一种PEG化喜树碱长效缓释凝胶的制作方法

一种peg化喜树碱长效缓释凝胶
技术领域
1.本发明属于医药化工领域，具体涉及一种peg化喜树碱衍生物及其与多氨基化合物交联形成的长效缓释凝胶。


背景技术：

2.喜树碱由1966年美国的monroe e.wall博士从喜树的皮中分离得到，其在抗肿瘤活性上的优异表现引起了人们的广泛关注。它可以选择性抑制拓扑异构酶ⅰ，与topo
ⅰ‑
dna形成的复合物结合，稳定此复合物，从而使断裂的dna链不能重新接合，阻止dna复制及rna合成，为细胞周期s期特异性药物。另外，它还能直接破坏dna结构。实验证明，喜树碱对多种动物肿瘤有抑制作用，与常用抗肿瘤药物无交叉耐药。但是，其分子结构中喹琳环上氮的特殊碱性导致其水溶性差，不能直接用于人体的非肠道给药。同时由于喜树碱副作用大，体内半衰期短，体内残留时间长等缺点，使得其应用受到一定的限制。
3.与以往的常规剂型如片剂、胶囊、注射剂相比，缓释、控释制剂能够减少给药次数，改善患者的顺应性。尤其针对的是半衰期短的或者需要频繁给药的药物，可以减少服药次数，使药物浓度平稳，避免峰谷现象，有利于降低药物的毒副作用，增加药物治疗的稳定性和安全性。同时可以减少用药的总量，用较少的剂量达到更好的效果。
4.现有技术通过物理包埋或化学修饰方式，增强喜树碱的水溶性，延长消除时间，起到降低毒性提高药效的作用。
5.cn101352420b通过膜乳化法制备了装载羟基喜树碱的缓释微球，该专利制备的缓释微球能通过微导管直接在瘤体内注射方式给药，可实现靶向给药，降低枪击喜树碱的全身毒副作用，可以在体内存留30天左右。但其制备过程需要用到有机溶剂，对人体存在一定的刺激性。
6.cn106236699b介绍了“溶液喷涂”或“热熔挤出”工艺两种制备装载10-羟基喜树碱的体内植入物的制备方法，通过该方法制备植入剂能在体内缓慢释放hcpt，增强hcpt的药物作用，降低不良反应。同时植入剂能够直接与肿瘤接触，增加了肿瘤局部的药物浓度，降低了血中的药物浓度。但是该发明描述制备工艺复杂，且无法如微球药剂一样通过注射的方法植入体内，药物释放量较少，实际使用效果不理想。
7.cn101156854a通过将喜树碱及其衍生物组装在不同高分子层数的微胶囊中，以达成药物缓释的效果。该发明工艺简单，使用材料均为可降解材料，制备过程不存在化学反应，对人体影响较小。但该药剂在15小时左右就可以达到40％的药物释放率，药物释放太快，容易引起药物毒副作用。
8.相比于喜树碱药物，peg化喜树碱注射液，可以显著提高药物的水溶性，实现体内较长时间的循坏。临床试验显示，peg化喜树碱在体内的半衰期可以达到77小时左右(rowinsky ek等人，j clin oncol 21:148
–
157)。然而临床实验中，仍然需要多次给药以维持足够的药物浓度，而且全身给药会给健康器官带来较大的全身毒性。通过物理包埋凝胶可实现局部给药，以提高药物在肿瘤局部的浓度来降低药物的全身毒性，然而对于小分子
喜树碱药物来说，药物从凝胶中的释放速率较快，难以达到长期缓释的目的，例如喜树碱在琼脂凝胶的释放周期仅为两个小时左右(j.liu et al./european polymer journal 42(2006))。因此，为了提高喜树碱药物的抗肿瘤能力，迫切需要一种能在肿瘤局部长期缓释药物的方法。


技术实现要素：

9.本发明针对现有技术不足，提供了一种peg化喜树碱衍生物以及该peg化喜树碱衍生物与多氨基化合物原位交联形成的可注射性凝胶。可随着凝胶的降解实现药物缓慢释放，达到长期缓释药物的目的。
10.本发明具体技术方案如下：
11.一种peg化喜树碱衍生物，具有如下结构：其中n代表1～10的正整数，优选2～6的正整数。peg为醛基封端的星形多臂聚乙二醇。
12.优选的，所述醛基封端的星形多臂聚乙二醇的臂数为2-8，单臂分子量1000-5000da。
13.所述醛基选自芳香醛、烷基醛中的一种或几种，所述醛基与星形多臂聚乙二醇之间以酯键、醚键、酰胺键、氨酯键、亚胺键或脲键化学键连接，优选酰胺键或酯键连接。
14.本发明另一目的在于提供一种peg化喜树碱缓释凝胶，由本发明所述的peg化喜树碱衍生物和多氨基化合物原位交联而成。
15.优选的，所述多氨基化合物中氨基与peg化喜树碱衍生物中醛基的摩尔比为0.4～4.4:1，更优选1～4:1；所述多氨基化合物为聚赖氨酸或聚赖氨酸与聚乙烯亚胺的混合物，聚赖氨酸与聚乙烯亚胺的摩尔比为2～30:3，更优选2～10:3。
