同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开的一种同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药及其制备方法与应用；前药(CPT‑ss‑PBYP‑hyd‑DOX)‑b‑PEEP可以在水溶液中自组装形成前药纳米粒子。疏水性药物喜树碱、阿霉素和含炔丙基的聚磷酸酯链段（PBYP）形成纳米粒子的核；亲水性乙基聚磷酸酯（PEEP）链段形成纳米粒子的外壳，起到稳定纳米粒子的作用；在谷胱甘肽条件下可发生二硫键氧化还原断裂，在酸性环境下腙键断裂，胶束被破坏，从而快速地释放出聚集在纳米粒子内部的疏水性抗癌药物。这类同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药具有“酸/还原”敏感性、生物相容和生物可降解性，并改善了抗肿瘤药物的亲水性，因而可以用作刺激敏感性抗肿瘤前药。

Proline and preparation method of polyphosphate ester bonded with camptothecin and doxorubicin and its preparation and Application

The invention discloses a kind of polyphosphate prodrug and its preparation method and application, and the precursor (CPT SS PBYP hyd DOX) B PEEP can self assemble and form precursor nanoparticles in aqueous solution. Hydrophobic drugs camptothecin, doxorubicin and propargyl - containing polyphosphate chain segment (PBYP) form the core of nanoparticles; hydrophilic ethyl polyphosphate (PEEP) chain forms the shell of nanoparticles to stabilize the nanoparticles. Under the condition of glutathione, the two sulfur bond redox fracture can be produced under the acidic environment. The hydrazone bond breaks and micelles are destroyed, thus releasing the hydrophobic anticancer drugs aggregated in the nanoparticles rapidly. This kind of concurrently camptothecin and adriamycin polyphosphate prodrugs have \acid / reduction\ sensitivity, biocompatibility and biodegradability, and improve the hydrophilicity of antitumor drugs, so it can be used as an antitumor antitumor drug to stimulate sensitivity.

【技术实现步骤摘要】
同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药及其制备方法与应用
本专利技术属于生物医用高分子材料领域，具体涉及一种同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药及其制备方法与应用。
技术介绍
多种药物的组合治疗可以提高对癌症的治疗效果，因为这种治疗方法可以有效地克服肿瘤细胞的多药耐药性。喜树碱（CPT）和阿霉素（DOX）是一组常见的组合药，它们都是拓扑异构酶的抑制剂。喜树碱和阿霉素分别作用于拓扑异构酶Ⅰ和Ⅱ，两种药的组合使用可以有效地促进细胞凋亡、阻碍细胞增殖，适当的比例时还可以达到协同治疗的效果。但是，这两种药物的缺点均表现为水溶性差、血液不稳定且对正常组织的毒副作用大，在临床上很难应用。传统的药物组合策略旨在通过最大量的给药，以达到最大化的治疗效果，并不同时重视药物的给药量和调度，以达到协同治疗的目的。因此，研究不同药物的组合治疗，择出较优的比例，以减少药物的使用量同时达到相同或更好的治疗效果，现已成为癌症治疗的热点，具有重要的发展前景和现实意义。与传统的药物释放体系相比，刺激响应性的药物载体具有一定的优点。