一种改性聚轮烷、基于聚轮烷的载药胶束及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于生物医药的技术领域，公开了一种改性聚轮烷、基于聚轮烷的载药胶束及其制备方法与应用。胶束的制备方法为：(1)制备亲水改性聚轮烷：聚轮烷中环糊精单元的羟基与改性剂反应；改性剂为二酸酐；(2)在水中，将亲水改性聚轮烷与肿瘤靶向配体单元进行酰胺化反应，获得两亲性接枝产物；(3)将疏水性抗肿瘤药物包埋于两亲性接枝产物中形成胶束，得到聚轮烷载药胶束。聚轮烷是由活化酯改性聚乙二醇与环糊精混合制备准聚轮烷，由含氨基的封端剂封端得到。本发明专利技术的胶束结构稳定，能负载疏水性药物，药物包载能力好，包封率高，而且具有靶向性，同时本发明专利技术的胶束具有极低的细胞毒性和良好的血液相容性。

Modified polyalkanes, drug loaded micelles based on polyalkanes and their preparation methods and Applications

The invention belongs to the technical field of biomedicine, and discloses a modified polyrotane, a drug-loading micelle based on polyrotane, a preparation method and application thereof. The preparation methods of micelles are as follows: (1) preparation of hydrophilic modified polyrotaxane: hydroxyl group of cyclodextrin unit in polyrotaxane reacts with modifier; modifier is diacid anhydride; (2) amidation reaction of hydrophilic modified polyrotaxane with tumor-targeted ligand unit in water to obtain amphiphilic graft products; (3) embedding hydrophobic antitumor drugs Micelles were formed in the two affinity graft products, and the drug loaded micelles were obtained. Polyrotaxanes are prepared by mixing polyethylene glycol modified by activated ester with cyclodextrin to form quasi-polyrotaxanes, which are capped by end-capping agents containing amino groups. The micelle of the invention has stable structure, can load hydrophobic drugs, good drug encapsulation ability, high encapsulation efficiency and targeting property, and the micelle of the invention has extremely low cytotoxicity and good blood compatibility.