16.本发明所述的peg化喜树碱缓释凝胶，采用如下方法制备而成：将peg化喜树碱衍生物溶解在ph4-6缓冲液中，配制溶液；将多氨基化合物溶解在ph4-10缓冲液中，配制多氨基化合物溶液；将两者混合得到peg化喜树碱缓释凝胶。
17.所述peg化喜树碱衍生物溶液的质量体积百分浓度为2-30％，优选，10～20％；所述多氨基化合物溶液质量体积百分浓度为0.5-20％，优选1-5％。
18.本发明另一目的在于提供本发明所述的peg化喜树碱衍生物或peg化喜树碱在制备抗癌缓释药物中的应用。
19.本发明优点：
20.本发明通过可降解连接键将喜树碱偶联在peg上，同时通过peg端基功能化进一步与多氨基化合物化学偶联，实现原位凝胶。本发明所述peg化喜树碱凝胶具有长效缓释作用，显著减少药物突释，药物随降解而缓慢释放，周期长达一到三个月。
附图说明
21.图1为不同桥接链长的peg化喜树碱凝胶的药物缓释曲线。
22.图2为不同取代率的peg化喜树碱凝胶的药物缓释曲线。
23.图3为不同取代率的peg化喜树碱凝胶的在37℃的溶胀曲线。
具体实施方式
24.以下通过实施例说明本发明的具体步骤，但不受实施例限制。在本发明中所使用的术语，除非另有说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。
25.下面结合具体实施例并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。在以下实施例中，未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法。
26.实施例1 cpt-ooc(ch2)2cooh的合成
[0027][0028]
称取喜树碱(cpt-oh，174mg)、丁二酸酐(150mg)于50ml茄瓶中，再加入1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(dbu，0.23ml)，二氯甲烷(dcm)15ml，室温反应4h。加入盐酸水溶液猝灭反应，再加入大量二氯甲烷萃取，柱层析分离，得浅黄色粉末状固体114mg。1h nmr(400mhz,dmso-d6,)δ12.17(s,1h),8.69(s,1h),8.18(d,j＝8.5hz,1h),8.13(d,j＝8.2hz,1h),7.91
–
7.82(m,1h),7.72(t,j＝7.5hz,1h),7.13(s,1h),5.48(s,2h),5.30(s,2h),2.84
–
2.67(m,2h),2.47(m,2h),2.15(q,j＝7.4hz,2h),0.91(t,j＝7.4hz,3h).hrms(positive esi)m/z found(calcd for c
24h20
n2o7+h
+
):449.1344(449.1343).hrms(positive esi)m/z found(calcd for c
24h20
n2o
7-h
+
):447.1198(447.1198)。
[0029]
实施例2 cpt-ooc(ch2)3cooh的合成
[0030][0031]
称取喜树碱(cpt-oh，174mg)、戊二酸酐(171mg)于50ml茄瓶中，再加入1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(dbu，0.23ml)，二氯甲烷(dcm)15ml，室温反应4h。加入盐酸水溶液猝灭反应，再加入大量二氯甲烷萃取，柱层析分离，得浅黄色粉末状固体85mg。1h nmr(400mhz,dmso-d6,)δ12.00(s,1h),8.66(s,1h),8.16
–
8.08(m,2h),7.83(ddd,j＝8.4,6.8,
found(calcd for c
27h26
n2o7+h
+
):491.1812(491.1813)。
[0038]
实施例5 cpt-ooc(ch2)6cooh的合成：
[0039][0040]
