一种铂类抗肿瘤前体药物，其纳米水凝胶药物及其制备方法技术

本发明专利技术属于生物医药技术领域，具体为一种铂类抗肿瘤前体药物，其纳米水凝胶药物及其制备方法。本发明专利技术的前体药物是利用抗肿瘤的铂类药物经双氧水氧化为Pt(IV)的六配体配合物，再与含有双键的酸酐或羧酸反应得到。该前体药物可以自聚合，或和其他亲水性单体共聚，制备高载药量的药物微球。该微球粒径均匀，大小可调控，通过使用稳定剂可以在水溶液中保持长期的稳定性。本发明专利技术制备工艺简洁，得到的纳米水凝胶药物载体具有谷胱甘肽刺激响应性，使得纳米水凝胶在肿瘤细胞外低谷胱甘肽浓度的环境中保持稳定，长时间循环，很少泄露药物，而在肿瘤细胞内还原性环境中快速降解，变为小分子量的线性链，快速释放药物，从而实现对目标肿瘤细胞的靶向杀伤作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物医药
，具体涉及一种铂类抗肿瘤前体药物，其纳米水凝胶药物及其制备方法。
技术介绍
由于癌症对人类生命健康的极大威胁，抗癌药物的研究一直广受关注。顺铂也称顺式二氯二氨合铂（Cisplatin,Pt(NH3)2Cl2），是一种非细胞周期特异性的抗癌药物，具有细胞毒性，能与DNA双螺旋上的鸟嘌呤的N7氮原子结合，形成稳定的交联结构，从而破坏DNA的复制功能，导致细胞凋亡。自从1967年人们发现顺铂的抗癌活性以来，铂类金属抗癌药物的研究和应用得到了极大的发展，除顺铂外，还有一系列具有类似结构和功能的顺铂衍生物，如卡铂、奥沙利铂、赛特铂、奥马铂、异丙铂、乐铂、庚铂以及其他含有单个或多个铂原子的的抗癌药物。这种铂类药物具有抗癌谱广，作用强且无交叉耐药性，尤其对于睾丸癌、卵巢癌有很好的疗效。然而，铂类药物存在毒副作用大，溶解性差，在人体内易于和血浆蛋白结合，尤其容易受到含巯基蛋白质(血清蛋白质等)的攻击，从而失去抗癌活性，所以临床效果往往有限。近年来研究发现四价铂配合物（Pt(IV)）相对于常用的二价铂配合物（Pt(II)）而言，由于在垂直的轴向上增加了两个配体，形成八面体结构，因而具有较低的反应活性和毒副作用。而在药物进入肿瘤细胞后，由于细胞内部的还原性环境，使得迅速转化为具有细胞毒性的Pt(II)结构，从而具有针对性的对肿瘤细胞产生杀伤作用。然而，四价铂配合物（Pt(IV)）作为小分子药物，在人体内同样存在循环时间短，代谢速度快，靶向性差的特点，很难在肿瘤部位得到有效的富集，将其运输至肿瘤组织部位仍然是一个很大的挑战。本专利技术针对铂类药物的以上特点，对四价铂配合物（Pt(IV)）轴向上的羟基进行了修饰，从而第一次得到带有两个双键的新型结构，该铂类抗肿瘤前体药物在有机溶剂中可以自身聚合，也可以与其他单体共聚，形成粒径均一的纳米粒子。通过利用生物相容性的稳定剂对粒子表面进行简单的修饰，使其能够在生物体内保持良好的稳定性，增加长循环时间，在肿瘤细胞内部还原性的条件下可使得微球降解，从而释放出铂类药物。另一方面，稳定剂的外部也可以修饰相应的靶向分子（如叶酸、环RGD肽、转铁蛋白等），从而使其在肿瘤部位得到有效的富集。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铂类抗肿瘤前体药物，其纳米水凝胶微球及其制备方法；同时，提供上述纳米水凝胶在肿瘤治疗中的应用。本专利技术提供的铂类抗肿瘤前体药物的制备方法，具体步骤如下：将二价的铂类药物与双氧水在避光条件下65-75℃（优选70℃）反应10-12h，得到轴向双羟基配位的四价铂配合物Pt(IV)-(OH)2，产物通过旋蒸除去部分溶剂，过滤后真空烘干，再与含有双键的酸酐或羧酸在避光条件下55-65℃（优选60℃）反应12~24h，得到轴向具有两个双键的铂（IV）类抗肿瘤前体药物。