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚轮烷、基于聚轮烷的载药胶束及其制备方法与应用
本专利技术属于生物医药材料的
，具体涉及一种改性聚轮烷、基于聚轮烷的靶向载药胶束及其制备方法与应用。
技术介绍
恶性肿瘤是严重危害人类生命健康的重大疾病之一，据统计当前恶性肿瘤的新增病例和死亡病例逐年都在增加，形势严峻。肿瘤治疗的主要手段有手术治疗、放疗、化疗等，其中化疗的应用最为广泛。但化疗作为一种全身性的治疗方式，在治疗过程中缺乏靶向性和选择性，导致严重的毒副作用。此外，有些化疗药物还存在溶解度低，稳定性差等问题，这些都严重地限制了它们的临床应用。目前由两亲性聚合物自组装形成的具有核壳结构的纳米胶束可广泛应用于包括小分子、蛋白和基因在内的药物递送体系。通过将传统的化疗药物分子经包埋、吸附或者共价键合的形式，负载在聚合物胶束中，能够降低小分子药物的毒副作用、延长药物在体内的循环时间、实现对药物的控释和缓释以及药物的靶向递送。目前，已有多个聚合物胶束制剂被应用于临床或处于不同的临床试验阶段，如载紫杉醇的聚乙二醇(PEG)-聚乳酸聚合物胶束(-PM)，载阿霉素的PEG-聚天冬氨酸聚合物胶束(NK911)，载SN-38(伊立替康活性代谢物)的PEG-聚谷氨酸聚合物胶束(NK012)等，但其大多缺乏主动靶向性。与普通胶束相比，具有主动靶向性的胶束有着更优异的体内外表现。因此，开发出具有肿瘤主动靶向性、稳定并且具有良好生物相容性的聚合物胶束体系对肿瘤治疗具有重大意义。聚轮烷有着独特的自组装过程及良好的性能可调性，在作为药物载体方面具有结构上的优势。在药物应用方面，人们一般通过将PEG/α-环糊精主客体自组装成聚轮烷超分子体系，利用α-环糊精接枝药物，但是聚轮烷的载药率，药物的包封率并不高，而且只能接枝可与环糊精反应的药物。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺点和不足之处，本专利技术的目的在于提供一种改性聚轮烷及其制备方法。本专利技术利用活化酯改性聚乙二醇与环糊精共混，制成准聚轮烷；然后通过强疏水性分子封端形成聚轮烷。本专利技术在形成准聚轮烷之前，先将聚乙二醇通过活化酯改性，这样更有利于利用强疏水性分子封端，提高准聚轮烷封端效率，而且本专利技术的封端剂使得所制备的聚轮烷具有两亲性，更有利于诱导载药胶束的形成，提高载药率和包封率。为了明显提高载药胶束的肿瘤化疗的高效性和靶向性，本专利技术的另一目的在于提供一种基于聚轮烷的肿瘤靶向载药胶束及其制备方法。本专利技术的再一目的在于提供上述基于聚轮烷的肿瘤靶向载药胶束在生物医药领域的应用，特别在药物递释方面的应用。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种改性聚轮烷的制备方法，包括以下步骤：(1)制备准聚轮烷(PPR)：以水为介质，将活化酯改性聚乙二醇与α-环糊精混合，干燥，得到准聚轮烷；(2)制备聚轮烷(PR)：在碱性催化剂的作用下，将准聚轮烷与封端剂进行反应，得到聚轮烷即改性聚轮烷；所述封端剂为含氨基的封端剂。所述含氨基的封端剂为氨基改性胆酸或氨基改性胆固醇，即胆酸经过改性含有氨基，胆固醇经过改性含有氨基。步骤(1)中所述活化酯改性聚乙二醇的结构为活化酯改性聚乙二醇是由聚乙二醇与对硝基苯基氯甲酸酯反应得到。聚乙二醇的重均分子量优选为2000～5000。步骤(1)中准聚轮烷(PPR)的具体制备步骤为：将活化酯改性聚乙二醇溶于水中，获得水溶液；然后将水溶液滴加入α-环糊精的饱和水溶液中，混合均匀，超声处理，室温搅拌，收集沉淀物，干燥，得到准聚轮烷。所述超声处理的时间为1～2h，超声的功率为100～200W；所述室温搅拌的时间为12～24h，室温搅拌的转速为300～600rpm；所述干燥为冷冻干燥。步骤(2)中所述氨基改性胆酸是将胆酸与小分子醇反应制得胆酸酯，然后将胆酸酯与二胺化合物反应，获得氨基改性胆酸；所述小分子醇优选为甲醇，所述二胺化合物优选为乙二胺；步骤(2)中所述氨基改性胆固醇是将氯甲酸胆固醇酯(胆固醇甲酰氯)与二胺化合物反应，获得氨基改性胆固醇；所述二胺化合物优选为乙二胺；步骤(2)中所述反应在有机溶剂中进行，所述有机溶剂优选为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)；所述碱性催化剂优选为三乙胺；步骤(2)中聚轮烷(PR)的具体制备步骤为：将封端剂溶于有机溶剂配成溶液；然后将溶液滴入准聚轮烷中，搅拌混匀，加入催化剂，超声处理，加热反应，沉淀，纯化，干燥，得到聚轮烷；所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，所述催化剂为三乙胺，所述超声处理的时间为1～2h，超声的功率为100～200W；所述加热反应的温度为40～60℃，反应的时间为24～36h；所述沉淀的沉淀剂为乙醚；所述纯化是指将沉淀物用二甲基亚砜(DMSO)溶解，然后在水中沉淀，再溶解，再沉淀，如此重复多次，得到纯化产物；所述干燥为冷冻干燥；步骤(1)中活化酯改性聚乙二醇与α-环糊精的摩尔比优选为1:(15～25)；步骤(2)中准聚轮烷PPR中的活化酯单元(活化酯单元是指活化酯改性聚乙二醇中对硝基苯酚甲酯基团即聚乙二醇与对硝基苯基氯甲酸酯反应所生成的端基基团)与封端剂的摩尔比优选为1:(1.5～3)；步骤(2)中碱性催化剂的摩尔量优选为准聚轮烷PPR中的活化酯单元摩尔量的5～20％。所述改性聚轮烷通过上述制备方法得到。所述改性聚轮烷在药物载体中的应用。一种基于聚轮烷的肿瘤靶向载药胶束的制备方法，包括以下步骤：(S1)制备亲水改性聚轮烷(SCPR)：在催化剂的作用下，将聚轮烷与改性剂进行反应，得到亲水改性聚轮烷；所述反应是指聚轮烷中环糊精单元的羟基与改性剂的反应；所述改性剂为二酸酐，所述二酸酐优选为丁二酸酐；所述聚轮烷为上述改性聚轮烷；(S2)接枝肿瘤靶向配体单元(SCPR-GlcN)：在水中，将亲水改性聚轮烷与肿瘤靶向配体单元进行酰胺化反应，获得两亲性接枝产物；所述肿瘤靶向配体单元为含有氨基的配体单元；所述反应是指亲水改性聚轮烷中与环糊精单元连接的羧酸与肿瘤靶向配体单元的反应；(S3)制备聚轮烷载药胶束：将疏水性抗肿瘤药物包埋于两亲性接枝产物中形成胶束，得到聚轮烷载药胶束。步骤(S1)中所述催化剂为吡啶，所述反应是指室温反应24～36h；所述反应需在溶剂中进行，溶剂为吡啶；反应完后，产物需进行沉淀，洗涤，干燥；所述沉淀的沉淀剂为乙醚，所述干燥为真空干燥；步骤(S2)中所述酰胺反应具体步骤为：以水为介质，在酸性条件下，将亲水改性聚轮烷在活化催化体系的作用下进行活化，得到活化体系(活化产物)；然后将活化体系与肿瘤靶向配体单元反应，透析，干燥，得到两亲性接枝产物；所述酸性条件是指pH为5～6，特别是指调节亲水改性聚轮烷在水中形成的溶液pH为5～6；所述活化时间为0.5～1h，所述活化催化体系为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)体系或EDC与1-羟基苯并三唑(HOBt)体系；活化体系与肿瘤靶向配体单元混合后需调节pH为7～8；所述反应为室温反应，反应的时间为24～36h；所述透析的时间为3～5天，透析的截留分子量MWCO:3500；所述干燥为冷冻干燥；亲水改性聚轮烷与水的质量体积比为(1～15)mg:1mL。亲水改性聚轮烷中羧酸单元与活化催化体系中每一物质(如：EDC、NHS)的摩尔比均优选为1:(3～5)。步骤(S2)中所述亲水改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性聚轮烷的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)制备准聚轮烷：以水为介质，将活化酯改性聚乙二醇与α‑环糊精混合，干燥，得到准聚轮烷；(2)制备聚轮烷：在碱性催化剂的作用下，将准聚轮烷与封端剂进行反应，得到聚轮烷即改性聚轮烷；所述封端剂为含氨基的封端剂。