表现为在特定的肿瘤环境刺激作用下，可以快速释放出所包载或者键合的药物，达到有效治疗的目的。这些刺激作用包括：pH值，光强，离子浓度，氧化还原介质等。根据药物的释放机制可以将其分为四大类：酶解、被动水解、pH响应以及还原响应性。在现有技术中，尽管已有一些关于喜树碱与阿霉素前药的报道，以及用于协同治疗肿瘤，但是，两种药物同时与聚合物键合，作为协同治疗的聚合物前药的报道并不多见，因此需要研发新的体系用于两种药物同时与聚合物键合；采用的聚合物应当具有良好的生物相容性和生物可降解性、良好的肿瘤微环境的刺激响应性，并且考虑到多种药剂治疗可在疾病细胞调节不同的信号通路，最大限度地提高治疗效果（即达到协同作用），并且可能克服耐药机制。同时，为了改善喜树碱和阿霉素的水溶性、增加其稳定性、降低毒副作用，需要寻求在细胞环境中具有响应性键合基团，使喜树碱和阿霉素同时键合到聚合物分子中，使聚合物前药在肿瘤部位作用时能及时有效地释放两种药物。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药，具有“酸/还原”双敏感性，该喜树碱-阿霉素-聚磷酸酯前药具有良好的生物相容性和抑制肿瘤细胞增殖的能力，可用作制备抗癌药物。为达到上述目的，本专利技术的总体构思是：以主链含有喜树碱、侧链含有炔基的聚磷酸酯与含叠氮端基及腙键修饰的阿霉素衍生物为原料，以无水N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，通过“点击”化学法，制备获得主链末端含喜树碱、侧链键合阿霉素的聚磷酸酯高分子前药，即同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药。具体为首先分别合成主链含有喜树碱、侧链含有炔基的聚磷酸酯和含叠氮端基及腙键修饰的阿霉素衍生物，通过炔基与叠氮基的“点击”化学反应，获得同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药。由于喜树碱衍生物分子中含有二硫键和醇羟基，其羟基可引发功能性环状磷酸酯单体聚合；阿霉素衍生物含叠氮基和腙键，因此，获得“酸/还原”双敏感的喜树碱-阿霉素-聚磷酸酯前药。本专利技术具体的技术方案为：一种同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药，由下列化学结构式表达：式中，x为1～68，m为28～68，n为33～80；Hyd代表腙键。上述前药的缩写为：(CPT-ss-PBYP-hyd-DOX)-b-PEEP。上述技术方案中，喜树碱通过二硫键基团与聚磷酸酯主链键合，阿霉素通过腙键与聚磷酸酯侧基键合，腙键化学结构式为=N-NH-；同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药在结构上含有的疏水性炔丙基聚磷酸酯（PBYP）链段及键合的喜树碱、阿霉素部分，在水相介质中，用于形成前药胶束的内核；而亲水性乙基聚磷酸酯（PEEP）部分在内核的外层，形成胶束的外壳，起到稳定胶束的作用。在谷胱甘肽条件下可发生二硫键氧化还原，释放出喜树碱；在肿瘤细胞的酸性环境下，腙键断裂，释放出阿霉素；最终，前药胶束被破坏，从而快速地释放出聚集在胶束内部的疏水性抗癌药物喜树碱和阿霉素。优选的技术方案中，同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药的数均分子量为1.11×104～2.64×104g/mol。本专利技术还公开了上述同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药的制备方法，包括以下步骤：（1）以喜树碱二硫醇化合物（CPT-ss-OH）为引发剂，在辛酸亚锡存在下，通过连续开环聚合BYP、EOP，获得主链含喜树碱、侧链含炔基的聚磷酸酯，称为CPT-ss-PBYP-b-PEEP无规共聚物；（2）惰性气体气氛条件下，在“点击”化学反应催化剂和配体的存在下，以主链含喜树碱、侧链含炔基的聚磷酸酯与含叠氮端基及腙键修饰的阿霉素（DOX）衍生物为原料，以无水N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，通过“点击”化学法，制备同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药。本专利技术还公开了主链含喜树碱、侧链含炔基的聚磷酸酯的制备方法，包括以下步骤：（1）以喜树碱二硫醇化合物（CPT-ss-OH）为引发剂，在辛酸亚锡存在下，通过连续开环聚合BYP、EOP，获得主链含喜树碱、侧链含炔基的聚磷酸酯。