称取喜树碱(cpt-oh，174mg)、辛二酸(261mg)、4-二甲氨基吡啶(dmap，183mg)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(edci，576mg)于50ml茄瓶中，再加入二氯甲烷(dcm)15ml，室温反应12h。加入盐酸水溶液猝灭反应，再加入大量二氯甲烷萃取，柱层析分离，得浅黄色粉末状固体96mg。1h nmr(400mhz,dmso-d6)δ11.88(s,1h),8.66(s,1h),8.11(t,j＝9.1hz,2h),7.83(t,j＝7.7hz,1h),7.68(t,j＝7.5hz,1h),7.01(s,1h),5.45(s,2h),5.27(s,2h),2.50(m,2h),2.11(m,4h),1.52(q,j＝7.3hz,2h),1.41(t,j＝7.3hz,2h),1.26(m,4h),0.88(t,j＝7.4hz,3h).hrms(positive esi)m/z found(calcd for c
28h28
n2o7+h
+
):505.1969(505.1969)。
[0041]
表1为实施例1-5具有不同连接键长的喜树碱衍生物的最大紫外吸收波长及吸光系数，结果表明对喜树碱的修饰未影响其它官能团结构。
[0042]
表1 cpt-ooc(ch2)ncooh的紫外吸收统计
[0043][0044]
实施例6 peg-(oh)7(cpt)1的合成
[0045]
称量1.00g peg(oh)8(八臂星形聚乙二醇，单臂分子量1875da)原料，分别将实施例1-5合成的喜树碱二酸酐衍生物，0.311g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(edc)和0.294g 4-二甲氨基吡啶加入到30ml二氯甲烷(dcm)中，常温搅拌12h。将反应溶液稀释于250ml dcm中，用250ml氯化钠水溶液水洗三次，接着浓缩后在乙醚中沉淀。最后，将得到的固体样品真空抽干称重得到产物。
[0046]
实施例7 peg-(p-phcho)7(ooc(ch2)2coocpt)1的合成
[0047]
将1.20g实施例6制得的peg-(oh)7(ooc(ch2)2coocpt)1，0.217g对甲酰基苯甲酸，0.374g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(edc)和0.353g 4-二甲氨基吡啶加入到30ml二氯甲烷(dcm)中，常温搅拌12h。将反应溶液稀释于250ml dcm中，用250ml氯化钠水溶液水洗三次，接着浓缩后在乙醚中沉淀。最后，将得到的固体样品真空抽干称重得0.835g产物。
[0048]
实施例8 peg-(p-phcho)7(ooc(ch2)3coocpt)1的合成
[0049]
将1.20g实施例6制得的peg-(oh)7(ooc(ch2)3coocpt)1，0.217g对甲酰基苯甲酸，，0.374g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(edc)和0.353g 4-二甲氨基吡啶加入到30ml二氯甲烷(dcm)中，常温搅拌12h。将反应溶液稀释于250ml dcm中，用250ml氯化钠水溶液水洗三次，接着浓缩后在乙醚中沉淀。最后，将得到的固体样品真空抽干称重得0.735g产物。
[0050]
实施例9 peg-(p-phcho)7(ooc(ch2)4coocpt)1的合成
[0051]
将1.653g实施例6制得的peg-(oh)7(ooc(ch2)4coocpt)1，0.298g对甲酰基苯甲酸，0.515g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(edc)和0.486g 4-二甲氨基吡啶加入到30ml二氯甲烷(dcm)中，常温搅拌12h。将反应溶液稀释于250ml dcm中，用250ml氯化钠水溶液水洗三次，接着浓缩后在乙醚中沉淀。最后，将得到的固体样品真空抽干称重得1.234g产物。
[0052]
实施例10 peg-(p-phcho)7(ooc(ch2)5coocpt)1的合成
[0053]
将1.587g实施例6制得的peg-(oh)7(ooc(ch2)5coocpt)1，0.287g对甲酰基苯甲酸，，0.494g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(edc)和0.466g 4-二甲氨基吡啶加入到30ml二氯甲烷(dcm)中，常温搅拌12h。将反应溶液稀释于250ml dcm中，用250ml氯化钠水溶液水洗三次，接着浓缩后在乙醚中沉淀三次。最后，将得到的固体样品真空抽干称重得0.922g产物。