【技术特征摘要】
1.一种改性聚轮烷的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)制备准聚轮烷：以水为介质，将活化酯改性聚乙二醇与α-环糊精混合，干燥，得到准聚轮烷；(2)制备聚轮烷：在碱性催化剂的作用下，将准聚轮烷与封端剂进行反应，得到聚轮烷即改性聚轮烷；所述封端剂为含氨基的封端剂。2.根据权利要求1所述改性聚轮烷的制备方法，其特征在于：所述含氨基的封端剂为氨基改性胆酸或氨基改性胆固醇，即胆酸经过改性含有氨基，胆固醇经过改性含有氨基；步骤(1)中所述活化酯改性聚乙二醇的结构为3.根据权利要求1所述改性聚轮烷的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述氨基改性胆酸是将胆酸与小分子醇反应制得胆酸酯，然后将胆酸酯与二胺化合物反应，获得氨基改性胆酸；步骤(2)中所述氨基改性胆固醇是将氯甲酸胆固醇酯与二胺化合物反应，获得氨基改性胆固醇；步骤(1)中活化酯改性聚乙二醇与α-环糊精的摩尔比为1:(15～25)；步骤(2)中准聚轮烷中的活化酯单元与封端剂的摩尔比为1:(1.5～3)；活化酯单元是指活化酯改性聚乙二醇中对硝基苯酚甲酯基团即聚乙二醇与对硝基苯基氯甲酸酯反应所生成的端基基团；步骤(2)中所述反应在有机溶剂中进行，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述碱性催化剂为三乙胺。4.根据权利要求3所述改性聚轮烷的制备方法，其特征在于：步骤(2)中氨基改性胆酸中所述小分子醇为甲醇，所述二胺化合物为乙二胺；氨基改性胆固醇中所述二胺化合物为乙二胺。5.一种由权利要求1～4任一项所述制备方法得到的改性聚轮烷在药物载体中的应用。6.一种基于聚轮烷的肿瘤靶向载药胶束的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(S1)制备亲水改性聚轮烷：在催化剂的作用下，将聚轮烷与改性剂进行反应，得到亲水改性聚轮烷；所述反应是指聚轮烷中环糊精单元的羟基与改性剂的反应；所述改性剂为二酸酐；所述聚轮烷为权利要求1～4任一项所述制备方法得到的改性聚轮烷；(S2)接枝肿瘤靶向配体单元：在水中，将亲水改性聚轮烷与肿瘤靶向配体单元进行酰胺化反应，获得两亲性接枝产物；所述肿瘤靶向配体单元为含有氨基的配体单元；所述反应是指亲水改性聚轮烷中与环糊精单元连接的羧酸与肿瘤靶向配体单元的反应；(S3)制备聚轮烷载药胶束：将疏水性抗肿瘤药物包埋于两亲性接枝产物中形成胶束，...

【专利技术属性】
技术研发人员：任力，刘卅，贾永光，金家宏，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44