药的目的。此外，也有人构建了N-异丙基丙烯酰胺类共聚物及通过基因转染制得的人工弹性蛋白样多肽类载体，LCST达到所需要求(42℃左右)，该载体与阿霉素结合，获得了较好的靶向效果，即在热疗方法配合下，将化疗药物通过载体输送到肿瘤组织细胞处再释放，使其发挥治疗效果，并保证在输送过程中未达到肿瘤组织细胞处时化疗药物不释放，从而大大减少化疗药物的毒副作用。但是，这种方法所构建的载体需要通过化学键与阿霉素结合，不仅合成本身就比较困难，难以推广应用到其他化疗药物，而且通过化学键结合的方式极易改变化疗药物本身的活性，影响化疗药物控制肿瘤的治疗作用，这是致命的缺陷。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述缺陷，研究、发明一种抗肿瘤纳米热敏靶向药物载体的制备方法。
本发明的技术方案是：抗肿瘤纳米热敏靶向药物载体的制备方法，其主要技术特征在于如下步骤：
(1)亲水片段的制备：
以N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰胺为单体聚合，通过自由基共聚反应，形成共聚物poly，其反应方程式为
(2)嵌段共聚物的制备：
将共聚物poly与D，L-丙交酯通过开环聚合反应后得poly共聚物与聚D，L-丙交酯的嵌段共聚物，其反应方程式为
(3)载体的制备：
将一定数量的嵌段共聚物溶于DMAc中，溶液放置于透析袋中透析，嵌段共聚物在水中自发形成胶束结构，将透析袋内溶液冷冻干燥即得载体，4℃保存。
本发明的优点和效果在于能够制备出一种在化疗、热疗联合应用中的纳米靶向药物载体，对药物的包载为非化学键结合，其中的亲水片段作为外壳包裹疏水片段内核形成两亲性嵌段共聚物胶束，由于亲水部位热敏多聚物(聚合物)的低临界溶解温度(LCST)高于37℃，又低于热疗后肿瘤组织温度42℃，因此亲水片段在人体正常温度37℃(低于LCST)下，可保护载体在人体内长期循环不被清除，而在热疗作用下，肿瘤加热部位温度高于37℃，一般在40℃，此时亲水片段热敏多聚物结构才发生改变，成为疏水性物质并在肿瘤组织部位聚集，与周围组织发生作用，使疏水片段作为载体所携带的化疗药物在肿瘤组织细胞处释放，达到靶向释放药物的目的。本发明制备出的抗肿瘤纳米热敏靶向药物载体解决了现有化疗热疗联合应用治疗肿瘤时，化疗药物在肿瘤组织分布不高的缺陷，减少了化疗药物对人体正常组织细胞的损害。
附图说明
图——不同温度下测量载体粒径(纳米级)图。
具体实施方式
首先是亲水片段的制备：
将单体NIPAAm、Aam，引发剂AIBN及链转移剂2-巯基乙醇按处方加入反应瓶中，再加入乙醇做溶剂，除去反应体系中的氧气，升温至60-70℃，氮气保护下搅拌数小时。反应产物在乙醇-乙醚体系中纯化，真空干燥后置透析袋中透析，除去小分子物质。冷冻干燥，则得poly(NIPAAm-co-Aam)共聚物，其反应方程式为
然后进行嵌段共聚物的制备：
将poly(NIPAAm-co-Aam)共聚物与D，L-丙交酯按一定配比加入试管中，加入辛酸亚锡二甲苯溶液；真空条件下除去水及二甲苯后置150℃油浴中反应；反应结束后将产物用乙醇溶出，并用乙醇-乙醚体系纯化；真空干燥得poly(NIPAAm-co-Aam)共聚物与聚D，L-丙交酯的嵌段共聚物。其反应方程式为
再将一定数量的嵌段共聚物溶于DMAc中，溶液放置于分子量12000的透析袋中，4℃透析24小时，嵌段共聚物在水中自发形成胶束结构。将透析袋内溶液冷冻干燥即得温敏载体，4℃保存。
嵌段共聚物中亲水片段长度大于疏水片段，使其很容易在水溶液中自发形成胶束，其疏水片段互相缠绕形成疏水性“内核”，而亲水片段则环绕在外，形成柔韧的亲水性“外壳”。疏水性内核作为化疗药物的载体为疏水性化疗药物提供一个稳定的微环境，亲水性外壳使胶束可以稳定地存在于水溶液或体液中。
其低临界溶解温度LCST高于37℃，低于热疗后肿瘤组织温度42℃。
