细胞微环境响应性药物胶束的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种细胞微环境响应性药物胶束的制备方法，包括：利用原子转移自由基聚合方法聚合乙烯吡咯烷酮，得到聚乙烯吡咯烷酮；利用开环聚合方法聚合谷氨酸苄酯羧酸酐，得到聚谷氨酸苄酯；聚谷氨酸苄酯通过腙键接枝阿霉素；将聚乙烯吡咯烷酮和聚谷氨酸苄酯通过点击化学方法行键连，得到嵌段共聚物；将嵌段聚合物分别溶解于四氢呋喃后，移入透析袋中，用纯水透析，透析液用滤膜过滤；过滤后的溶液进行冷冻干燥，得到载药胶束。该药物载体胶束具有核壳双层结构，外层为亲水性聚乙烯吡咯烷酮，内层为药物分子包裹层。该材料具有以下优点：属于纳米微粒；可实现药物对癌细胞靶向传递以及癌细胞内pH敏感性释放；载药量大；稳定性好；其靶向功能可有效减小药物对正常组织器官毒副作用。
【专利说明】细胞微环境响应性药物胶束的制备方法
所属【技术领域】
[0001]本发明涉及一种细胞微环境响应性药物胶束的制备方法，特别是涉及一种具有癌症细胞靶向性的嵌段高分子材料药物载体胶束的制备方法。属于高分子化学及聚合物【技术领域】。
【背景技术】
[0002]癌症已成为危害人类健康的最主要疾病，治疗癌症的重要手段之一是药物治疗，然而许多抗癌药物存在着难溶于水、稳定性差等缺陷。如喜树碱、紫杉醇、阿霉素、5-氟尿嘧啶等都因溶解度差而难以被生物体很好地利用，解决其水溶性问题是这类药物制剂临床应用的关健。此外，肿瘤治疗和诊断药物其作用大多是非选择性的，一些正常组织器官常有较多分布，治疗剂量下对正常组织器官毒副作用大。故解决如何增溶难溶性抗癌药物以及增加药物稳定性、提高对癌细胞的选择性迫在眉睫。因此，寻找一种可靠的靶向药物载体是解决以上两个问题的关键。
[0003]高分子胶束药物载体一般采用的都为线性高分子胶束。Bae课题组开展的研究工作最为引人注目，其在所发表的研究论文中指出，以腙键将Dox键连到聚合物主链上，并利用癌细胞微环境中PH呈弱酸性使腙键断裂，实现了 Dox的靶点释放。而且，Bae 于 2005 年在 Molecular BioSystems 杂志上发表的一篇论文(Bae Y, Jang W-D,Nishiyama N, Fukushima S，Kataoka K.Mol BioSyst 2005; 1 (3): 242-250.),首次同时将Fol和Dox分别键连到PEG以及PASP (聚天冬氨酸)上，从而兼具药物的靶向传递以及靶点释放多功能性，流式细胞实验(FCM)表明细胞对聚合物胶束的摄入量较不含Fol的聚合物胶束有明显增加。Gong Shaoqin课题组也从事了相似的研究。其以聚马来酸-E-己内酯无规共聚物为内核，PEG为壳，制备了聚合物纳米胶束。以腙键连接Dox，并利用Fol修饰了 PEG端基，制备了 pH敏感型靶向载药胶束，测试了细胞摄入量以及细胞毒性，证明在酸性条件下Dox由于腙键的断裂而快速释放(Yang X，Grailer JJ, Pilla S，SteeberDA, Gong S.Bioconjugate Chem 2010; 21(3): 496-504.)。
[0004]尽管线性聚合物胶束作为水难溶性药物的载体，在递药过程中已显示出巨大的优势和潜力，但仍然存在胶束稳定性差、增溶效果不明显、药物释放率低的问题。目前聚合物胶束的载药量通常只能达到5%左右，要获得更高的载药量很困难。研究发现，聚合物通过化学键连接药物单体，可达到较高的载药量。而线性嵌段共聚物负载能力往往偏低，但如果过多键连药物分子其胶束结构又不稳定。而星型聚合物可以克服这个不足。
