具有气泡生成功能的双载蒽环类药物及光敏剂的聚合物囊泡与制备制造技术

本发明专利技术涉及一种具有气泡生成功能的双载蒽环类药物及光敏剂的聚合物囊泡与制备。以两亲性三嵌段共聚物PCL‑b‑PEG‑b‑PCL为材料制备具有气泡生成功能的亲水内腔载蒽环类药物、疏水性膜层载光敏剂的pH/温度双重敏感性多功能聚合物囊泡。采用碳酸氢铵梯度主动载药法将蒽环类药物包载于亲水内腔中，在较低pH值或加热下碳酸氢铵能够分解产生二氧化碳气泡，破坏囊泡结构使包载的药物迅速释放。通过EPR靶向递送到肿瘤局部后，在光照下能显著提高蒽环类化疗药物对肿瘤的治疗作用。本发明专利技术聚合物囊泡可用作药物载体同时包载亲水和疏水性药物，并且结构稳定，具有良好的生物相容性和可降解性，在药物递送与可控释放、化疗联合光热治疗肿瘤方面具有广阔的应用前景。

Polymer vesicles and preparation of double anthracycline drugs and photosensitizers with the function of bubble formation

The invention relates to a polymer vesicle and preparation of a double-loaded anthracycline drug and a photosensitizer with the function of bubble formation. Hydrophilic intracavity-loaded anthracyclines and hydrophobic film-loaded photosensitizers were prepared by using amphiphilic triblock copolymer PCL_b_PEG_b_PCL as materials. Anthracyclines were encapsulated in hydrophilic cavities by gradient active drug loading with ammonium bicarbonate. Under lower pH value or heating, ammonium bicarbonate could decompose to produce carbon dioxide bubbles, destroying the vesicle structure and rapidly releasing the encapsulated drugs. After targeted delivery of EPR to the tumor, the effect of anthracycline chemotherapeutics on tumor can be significantly improved under light irradiation. The polymer vesicles of the invention can be used as drug carriers to simultaneously encapsulate hydrophilic and hydrophobic drugs, and have stable structure, good biocompatibility and biodegradability, and have broad application prospects in drug delivery, controlled release, chemotherapy and photothermal therapy for tumor.

