一种pH和CD44受体靶向双响应释药水凝胶及其制备方法和应用与流程

本发明属于生物医药，尤其涉及一种ph和cd44受体靶向双响应释药水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、壳聚糖(chitosan，聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-b-d葡萄糖)是甲壳素(chitin，聚-2-乙酰-氨基-β(1，4)-d-葡萄糖)的脱乙酰基产物壳。甲壳素广泛存在蟹、虾等低等动物以及藻类、真菌等低等植物中，含量极其丰富，自然界每年产量约在1010t～1011t，是仅次于纤维素的第二大多糖。作为甲壳素的衍生物，壳聚糖是唯一天然存在的阳离子多糖。通常情况下，壳聚糖呈一种白色、无味的半透明固体，平均分子质量一般从几万至数百万不等。不溶于水和一般有机试剂，只有在醋酸溶液中，壳聚糖中的氨基葡萄糖单元上的游离氨基被质子化以后才能被溶解。壳聚糖具有生物相容性好，且能被生物降解，降解产物无毒性，其衍生物具有许多独特的化学和生物特性，适合作为药物的控缓释载体，被广泛用于制剂研究。壳聚糖容易进行如酰基化、羧基化、醚化、n-烷基化、酯化、水解等改性。由于壳聚糖具有带阳离子的氨基，因此，壳聚糖在药物控制释放载体、色谱分离填料和水处理剂等方面有着巨大的应用前景。

2、透明质酸(hyaluronic acid，缩写为“ha”)是一种高分子的聚合物，分子式：(c14h21no11)n。其基本结构是由两个双糖单位d-葡萄糖醛酸及n-乙酰葡糖胺组成的大型多糖类。与其它粘多糖不同，它不含硫，是一种在生物体内广泛存在的天然线性糖胺多糖，其化学结构式如图1所示。其可广泛分布在哺乳动物的骨髓细胞外基质和疏松结缔组织中，而作为透明质酸受体cd44是一种跨膜糖蛋白，与细胞的迁移、增殖、分化、黏附和基因表达等有着重要关系。cd44基因位于人类第11号染色体的短臂上，视其外显子的转录片段是否参与选择性拼接分为正常型cd44(cd44s)和变异型cd44(cd44v)。cd44作为ha受体之一，在多种恶性肿瘤如乳腺癌、皮肤癌、卵巢癌等细胞表面都高度表达，ha可以通过与cd44受体的特异性结合，通过受体-配体机制实现靶向药物递送的目的。综合ha和纳米给药系统的优点，对开发靶向纳米给药系统(ndds)的药物载体具有较高的实用价值。

3、5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil；5-fu)是一种尿嘧啶的类似物(nucleosideantimetabolite/analog)，是一种有效的抗肿瘤药，对增殖性细胞各项均有杀伤性作用。5-fluorouracil通过抑制胸苷酸合成酶影响嘧啶的合成，从而耗尽细胞内dttp池。5-fluorouracil诱导细胞凋亡(apoptosis)，可用作化学敏化剂。5-fluorouracil还可抑制hiv病毒。5-fluorouracil(5-fu)可破坏外泌体特异性的rrna。其化学结构式如下图2所示。

4、5-氟尿嘧啶在1957年由heidelberger合成，为嘧啶类的氟化物，属于抗代谢抗肿瘤药，对增殖性细胞各项均有杀伤性作用。体内过程：本品在体内吸收不规则，口服后20分钟血药浓度达最高峰值。静脉给药后药物浓度迅速下降，半衰期仅为15～20分钟，24小时后大部分消失。10～30％从尿中排出，30～60％分解后以co2的形式由呼吸道排出。适用于宫颈癌，乳腺癌，结肠癌，直肠癌，胃癌，肝癌，卵巢癌，膀胱癌，前列腺癌和头颈部肿瘤，也可作为放射治疗的增敏剂。局部应用还可以治疗基底细胞癌，和某些恶性皮肤病。使用5-氟尿嘧啶水凝胶局部治疗可以在较小的用药剂量上在局部维持相对较长时间的较高的血药浓度，可以显著降低全身血药浓度及用药剂量，达到肿瘤靶向治疗的目的。