[0054]
实施例11 peg-(p-phcho)7(ooc(ch2)6coocpt)1的合成
[0055]
将1.498g实施例6制得的peg-(oh)7(ooc(ch2)6coocpt)1，0.275g对甲酰基苯甲酸，0.466g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(edc)和0.440g 4-二甲氨基吡啶加入到30ml二氯甲烷(dcm)中，常温搅拌12h。将反应溶液稀释于250ml dcm中，用250ml氯化钠水溶液水洗三次，接着浓缩后在乙醚中沉淀三次。最后，将得到的固体样品真空抽干称重得0.967g产物。
[0056]
实施例12 peg-(oh)6(ooc(ch2)3coocpt)2的合成
[0057]
反应方程式：
[0058]
[0059]
将cpt-ooc(ch2)3cooh(206.8mg)、peg(oh)8(3.89g)、edci(4.887g)和dmap(2.926g)，放入圆底烧瓶中，加入二氯甲烷溶剂30ml，反应室温搅拌过夜。然后萃取水洗3次，并在乙醚中沉淀。最终得到产物2.9g。
[0060]
其中，化学位移为δ8.7,8.15,7.87,7.72,7.06为cpt芳基氢，δ5.50,5.31为cpt中亚甲基ch2的氢，δ2.15,0.92为cpt中ch2ch3的氢，δ2.60,2.40,1.79为cpt-ooc(ch2)3coo的ch2ch2ch2的氢，δ4.59为peg羟基的峰，δ4.11为peg中与羧基酯化生成的cooch2的氢。
[0061]
实施例13 peg-(p-phcho)6(ooc(ch2)3coocpt)2的合成
[0062]
将2.059g实施例12制得的喜树碱衍生物peg-(oh)6(ooc(ch2)3coocpt)2，0.588g对甲酰基苯甲酸(p-cba)，1.009g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(edc)和0.962g4-二甲氨基吡啶加入到二氯甲烷(dcm)中，搅拌12h。将反应溶液稀释于约250ml dcm中，用水洗三次，旋蒸浓缩后在乙醚中沉淀，最后，将得到的固体样品真空抽干称重得0.880g产物。
[0063]
实施例14 peg-(oh)4(ooc(ch2)3coocpt)4的合成
[0064]
反应方程式：
[0065][0066]
将cpt-ooc(ch2)3cooh(415.8mg,)、peg(oh)8(3.99g,)、edci(7.668g,)和dmap(5.8664g,48mmol)，放入圆底烧瓶中，加入二氯甲烷溶剂30ml，反应室温搅拌过夜。然后萃取水洗3次，并在乙醚中沉淀。最终得到产物3.6g。
[0067]
其中，化学位移为δ8.7,8.15,7.87,7.72,7.06为cpt芳基氢，δ5.50,5.31为cpt中亚甲基ch2的氢，δ2.15,0.92为cpt中ch2ch3的氢，δ2.60,2.40,1.79为cpt-ooc(ch2)3coo的ch2ch2ch2的氢，δ4.59为peg羟基的峰，δ4.11为peg中与羧基酯化生成的cooch2的氢。
[0068]
实施例15 peg-(p-phcho)4(ooc(ch2)3coocpt)4的合成
[0069]
将2.035g实施例14制得的喜树碱衍生物peg-(oh)4(ooc(ch2)3coocpt)4、0.370g对甲酰基苯甲酸(p-cba)，0.666g 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(edc)和0.634g4-二甲氨基吡啶加入到二氯甲烷(dcm)中，搅拌12h。将反应溶液稀释于约250ml dcm中，用水洗三次，旋蒸浓缩后在乙醚中沉淀，最后，将得到的固体样品真空抽干5h后称重得0.880g产物。
[0070]
表2为实施例7～11和实施例15偶联苯醛基及喜树碱的peg的h nmr关键化学位移，从化学位移比例关系确认了取代率，该工艺能精准的调控药物及交联官能团的比例。
[0071]
表2 peg-(p-phcho)n(ooc(ch2)ncoocpt)n的h nmr结果统计
[0072]