聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子及其制备方法

1.本发明属于药物技术领域，具体涉及一种聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子及其制备方法。


背景技术：

2.喜树碱(camptothecin，cpt)，是从喜树树皮和枝干分离出来的一种细胞毒性喹啉类生物碱，能抑制dna拓扑异构酶(topo i)，主要对增殖细胞敏感，为细胞周期特异性药物，作用于s期，对g1、g2与m期细胞有轻微的杀伤力，对动物多种肿瘤有抑制作用，与常用抗肿瘤药无交叉耐药性。
3.聚合物前药是指将化疗药物分子通过敏感性化学键连接到聚合物上得到的一种聚合物
‑
药物结合物，其作为一种重要的药物递送系统显示出了巨大的优势,一方面可以有效避免药物泄露，增加载药稳定性；另一方面载药量高、可以一定程度上解决药物水溶性差的问题。如cn101199857公开了一种聚乙二醇
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聚乳酸与喜树碱的键合物，喜树碱和聚合物之间采用酯键连接，利用酯键的水解而释放喜树碱药物。cn103524519b公开了一种还原性响应喜树碱聚合前药两性分子，喜树碱和聚合物之间采用二硫键连接，利用二硫键在细胞内谷胱甘肽作用下断裂而释放喜树碱药物。
4.将聚合物前药修饰到纳米粒子上所进一步发展的纳米载药体系，可有效递送各种抗癌药物及治疗试剂，改善药物的药代动力学特性，减弱药物的毒副作用，并延长其在体内环境中的循环时间，进而增加药物在肿瘤处的积累，有效增强小分子化学治疗剂的抗肿瘤功效，增强其抗肿瘤活性。但目前尚未有具有活性氧敏感的、连接喜树碱或喜树碱衍生物的聚合物前药修饰氧化铁纳米粒子及其制备方法的报道。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子。
6.本发明的第二个目的是提供一种聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子的制备方法。
7.本发明的技术方案概述如下：
8.一种聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子，聚合物前药分子中的邻苯二酚基团与氧化铁纳米粒子表面的铁离子螯合，所述聚合物前药的结构如式i所示；
[0009][0010]
其中：m为1
‑
300之间的整数；n为1
‑
300之间的整数；r为喜树碱或喜树碱衍生物，所述喜树碱的结构如式ii所示：
[0011][0012]
喜树碱衍生物中第一种喜树碱衍生物如式iii所示、第二种喜树碱衍生物如式iv所示、第三种喜树碱衍生物如式v所示；
[0013][0014]
所述喜树碱或第一种喜树碱衍生物、第二种喜树碱衍生物、第三种喜树碱衍生物通过羟基与聚合物连接。
[0015]
所述氧化铁纳米粒子为四氧化三铁纳米粒子或三氧化二铁纳米粒子。
[0016]
上述聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子的制备方法，包括如下步骤：
[0017]
1)将聚合物前药溶于有机溶剂中，制成浓度为0.1mg/ml～10mg/ml的溶液a；
[0018]
2)将氧化铁纳米粒子均匀分散于有机溶剂中，制成浓度为0.1mg/ml～10mg/ml分
散液b；
[0019]
3)按体积比为(0.1～10):1的比例将溶液a和分散液b混合，在20～60℃、氮气或氩气保护下搅拌反应1～24h；离心，收集沉淀物为聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子。
[0020]
所述步骤1)和步骤2)中的有机溶剂相同，为四氢呋喃、二甲基亚砜或n,n
‑
二甲基甲酰胺。
[0021]
本发明的优点：
[0022]
实验证明，本发明的一种聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子载药稳定性好；可对活性氧响应释放药物，可用于进一步开发纳米药物。
附图说明
[0023]
图1为一种聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子结构示意图。
[0024]
图2是实施例1中所述的聚合物前药的核磁共振氢谱。
[0025]
图3为聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子对活性氧响应药物释放率。
具体实施方式
[0026]
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0027]
实施例1
[0028]
聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子的制备方法，包括如下步骤：
[0029]
1)将20mg聚合物前药(i
‑
1，结构式i中的m＝7，n＝7，r为喜树碱，喜树碱通过羟基与聚合物连接)溶于2ml四氢呋喃中，制成浓度为10mg/ml的溶液a；
[0030]
2)将2mg粒径6nm的四氧化三铁纳米粒子均匀分散于2ml四氢呋喃中，制成浓度为1mg/ml分散液b；
[0031]
3)按体积比为1:1的比例将溶液a和分散液b混合，在50℃、氩气保护下搅拌反应5h；离心，收集沉淀物为聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子。
[0032]
本领域普通技术人员可知，通过上述反应，聚合物前药分子中的邻苯二酚基团与氧化铁纳米粒子表面的铁离子螯合，见图1。所述聚合物前药的核磁共振氢谱见图2。
[0033][0034]
r为喜树碱，所述喜树碱的结构如式ii所示：
[0035][0036]
实施例2
[0037]
聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子的制备方法，包括如下步骤：