5、目前，尚没有一种靶向性好、制备方法简单的载药系统。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种ph和cd44受体靶向双响应释药水凝胶及其制备方法和应用。本发明提供的ph和cd44受体靶向双响应释药水凝胶通过离子交联法制得，操作简便易行；能够显著提高药物载体靶向性，使药物富集于肿瘤组织，从而更好地杀死肿瘤细胞。

2、本发明提供了一种ph和cd44受体靶向双响应释药水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

3、1)将醛基化透明质酸、药物溶于水中获得醛基化透明质酸-药物溶液；

4、2)将步骤1)获得的醛基化透明质酸-药物溶液与n-羧乙基壳聚糖溶液混合获得ph和cd44受体靶向双响应释药水凝胶。

5、优选的，步骤1)中所述药物为5-氟尿嘧啶，所述醛基化透明质酸-药物溶液中5-氟尿嘧啶的浓度为1～5mg/ml。

6、优选的，步骤1)中所述醛基化透明质酸-药物溶液中醛基化透明质酸的浓度为25～50mg/ml。

7、优选的，步骤1)将醛基化透明质酸、药物溶于水后，进行超声处理，所述超声处理的功率为80～120w，所述超声处理的时间为0.5～1.5h；所述超声处理过程中伴随搅拌。

8、优选的，所述醛基化透明质酸的制备方法包括以下步骤：

9、s1)将透明质酸溶于ph为5.8～6.2的水中获得透明质酸溶液；

10、s2)将所述透明质酸溶液与高碘酸钠溶液混合反应后，加入乙二醇终止反应，获得醛基化透明质酸。

11、优选的，步骤s1)中透明质酸和水的比例为1.5g:(100～200)ml。

12、优选的，所述高碘酸钠溶液的浓度为0.4～0.6mol/l，所述高碘酸钠溶液与步骤s1)中水的体积比为1：(15～25)。

13、优选的，所述透明质酸溶液与高碘酸钠溶液混合反应的温度为15～25℃，时间为2～4h，所述混合反应的过程中进行避光搅拌。

14、本发明提供了所述的制备方法制备获得的ph和cd44受体靶向双响应释药水凝胶。

15、本发明提供的所述ph和cd44受体靶向双响应释药水凝胶在制备靶向抗肿瘤药物中的应用。

16、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

17、本发明以天然大分子壳聚糖和透明质酸为主要原料，制备出n-羧乙基壳聚糖复合醛基化透明质酸(cec&haald)。本发明能够使haald与药物形成的包合物溶液与cec溶液混合后，快速形成原位凝胶。该凝胶以点击化学的方式制备，具有良好的自愈合性能；酸性的肿瘤微环境能够使复发的肿瘤及循环肿瘤细胞触发ph响应水凝胶的降解，本发明制备的水凝胶将ph响应和cd44受体靶向相结合，能够更加精准的靶向患处并在患处释放治疗药物，在肿瘤治疗及药物控释的方面具有广阔的应用前景；且使用的原料均是生物相容性好、毒副作用低的可降解材料，对人体的副作用极低。

18、在本发明的制备过程中，醛基化透明质酸中含有大量的醛基，而cec含有大量的氨基基团；醛基与氨基发生席夫碱反应的条件简单，原子利用率高，唯一副产物为水，合成反应迅速。

19、本发明提供的ph和cd44受体靶向双响应释药水凝胶透明无色，不影响应用时观察周围组织情况，凝胶网络的形成也能够对药物分子起到很好的控制释放作用。

20、本发明提供的ph和cd44受体靶向双响应释药水凝胶使用范围较广，既可在术中即时用于肿瘤切除创面可注射原位成胶靶向杀灭残余肿瘤细胞，减少复发转移风险，又可局部无创注射于实体瘤“靶向”给药，能够不经过生物屏障例如颅内肿瘤直达病患部位用于鼻腔或皮肤给药。