【技术实现步骤摘要】
具有气泡生成功能的双载蒽环类药物及光敏剂的聚合物囊泡与制备
本专利技术涉及一种具有气泡生成功能的双载蒽环类药物及光敏剂的聚合物囊泡与制备，特别是一种具有气泡生成功能的亲水内腔载蒽环类药物、疏水性膜层载光敏剂的pH/温度双重敏感性多功能聚合物囊泡的制备及其应用。
技术介绍
近几十年来，恶性肿瘤具有越来越高的发病率，其发病年龄逐渐低龄化，严重威胁着人类的生命健康。化学治疗是临床上最常用的肿瘤治疗方式之一，随着近年来对化疗药物作用机理的深入研究，临床肿瘤治疗水平有很大提高。尽管如此，但化疗药物副作用较大，对肿瘤细胞造成损伤的同时也会对人体正常细胞造成不可逆损伤。为了降低其毒副作用，改善治疗效果，纳米药物载体已成为肿瘤化疗研究的热点领域，其中代表性的给药系统有脂质体、纳米粒、纳米乳、聚合物胶束、聚合物囊泡等。聚合物囊泡是一种新兴的自组装体，具有亲水性内腔和疏水性双分子膜层，能够同时包载亲水性和疏水性药物。其亲水性的内腔结构有利于包封水溶性治疗分子（药物、酶、蛋白质、多肽、DNA和RNA片段）；疏水性双分子膜层较厚，有利于包封脂溶性药物。同时，聚合物囊泡表面的亲水性外壳具有空间稳定作用及高通透性和滞留效应（EnhancedPermeabilityandRetention，EPR），可避免网状内皮系统的吞噬，延长药物在体内循环时间，增强被动靶向能力。随着近年来聚合物自组装技术的发展以及研究者们对纳米载体的深入研究，响应于肿瘤微环境的智能聚合物囊泡成为当前分子自组装新型药物载体研究的热点。利用智能聚合物囊泡对肿瘤微环境刺激的响应来控制药物释放，大大增加了肿瘤局部的药物浓度，达到药物的最佳治疗效果。纳米药物载体对肿瘤微环境的响应性在药物递送体系中有非常重要的意义。众所周知，正常组织的细胞外pH为7.4，细胞内7.2，血液循环过程中pH为7.4；而肿瘤组织局部缺氧，通过异常的能量代谢和对特定蛋白的自身调节导致局部pH降低到pH6.8以下，形成一个局部酸性微环境。药物载体如果能特异性地在肿瘤局部酸性微环境中释放，就能够提高药物释放对肿瘤组织的特异性，从而优化药物治疗效果。这些来自于组织内部的刺激我们称之为内在刺激，相似的，一些因外部诱导而促进负载药物的释放，如超声、加热或近红外照射等这一类刺激称之为外在刺激。这些内部与外部刺激均可作为刺激响应型药物载体的靶点，可被用于肿瘤的靶向治疗。原来的单功能型纳米载体逐渐发展为双重或多重响应型纳米载体，目前多重响应型多功能纳米载体受到研究者们的广泛关注。中国专利CN101940792A公开了PCL-b-PEG-b-PCL载疏水性药物聚合物囊泡及制备方法及用途。CN104771382A公开了一种亲水性内腔载蒽环类药物的聚合物囊泡的制备方法。但具有气泡生成功能的亲水性内腔载蒽环类药物、膜层载光敏剂的PCL-b-PEG-b-PCL聚合物囊泡目前还未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有气泡生成功能的双载蒽环类药物及光敏剂的聚合物囊泡与制备，特别是一种具有气泡生成功能的亲水内腔载蒽环类药物、疏水性膜层载光敏剂的pH/温度双重敏感性多功能聚合物囊泡的制备及其应用。本专利技术通过薄膜水化超声法将光敏剂包载于囊泡的疏水膜层中，然后采用碳酸氢铵梯度主动载药法将蒽环类药物包载于囊泡的亲水内腔中，在较低pH值或加热下囊泡内腔的碳酸氢铵能够分解产生二氧化碳气泡，破坏囊泡结构使包载的药物迅速释放。其外壳的PEG层赋予聚合物囊泡长循环和空间稳定性，并且粒径较小（200-300nm），能通过EPR效应实现肿瘤部位高效富集，通过肿瘤微环境pH和温度双重响应快速释放药物而发挥作用。本专利技术通过将广谱抗癌的蒽环类药物与疏水性药物（如光敏剂ICG）包载于具有气泡生成功能的囊泡中，利用肿瘤局部pH响应性及ICG吸收光热能量产生的温度变化来控制药物释放，实现化疗协同光热治疗的效果最大化。本专利技术可实现化疗药物与疏水性药物的共包载、环境响应触发释药以及对肿瘤的光热-化疗联合治疗。本专利技术提供的具有气泡生成功能的双载蒽环类药物及光敏剂的聚合物囊泡的制备方法包括的步骤：1）将PCL8000-b-PEG8000-b-PCL8000两亲性三嵌段共聚物与疏水性药物共混溶于二氯甲烷中，在旋转蒸发仪中旋转蒸发除去二氯甲烷，在反应器内壁形成一层均匀的薄膜，抽真空16小时，除去残余有机溶剂；2）向反应器中加入浓度为300mM的碳酸氢铵水溶液，所述PCL8000-b-PEG8000-b-PCL8000两亲性三嵌段共聚物与碳酸氢铵水溶液的比为4mg:1mL，于65℃水化5h，放置至室温，冰浴下超声，得到载有疏水性药物的聚合物囊泡分散液；3）将上述分散液移入MWCO8000-14000Da的透析袋中，放在pH7.4的浓度为300mM的蔗糖水溶液中透析14小时，得透析后的载有疏水性药物的聚合物囊泡分散液；4）将蒽环类药物溶于去离子水中（浓度15mg/mL），加入到载光敏剂聚合物囊泡分散液中，在65℃搅拌1.5h；冷却至室温，移入MWCO8000-14000Da的透析袋中，放在pH7.4的PBS溶液中透析12小时，除去游离的水溶性蒽环类药物，即得具有气泡生成功能的亲水性内腔载蒽环类药物、膜层载光敏剂的聚合物囊泡。