一种载药的肉桂醛-葡聚糖聚合物自组装纳米粒的制备及其抗肿瘤应用制造技术

本发明专利技术公开了一种肉桂醛与葡聚糖通过缩醛键形成的两亲性的分子，通过自组装形成的纳米粒，极大的改善肉桂醛体内代谢不稳定，生物利用度低的问题，并且形成的纳米粒具有pH的响应性。形成的纳米粒具有包载药物的能力，通过包载抗肿瘤的药物10‑羟基喜树碱，解决10‑羟基喜树碱水溶性差，毒副作用大等问题。通过纳米聚合物连接包载药物，使两种药物联合应用，协同提升肿瘤细胞的ROS水平，来杀伤肿瘤细胞。通过核磁，DLS，TEM等多种手段验证其性质，通过模拟肿瘤环境进行药物释放实验，证明其确有pH靶向的药物释放效果。

Preparation and anti-tumor application of a drug loaded cinnamaldehyde dextran polymer self assembled nanoparticles

The invention discloses a kind of amphiphilic molecules formed by the acetal bond of Cinnamaldehyde and glucan through self assembled nanoparticles, which greatly improves the metabolic instability and low bioavailability of cinnamaldehyde in the body, and the nanoparticles have pH responsiveness. The nanoparticles have the ability to encapsulate drugs, which can solve the problems of poor water solubility and toxic and side effects of the 10 hydroxyl camptothecin by carrying the antitumor drug 10 hydroxycamptothecin. The drug is linked by nano polymer to make the combination of the two drugs synergistic and enhance the ROS level of tumor cells to kill tumor cells. By means of NMR, DLS, TEM and other means to verify its properties, the drug release experiment was carried out by simulating the tumor environment, which proved that it had the drug release effect of pH targeting.