[0005] 上海交通大学颜德岳(LiuJ, Pang Y, Huang W，Huang X, Meng L, Zhu X, ZhouY, Yan D.BiomacromoIecuIes 2011; 12(5): 1567-1577.)合成了树枝状聚憐酸酷-聚乳酸嵌段共聚物应用于药物载体研究，包裹Dox后对海拉细胞有明显抑制作用。另一具有代表性的研究是中国科技大学刘世勇，利用功能化β—环糊精制备了用Fol和Dox修饰的聚马来酸酐星型聚合物，同时键连了对磁共振效应敏感的钆元素，在小鼠实验中发现，聚合物胶束在肝、肾部位的聚集有明显加强(Liu T, Li X, Qian Y, Hu X, Liu S.Biomaterials2012; 33(8): 2521-2531.)。
[0006]但是，由于星型聚合物中聚合物结构较为复杂，所制备的药物载体出现生物相容性差，药物包载能力下降，dendrimer表面药物分子水溶性降低等问题。此外,dendrimer结构复杂，合成成本较高。这些问题都限制了星型聚合物纳米载药系统的应用。因此，不论是性聚合物还是普通星型聚合物药物载体，并不能同时具备:药物靶向性，高药物负载能力，胶束结构稳定，靶点释放的PH敏感性，生物相容性高这几项对聚合物药物载体系统的临床应用起至关重要作用的性能。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是细胞微环境响应性药物胶束的制备方法，该药物载体胶束具有以下优点:属于纳米微粒；可实现药物对癌细胞靶向传递以及癌细胞内PH敏感性释放；载药量大；稳定性好；其靶向功能可有效减小药物对正常组织器官毒副作用。
[0008]该胶束是一种具有亲水性和疏水性嵌段的星型嵌段聚合物；可以将阿霉素键连与嵌段聚合物之上；高分子材料具有两条亲水链段，一条疏水链段:高分子材料其亲水段为聚乙烯吡咯烷酮，通过叶酸进行修饰。疏水段为聚谷氨酸，通过腙键接枝阿霉素；高分子的胶束结构具有核壳双 层结构，外层为亲水性聚乙烯吡咯烷酮，内层为药物分子包裹层。
[0009]所述的嵌段聚合物为以下结构式中的聚合物:
【权利要求】
1.一种细胞微环境响应性药物胶束，其结构特征在于:所述的高分子材料是由两条亲水性的聚吡咯烷酮链段和一条疏水性的聚谷氨酸苄酯链段偶联而成的AB2型共聚物。
2.一种制备权利要求1所述的细胞微环境响应性药物胶束的方法是通过如下步骤进行的: 1)用于引发吡咯烷酮单体的叠氮小分子引发剂的合成； 2)利用叶酸小分子进行NHS活化，制备叶酸-NHS分子； 3)利用步骤I)所制备的叠氮小分子引发剂，引发吡咯烷酮小分子进行原子转移自由基聚合，得到聚吡咯烷酮，同时利用叶酸-NHS分子修饰聚吡咯烷酮； 4)双臂炔端基聚谷氨酸苄酯的合成； 5)利用阿霉素分子对聚谷氨酸苄酯进行接枝，该反应是利用腙键进行连接； 6)利用点击化学反应合成星型嵌段共聚物； 7)用透析法制备聚合物纳米胶束。
3.根据权利要求2所述的一种细胞微环境响应性药物胶束，其特征在于上述方法中步骤I)所合成叠氮小分子引发剂所使用的溶剂是丙酮、丁酮、二氧六环、乙腈中的任一种。
4.根据权利要求2所述的一种细胞微环境响应性药物胶束，其特征还在于上述方法中步骤4)所使用的聚合单体为谷氨酸苄酯羧酸酐。
5.根据权利要求2所述的一种细胞微环境响应性药物胶束，其特征还在于上述方法中步骤6)所进行的聚合物偶合反应须采用Huisgen 1,3-偶极环加成反应。
6.根据权利要求2所述的一种细胞微环境响应性药物胶束，其特征还在于上述方法中需采用以下小分子引发剂: 1)2-氯代叠氮乙氧基乙烷 2) N-胺乙基3，5-二乙炔氧基苯胺。
7.根据权利要求2所述的细胞微环境响应性药物胶束，其特征还在于:该高分子材料是由叶酸修饰的聚吡咯烷酮链段和阿霉素接枝的聚谷氨酸通过偶联所形成的星型嵌段共聚物。
8.根据权利要求2所述的细胞微环境响应性药物胶束，其特征还在于:所述的高分子胶束具有核壳双层结构，外层为亲水性聚吡咯烷酮，内层为药物分子包裹层。
【文档编号】A61K47/48GK103977419SQ201410181533
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】不公告发明人 申请人:成都市绿科华通科技有限公司