生理条件下，水分子与聚合物之间通过氢键相互作用，使聚合物链呈伸展状态，高亲水性，可溶于水，且亲水片段长度大于疏水片段，因此亲水片段的热敏多聚物(聚合物)所构成的亲水性外壳使胶束稳定地存在于水溶液或体液中，保护载体在体内长期循环而不被机体清除；一旦到达加热肿瘤组织，温度高于LCST，氢键破裂，聚合物疏水基团间的作用力占优势，聚合物链皱缩，水分子从聚合物中被挤出，聚合物沉淀，成为高疏水性、不溶于水的物质，即聚合物的结构发生变化，成为疏水性物质并相互聚集沉淀；所载化疗药物得以在肿瘤组织处释放，从而达到治疗肿瘤的目的和作用，同时避免了化疗药物对人体正常组织细胞的损害。
载体粒径范围在两百纳米以下，有利于在体内长期循环而不被清除。
亲水片段采用分子量为15000以下，以利于人体通过肾脏排出体外。
疏水片段采用的是聚乳酸物质，为生物可降解材料，水解后对人体无毒性。其他具有相同或类似特性的物质也可采用。
采用本发明制备的药物载体可以输送多种治疗肿瘤的化疗药物，如紫杉醇、多烯紫杉醇等。
实验证实：
本发明制备的嵌段共聚物分子量及LCST
| Mw | Mn | Mw/Mn | LCST | |
| P oly( NIPAAM-co-Aam) | 8100 | 3300 | 2.40 | 48.0 |
| P oly( NIPAAM-co-Aam)-b-PLA | 14700 | 4800 | 3.06 | 41.5 |
如图1所示，显示了不同温度下测量载体粒径(纳米级)。
本发明的保护范围并不仅限于上述具体实施方式的描述。
Claims (4)
1.抗肿瘤纳米热敏靶向药物载体的制备方法，其特征在于如下步骤：
(1)亲水部位片段的制备：
以N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰胺为单体聚合，通过自由基共聚反应，形成共聚物聚N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺，其反应方程式为
(2)嵌段共聚物的制备：
将共聚物聚N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺与D，L-丙交酯通过开环聚合反应后得聚N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺共聚物与聚D，L-丙交酯的嵌段共聚物，其反应方程式为
(3)载体的制备：
将一定数量的嵌段共聚物溶于N，N’-二甲基乙酰胺中，溶液放置于分子量12000的透析袋中，4℃透析24小时，嵌段共聚物在水中自发形成胶束结构，将透析袋内溶液冷冻干燥即得载体，4℃保存。
2.根据权利要求1所述的抗肿瘤纳米热敏靶向药物载体的制备方法，其特征在于步骤(1)亲水部位片段制备的具体步骤为将单体N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酰胺，引发剂2，2’-偶氮二异丁腈及链转移剂2-巯基乙醇加入反应瓶中，加入乙醇做溶剂，除去反应体系中的氧气，升温至60-70℃，氮气保护下搅拌数小时，反应产物在乙醇-乙醚体系中纯化，真空干燥后置透析袋中透析，除去小分子物质，冷冻干燥，则得聚N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺共聚物。
3.根据权利要求1所述的抗肿瘤纳米热敏靶向药物载体的制备方法，其特征在于步骤(2)嵌段共聚物的制备的具体步骤为将共聚物聚N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺与D，L-丙交脂按比例加入试管中，加入辛酸亚锡二甲苯溶液，真空条件下除去水及二甲苯后，置150℃油浴中反应，反应结束后将产物用乙醇溶出，并用乙醇-乙醚体系纯化，真空干燥得共聚物聚N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酰胺与聚D，L-丙交酯的嵌段共聚物。
4.根据权利要求3所述的抗肿瘤纳米热敏靶向药物载体的制备方法，其特征在于嵌段共聚物中亲水片段分子量大于疏水片段。
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