本专利技术公开了同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药纳米粒子及其制备方法，包括以下步骤：（1）以喜树碱二硫醇化合物为引发剂，在辛酸亚锡存在下，通过连续开环聚合BYP、EOP，获得主链含喜树碱、侧链含炔基的聚磷酸酯；（2）惰性气体气氛条件下，在“点击”化学反应催化剂和配体的存在下，以主链含喜树碱、侧链含炔基的聚磷酸酯与含叠氮端基及腙键修饰的阿霉素衍生物为原料，以无水N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，通过“点击”化学法，制备同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药；（3）将同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药与二甲亚砜（DMSO）、水混合搅拌3～6小时，得到同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药纳米粒子。本专利技术中，所述喜树碱二硫醇化合物的化学结构式为：，缩写为：CPT-ss-OH；所述含炔基的环状磷酸酯单体BYP的化学结构为：所述水溶性聚磷酸酯（PEEP）的单体EOP化学结构为：所述主链含喜树碱、侧链含炔基的聚磷酸酯的化学结构式为：缩写为：CPT-ss-PBYP-b-PEEPPBYP:PEEP（m∶n）的摩尔比为1∶(1～2.85)；所述含叠氮端基及腙键修饰的阿霉素（DOX）衍生物的结构式为：上述技术方案中，所述喜树碱二硫醇化合物、BYP、EOP的摩尔比为1∶（20～30）:（30～50）。上述技术方案中，连续开环聚合的温度为30℃，时间为12h。上述技术方案中，主链含喜树碱、侧链含炔基的聚磷酸酯与含叠氮端基及腙键修饰的阿霉素衍生物、“点击”化学反应催化剂、配体的摩尔比为1∶9∶9∶18；“点击”化学反应催化剂和配体的摩尔比为1∶（2～4）。上述技术方案中，惰性气体为氩气；“点击”化学反应的温度为25℃～45℃，反应的时间为20h～40h。上述技术方案中，“点击”化学反应催化剂选自氯化亚铜或溴化亚铜；配体选自：联吡啶、五甲基二亚乙基三胺、四甲基乙二胺或六甲基三亚乙基四胺中的一种。“点击”化学反应是一种新型、简单、高效、快速的合成方法，这种方法具有以下显著特点：(1)所用原料和试剂容易获得；(2)反应条件简单；(3)产率高；(4)立体选择性好；(5)产物净化技术简单；(6)产物稳定性好。众多的优点使得“点击本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药，其特征在于，由下列化学结构式表达：

【技术特征摘要】
1.一种同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药，其特征在于，由下列化学结构式表达：式中，x为1～68，m为28～68，n为33～80；hyd代表腙键。2.根据权利要求1所述同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药，其特征在于：所述同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药的数均分子量为1.11×104～2.64×104g/mol。3.权利要求1所述同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：惰性气体气氛条件下，在“点击”化学反应催化剂和配体的存在下，以主链含喜树碱、侧链含炔基的聚磷酸酯与含叠氮端基及腙键修饰的阿霉素衍生物为原料，以无水N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，通过“点击”化学法，制备同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药；所述主链含喜树碱、侧链含炔基的聚磷酸酯的化学结构式为：所述含叠氮端基及腙键修饰的阿霉素衍生物的结构式为：。4.根据权利要求3所述同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药的制备方法，其特征在于：所述惰性气体为氩气；所述“点击”化学反应催化剂选自氯化亚铜或溴化亚铜；所述配体选自联吡啶、五甲基二亚乙基三胺、四甲基乙二胺或六甲基三亚乙基四胺中的一种；所述“点击”化学反应的温度为25℃～45℃，反应时间为20h～40h。5.根据权利要求3所述同时键合喜树碱和阿霉素的聚磷酸酯前药的制备方法，其特征在于：首先以喜树碱二硫醇化合物为引发剂，在辛酸亚锡存在下，通过连续开环聚合BYP、EOP，获得主链含喜树碱、侧链含炔基的聚磷酸酯；再将主链含喜树碱、侧链含炔基的聚磷...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪沛红，董淑祥，何金林，张明祖，孙月，刘洁，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32