【技术实现步骤摘要】
一种载药的肉桂醛-葡聚糖聚合物自组装纳米粒的制备及其抗肿瘤应用
本专利技术涉及一种高分子聚合物及其合成和应用，该高分子聚合物用于药物肉桂醛的改造，可以自组装形成纳米粒，且具有pH的响应性。根据纳米粒的包载能力，包载抗肿瘤的药物10-羟基喜树碱，形成一种靶向肿瘤释放的药物，两者发挥协同作用，具有较好的效果，可进一步进行实验，达到临床应用的目的。
技术介绍
结直肠癌属于临床常见的恶性肿瘤，在我国消化道肿瘤中排第三位，其发生率仍然呈明显增高的趋势。目前结直肠癌临床治疗主要以手术为主，同时有目的的结合放疗和化疗。化疗是治疗结直肠癌常用的有效方法，其可以降低术后复发，提高临床疗效，降低转移发生率，尽可能挽救患者生命及延长生命时间，都是临床研究的重点问题。化疗的缺点是良莠不分，在抑制和杀伤细胞生长的同时，对身体的正常组织也有一定的杀伤力，且临床常用的多数抗癌化疗药物都是毒性较大、安全系数较低的药物。天然产物作为抗肿瘤药物的重要来源，具有效果显著、机制独特、毒副作用小等优势。众所周知，响应性的纳米材料能够选择性的传递药物到特定的组织或器官。利用体内外的刺激，如光，温度，超声，磁力，pH以及氧化应激等，使药物特异性的释放，达到靶向治疗的目的，从而有效的避免了一般化疗药物毒性大，易耐药的缺点。因此，我们以改善天然产物肉桂醛药效为目的，通过缩醛键连接亲和性极高的天然高分子葡聚糖，构建了具有pH响应性的纳米材料PC，并且以PC作为载体，包载了临床抗肿瘤药物10-羟基喜树碱，形成了具有响应性的载药纳米粒PCH。所以，研究纳米粒PCH的响应性，抗肿瘤活性及其阐明验证其通过提升ROS治疗结直肠癌的机制，不仅仅对于结直肠癌的治疗，而且对于其它肿瘤的治疗都有非常重要的科学意义和临床应用价值。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种肉桂醛-葡聚糖聚合物、自组装纳米粒子、载药复合体及其制备和应用，该肉桂醛-葡聚糖聚合物通过pH敏感的缩醛键，不仅改善肉桂醛生物利用度差的问题，提升药物效果，而且形成的聚合物可以进行自组装形成纳米粒，具有药物包载能力，且具有pH靶向肿瘤环境的释放的效果。本专利技术的第二个目的是改善抗肿瘤药物10-羟基喜树碱水溶性差，毒副作用大的问题，通过pH响应的纳米粒包载，不经增加其水溶性，而且可以达到靶向给药的效果，减少毒副作用，减少用药量，提升治疗效果。一种肉桂醛-葡聚糖聚合物，由肉桂醛通过缩醛键与葡聚糖的羟基相连得到，结构如式(I)所示：本专利技术通过化学改造，通过缩醛键连接肉桂醛和葡聚糖，形成两性的聚合物，实验结果表明，该两亲性聚合物，具有pH的响应性，在中性条件下稳定，在酸性的pH条件下发生分解，释放出肉桂醛分子，可以应用于靶向治疗领域。本专利技术还提供了一种所述的肉桂醛-葡聚糖聚合物的制备方法，包括以下步骤：(1)将肉桂醛、原甲酸三甲酯和对甲基苯磺酸吡啶盐用甲醇溶解，在60℃条件下，反应3h，然后用饱和NaHCO3淬灭反应，EA萃取三次，合并有机层，MgSO4干燥，减压旋干得到肉桂缩醛；(2)将步骤(1)得到的肉桂缩醛、葡聚糖和对甲基苯磺酸吡啶盐用DMSO溶解，加入经过活化的分子筛，N2保护，无水无氧环境下反应，60℃加热，反应60h，减压抽滤除去分子筛，有机滤液滴入冰乙醇中，出现沉淀，悬浮液离心，倒去上清液，加冰乙醇洗涤，离心，重复三次，得到的沉淀物用水溶解，用3.5kd的透析袋在超纯水中透析24h，每隔4h换一次水，透析完成后，液体冷冻干燥，得到所述的肉桂醛-葡聚糖聚合物。本专利技术还提供了一种自组装纳米粒子，由所述的肉桂醛-葡聚糖聚合物在水环境中发生自组装形成，该纳米粒子也具有pH响应性，具有应用于靶向治疗领域的潜力。本专利技术还提供了一种载药复合体，由所述的自组装纳米粒子和负载于其中的抗肿瘤药物组成。作为优选，所述的抗肿瘤药物为10-羟基喜树碱。实验结果表明，通过肉桂醛与葡聚糖形成的两亲性的聚合物，形成纳米粒，且纳米粒具有包载药物，肿瘤环境靶向释放的能力。通过包载10-羟基喜树碱，形成一个包载药物的复合体，可以在肿瘤环境靶向的释放药物，达到靶向治疗肿瘤的目的。同现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)肉桂醛与葡聚糖通过缩醛键形成的两亲性的分子，通过自组装形成的纳米粒，极大的改善肉桂醛体内不稳定，生物利用度低的问题，并且形成的纳米粒具有pH的响应性。