[0038]
1)将聚合物前药(i
‑
2，结构式i中的m＝30，n＝10，r为第一种喜树碱衍生物iii，第一种喜树碱衍生物通过酚羟基与聚合物连接)溶于二甲基亚砜中，制成浓度为0.1mg/ml的溶液a；
[0039]
2)将粒径6nm的四氧化三铁纳米粒子均匀分散于二甲基亚砜中，制成浓度为10mg/ml分散液b；
[0040]
3)按体积比为10:1的比例将溶液a和分散液b混合，在20℃、氩气保护下搅拌反应24h；离心，收集沉淀物为聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子。
[0041]
实施例3
[0042]
聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子的制备方法，包括如下步骤：
[0043]
1)将聚合物前药(i
‑
3，结构式i中的m＝50，n＝5，r为第二种喜树碱衍生物iv，第二种喜树碱衍生物通过酚羟基与聚合物连接)溶于n,n
‑
二甲基甲酰胺中，制成浓度为10mg/ml的溶液a；
[0044]
2)将粒径6nm的四氧化三铁纳米粒子均匀分散于n,n
‑
二甲基甲酰胺中，制成浓度为0.1mg/ml分散液b；
[0045]
3)按体积比为0.1:1的比例将溶液a和分散液b混合，在60℃、氩气保护下搅拌反应1h；离心，收集沉淀物为聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子。
[0046]
实施例4
[0047]
聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子的制备方法，包括如下步骤：
[0048]
1)将聚合物前药(i
‑
4，结构式i中的m＝20，n＝4，r为第三种喜树碱衍生物v，第三种喜树碱衍生物通过羟基与聚合物连接)溶于四氢呋喃中，制成浓度为5mg/ml的溶液a；
[0049]
2)将粒径6nm的四氧化三铁纳米粒子均匀分散于四氢呋喃中，制成浓度为5mg/ml分散液b；
[0050]
3)按体积比为1:1的比例将溶液a和分散液b混合，在50℃、氮气保护下搅拌反应5h；离心，收集沉淀物为聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子。
[0051]
第一种喜树碱衍生物结构式如式iii所示、第二种喜树碱衍生物如式iv所示、第三种喜树碱衍生物如式v所示、
[0052][0053]
各实施例中的四氧化三铁纳米粒子，也可以选用三氧化二铁纳米粒子。
[0054]
实施例5
[0055]
药物释放实验。为证明本发明的聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子载药稳定性好、可对活性氧响应实现药物释放，采用光敏剂加光照的方式产活性氧。
[0056]
具体操作如下：
[0057]
实验分4组。
[0058]
第1组：取实施例1制备的聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子2.5mg均匀分散于2ml二氯甲烷中，得分散液；取0.25mg光敏剂焦脱镁叶绿酸
‑
a(ppa)溶于1ml二氯甲烷中得溶液，将上述分散液和溶液混合均匀，用激光(660nm，50mw/cm2)照射10分钟，离心取上清测定喜树碱的释放率；
[0059]
第2组：取实施例1制备的聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子2.5mg均匀分散于2ml二氯甲烷中，得分散液；取0.25mg光敏剂焦脱镁叶绿酸
‑
a(ppa)溶于1ml二氯甲烷中得溶液，将上述分散液和溶液混合均匀，置于避光环境下10分钟，离心取上清测定喜树碱的释放率；
[0060]
第3组：取实施例1制备的聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子2.5mg均匀分散于3ml二氯甲烷中，得分散液；用激光(660nm，50mw/cm2)照射10分钟，离心取上清测定喜树碱的释放率；
[0061]
第4组：取实施例1制备的聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子2.5mg均匀分散于3ml二氯甲烷中，得分散液；置于避光环境下10分钟，离心取上清测定喜树碱的释放率；
[0062]
结果如附图3所示，第1组可明显观测到喜树碱的释放，这是由于在光敏剂与激光照射同时存在时，可产生活性氧，证明本发明的聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子可对活性氧响应实现药物释放；而在第2、3、4组，只含光敏剂避光条件下或不加光敏剂条件下，无活性氧生成，几乎观测不到喜树碱的释放，证明本发明的聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子载药稳定性好。
[0063]
实验证明，实施例2、3、4制备的聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子，其载药稳定性与对活性氧响应实现药物释放的性能与实施例1制备的聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子相似。
[0064]
本发明的一种聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子。疏水性抗癌药物喜树碱或其衍生物，通过活性氧敏感硫酮键连接到聚合物上形成聚合物前药，并通过邻苯二酚基团与铁离子的螯合作用修饰到氧化铁纳米粒子表面。该聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子具有载药稳定性好的优势，在活性氧存在的条件下，硫酮键断裂，将喜树碱药物释放。本发明提供
的聚合物前药修饰的氧化铁纳米粒子可作为一种原材料，易于进一步制备纳米药物。