其中，所述二价的铂类药物可以是顺铂、卡铂、奥沙利铂、赛特铂、奥马铂、异丙铂、乐铂或庚铂等。其中，所述的酸酐可以为甲基丙烯酸酐、丙烯酸酐、马来酸酐；其中羧酸可以为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸或富马酸。其中，所述铂类药物与双氧水的重量比例为1:1~1:10，Pt(IV)-(OH)2与酸酐或羧酸的重量比例为1:1~1:5。本专利技术提供的铂类前体药物的水凝胶微球的制备方法，具体步骤为：在有机溶剂中加入亲水性单体，以上述铂类抗肿瘤药物前药作为交联剂，在引发剂的存在下，加热进行反应，反应温度为50~120℃；用蒸馏沉淀法除去一半溶剂，回流溶剂反应时间为0.2~4h；再用离心法除去剩下溶剂和未反应单体，用乙醇和去离子水反复洗涤3－5次；然后在真空烘箱内30~55℃干燥5~24h，即得到纳米水凝胶粒子。本专利技术中，所述有机溶剂为单一的乙腈、乙醇、水、四氢呋喃、甲基异丁基酮或甲苯等溶剂；或者为乙腈－乙醇、乙腈－四氢呋喃、乙腈－水、乙腈－甲苯、乙醇－甲苯或甲基异丁基酮－乙腈等的混合溶剂。本专利技术中，所述的亲水性单体为甲基丙烯酸（MAA）、丙烯酸（AA）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、丙烯酰胺（AM）、N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）或N-2-羟丙基甲基丙烯酰胺（HPMA）等单体。本专利技术中，所述引发剂为偶氮二异丁腈（AIBN）或过氧化二苯甲酰（BPO）等。本专利技术中，所述单体在单一或混合溶剂中的浓度为0.5wt%~20.0wt%。本专利技术中，所述单体与前体药物的重量比例为10:1~0:1，优选两者比例为10:1~0.5:1。本专利技术所制备的上述纳米水凝胶粒子的粒径为50－950nm，多分散度为0.04－0.16。上述制备的纳米水凝胶，可以进一步与双亲性的稳定剂相互组装，从而提高其在生理环境中的稳定性和体内的长循环过程。具体操作步骤如下：将上述制得的纳米水凝胶粒子分散在少量去离子水中，磁力搅拌下缓慢滴入溶解有稳定剂的水溶液中，并超声分散15-20min，这一过程中稳定剂的疏水部分通过非共价疏水作用与纳米粒子交联网络结合，亲水部分伸展在纳米粒子外部，从而实现良好的稳定作用。所述稳定剂可以是TPGS1000、F127、PVA、PLGA-PEG、DSPE-PEG等。本专利技术制得的上述纳米水凝胶作为纳米药物，可对体内的肿瘤组织进行有效的杀伤。其特点在于，纳米药物在正常血液和组织循环中能够保持药物良好的药物密封作用，从而使药物不会释放出来伤害正常的组织和细胞，通过高通透性和滞留效应（EPReffect）富集在肿瘤组织后，纳米粒子被肿瘤细胞吞噬，细胞内的还原性环境使得顺铂药物得以快速的释放出来，从而对肿瘤细胞有针对性的杀伤作用。本专利技术中，降解的测试条件为：在25mL的单口烧瓶里加入5mg的纳米水凝胶粒子，分别加入10mL的三种缓冲溶液中（磷酸盐缓冲溶液pH=7.4、6.0，醋酸盐缓冲溶液pH=5.0，然后加入不同浓度的谷胱甘肽、半胱氨酸或抗坏血酸，放入恒温摇床（200rpm摇速，37.5℃）匀速振荡。并在不同时间取点测试分散液的浊度变化。释药的条件为：将10mg载药纳米水凝胶粒子分散在10mL的两种缓冲溶液中（磷酸盐缓冲溶液，pH=7.4；醋酸盐缓冲溶液，pH=5.0），超声分散均匀，然后分为5份，每份2mL，将一份凝胶溶液移入透析袋中（透析分子量Mn=14000），再放入80mL的含不同浓度的谷胱甘肽的缓冲溶液中，即刻开始计时释药。