PCL8000-b-PEG8000-b-PCL8000两亲性三嵌段共聚物采用已知的方法制备，PEG亲水链段分子量≤35%±10%。pH值用10mM组氨酸水溶液进行调节。具有气泡生成功能的亲水性内腔载蒽环类药物、膜层载光敏剂的聚合物囊泡的粒径为200-300nm。水溶性蒽环类药物优选为柔红霉素、阿霉素、阿柔比星、表阿霉素、伊达比星或米托蒽醌。光敏剂如吲哚菁绿（ICG）、七甲川花菁类荧光小分子IR780、二氢卟吩（Ce6）、卟啉类。上述方法制备的具有气泡生成功能的亲水性内腔载蒽环类药物、膜层载光敏剂的pH/温度双重敏感性多功能聚合物囊泡，在制备用于包载亲水性或疏水性药物的药物载体中的应用，以及在制备用于肿瘤治疗、尤其是化疗协同光热治疗抑制肿瘤提高疗效的药物的应用。本专利技术所制备的具有气泡生成功能的亲水性内腔载蒽环类药物、疏水性膜层载光敏剂的聚合物囊泡可通过pH与温度双重响应控释药物。亲水性PEG外壳使得囊泡具有长循环特性和空间稳定作用，能通过EPR作用靶向富集到肿瘤局部，光热作用促进肿瘤细胞内吞聚合物囊泡，肿瘤细胞内低pH及光热作用促进聚合物囊泡产生气泡从而破坏囊泡结构并触发释放药物，化疗协同光热治疗能够更好地杀伤肿瘤细胞，并可通过光敏剂可视化药物载体在体内的递送过程。本专利技术以生物相容性好并且可生物降解的聚酯类两亲性嵌段共聚物PCL8000-b-PEG8000-b-PCL8000制备的多功能聚合物囊泡，其在体内是完全可生物降解的，降解后不产生对生物有害的物质。所构建的可产生气泡、共递释化疗药物与光敏剂的pH/温度敏感聚合物囊泡作为一种多功能药物载体，为肿瘤的靶向递送、触发可控释药、化疗协同光热治疗提供了新技术和方法。总之，本专利技术具有以下突出的实质性特点：1）本专利技术所制备的具有气泡生成功能的双载蒽环类药物及光敏剂的聚合物囊泡在生理条件下稳定，在酸性或加热环境下囊泡内部包载的碳酸氢铵能够分解产生二氧化碳气泡，破坏囊泡结构从而促进药物释放，因此具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有气泡生成功能的双载蒽环类药物及光敏剂的聚合物囊泡得的制备方法，包括的步骤：1）将PCL8000‑b‑PEG8000‑b‑PCL8000两亲性三嵌段共聚物与疏水性药物共混溶于二氯甲烷中，在旋转蒸发仪中旋转蒸发除去二氯甲烷，在反应器内壁形成一层均匀的薄膜，抽真空16小时，除去残余有机溶剂；其特征在于：2）向反应器中加入浓度为300 mM的碳酸氢铵水溶液，所述PCL8000‑b‑PEG8000‑b‑PCL8000两亲性三嵌段共聚物与碳酸氢铵水溶液的质量与体积比为：4 mg:1 mL，于65℃水化5 h，放置至室温，冰浴下超声，得到载有疏水性药物的聚合物囊泡分散液；3）将上述分散液移入MWCO8000‑14000 Da的透析袋中，放在pH7.4的浓度为300 mM的蔗糖水溶液中透析14小时,得透析后的载有疏水性药物的聚合物囊泡分散液；4）将蒽环类药物溶于去离子水中，浓度15 mg/mL，加入到载光敏剂聚合物囊泡分散液中，在65℃搅拌1.5 h；冷却至室温，移入MWCO8000‑14000 Da的透析袋中，放在pH7.4的PBS溶液中透析12小时，除去游离的水溶性蒽环类药物，即得具有气泡生成功能的亲水性内腔载蒽环类药物、膜层载光敏剂的聚合物囊泡。...

【技术特征摘要】
1.一种具有气泡生成功能的双载蒽环类药物及光敏剂的聚合物囊泡得的制备方法，包括的步骤：1）将PCL8000-b-PEG8000-b-PCL8000两亲性三嵌段共聚物与疏水性药物共混溶于二氯甲烷中，在旋转蒸发仪中旋转蒸发除去二氯甲烷，在反应器内壁形成一层均匀的薄膜，抽真空16小时，除去残余有机溶剂；其特征在于：2）向反应器中加入浓度为300mM的碳酸氢铵水溶液，所述PCL8000-b-PEG8000-b-PCL8000两亲性三嵌段共聚物与碳酸氢铵水溶液的质量与体积比为：4mg:1mL，于65℃水化5h，放置至室温，冰浴下超声，得到载有疏水性药物的聚合物囊泡分散液；3）将上述分散液移入MWCO8000-14000Da的透析袋中，放在pH7.4的浓度为300mM的蔗糖水溶液中透析14小时,得透析后的载有疏水性药物的聚合物囊泡分散液；4）将蒽环类药物溶于去离子水中，浓度15mg/mL，加入到载光敏剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱敦皖，张琳华，樊帆，秦玉，黄晨露，
申请(专利权)人：中国医学科学院生物医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12