在预订时间，从瓶内取出3mL释药的缓冲溶液进行紫外测量，再补充3mL纯的缓冲溶液保持体积恒定。所制备的纳米水凝胶在还原剂降解后，分子量小于2000且分子量分布均匀（Mn=761，PDI<1.2），远小于代谢阈值（45－50kDa），可以很好的代谢排出体外。本专利技术中，所述的水凝胶纳米药物，由铂类抗肿瘤药物交联聚合形成，其载药率可以方便地用前体药物和共聚单体的不同比例聚合反应加以控制。在上述方案的基础上，所属抗癌药物顺铂的载药率的重量百分比最高可达63.8%。顺铂的释放过程可以通过调节环境的谷胱甘肽浓度和pH值加以控制，在高谷胱甘肽浓度和较低pH值条件下（模拟细胞内环境）展现出较快的释放速度，而在低谷胱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铂类抗肿瘤前体药物的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：将二价的铂类药物与双氧水在避光条件下65‑75℃反应10‑12h，得到轴向双羟基配位的四价铂配合物Pt(IV)‑(OH)2，产物通过旋蒸除去部分溶剂，过滤后真空烘干，再与含有双键的酸酐或羧酸在避光条件下55‑65℃反应12~24h，得到轴向具有两个双键的铂（IV）类抗肿瘤前体药物；所述二价的铂类药物为顺铂、卡铂、奥沙利铂、赛特铂、奥马铂、异丙铂、乐铂或庚铂；所述的酸酐为甲基丙烯酸酐、丙烯酸酐、马来酸酐；所述羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸或富马酸；铂类药物与双氧水的重量比例为1:1~1:10，Pt(IV)‑(OH)2与酸酐或羧酸的重量比例为1:1~1:5。

【技术特征摘要】
1.一种铂类抗肿瘤前体药物的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：将二价的铂类药物与双氧水在避光条件下65-75℃反应10-12h，得到轴向双羟基配位的四价铂配合物Pt(IV)-(OH)2，产物通过旋蒸除去部分溶剂，过滤后真空烘干，再与含有双键的酸酐或羧酸在避光条件下55-65℃反应12~24h，得到轴向具有两个双键的铂（IV）类抗肿瘤前体药物；
所述二价的铂类药物为顺铂、卡铂、奥沙利铂、赛特铂、奥马铂、异丙铂、乐铂或庚铂；
所述的酸酐为甲基丙烯酸酐、丙烯酸酐、马来酸酐；所述羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸或富马酸；
铂类药物与双氧水的重量比例为1:1~1:10，Pt(IV)-(OH)2与酸酐或羧酸的重量比例为1:1~1:5。
2.一种由权利要求1所述制备方法制备得到的铂类抗肿瘤前体药物。
3.一种基于权利要求2所述铂类抗肿瘤前体药物的水凝胶微球的制备方法，其特征在于，具体步骤为：在有机溶剂中加入亲水性单体，以所述铂类抗肿瘤药物前药作为交联剂，在引发剂的存在下，加热进行反应，反应温度为50~120℃；用蒸馏沉淀法除去一半溶剂，回流溶剂反应时间为0.2~4h；再用离心法除去剩下溶剂和未反应单体，用乙醇和去离子水反复洗涤3－5次；然后在真空烘箱内30~55℃干燥5~24h，即得到纳米水凝胶粒子。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为乙腈、乙醇、水、四氢呋喃、甲基异丁基...

【专利技术属性】
技术研发人员：张子豪，汪长春，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海;31