(2)形成的纳米粒具有包载药物的能力，通过包载抗肿瘤的药物10-羟基喜树碱，解决10-羟基喜树碱水溶性差，毒副作用大等问题。通过纳米聚合物连接包载药物，使两种药物联合应用，协同提升肿瘤细胞的ros水平，来杀伤肿瘤细胞。通过核磁，DLS，TEM等多种手段验证其性质，通过模拟肿瘤环境进行药物释放实验，证明其确有pH靶向的药物释放效果。附图说明图1为实施例1得到的聚合物的核磁氢谱图，其中图1（A）为pH7.4条件下的图谱，图1（B）为pH5.0条件下的图谱。图2(A)为实施例2的DLS检测结果，图2(B)为代表性的TEM结果，图2(C)pH7.4条件下的粒径变化图，图2(D)为pH5.0条件下的粒径变化图图3为实施例3的得到的药物释放曲线，其中A为10-羟基喜树碱(HCPT)在pH7.4和pH5.0的药物释放曲线；B为肉桂醛(CA)在pH7.4和pH5.0的药物释放曲线。图4为实施例4中不同药物对体外细胞抑制效果数据图。图5为实施例5中不同药物对细胞迁移运动的影响图。图6为实施例6中不同药物对体外细胞增殖抑制染色效果图。图7为实施例7中不同药物的体内抗肿瘤效果图。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本专利技术做进一步详细的描述。实施例1聚合物的制备(1)将肉桂醛(5g，1eq)、原甲酸三甲酯(18.07g，4.5eq)和对甲基苯磺酸吡啶盐(1.89g，0.2eq)用适量甲醇溶解，在60℃条件下，反应3h。用饱和NaHCO3淬灭反应，EA(乙酸乙酯)萃取三次，合并有机层，MgSO4干燥，减压旋干即可得到肉桂缩醛(6.45g，95％)，直接进行下一步反应。(2)将得到的肉桂缩醛(6.4g，对应葡聚糖单体每个羟基2当量)，葡聚糖(0.872g，MW＝20，000)，对甲基苯磺酸吡啶盐(0.202g，对应葡聚糖单体每个羟基0.05当量)，用DMSO(10ml)溶解，加入经过活化的分子筛，N2保护，无水无氧环境下反应，60℃加热，反应60h。减压抽滤除去分子筛。有机滤液滴入冰乙醇中，出现沉淀。悬浮液离心，倒去上清液，加冰乙醇洗涤，离心。重复三次。下层沉淀用水溶解，用3.5kd的透析袋在超纯水中透析24h，每隔4h换一次水。透析完成后，液体冷冻干燥，既得到聚合物分子(0.642g)。将得到的聚合物用DMSO-d6溶解，分别在pH7.4和pH5.0条件下获取核磁图谱。结果如图1所示。图1A在pH7.4的条件下，可以看到肉桂醛与葡聚糖的接枝率约为10％～11％，然后调节pH至5.0，由图1B可知，在位移9.7处出现新的醛基氢，证明聚合物材料具有pH响应的性质，即该聚合物材料在酸性的pH条件下发生分解，释放出肉桂醛分子。且醛基峰的峰面积的比值进一步证明了葡聚糖的接枝率。实施例2(1)称取5mg的实施例1得到的聚合物用1ml的DMSO溶解，滴入正在高速搅拌的PBS中，搅拌2min，即可进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种肉桂醛‑葡聚糖聚合物，其特征在于，由肉桂醛通过缩醛键与葡聚糖的羟基相连得到，结构如式(I)所示：

【技术特征摘要】
1.一种肉桂醛-葡聚糖聚合物，其特征在于，由肉桂醛通过缩醛键与葡聚糖的羟基相连得到，结构如式(I)所示：2.一种如权利要求1所述的肉桂醛-葡聚糖聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将肉桂醛、原甲酸三甲酯和对甲基苯磺酸吡啶盐用甲醇溶解，在60℃条件下，反应3h，然后用饱和NaHCO3淬灭反应，EA萃取三次，合并有机层，MgSO4干燥，减压旋干得到肉桂缩醛；(2)将步骤(1)得到的肉桂缩醛、葡聚糖和对甲基苯磺酸吡啶盐用DMSO溶解，加入经过活化的分子筛，N2保护，无水无氧环境下反应，60℃加热，反应60h，减压抽滤除去分子筛，有机滤液滴入冰乙醇中，出现沉淀...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵承光，郑素清，赵承伟，梁广，蔡跃飘，周尔全，张露露，蔡雄，张远洁，郑海伦，曹伟兰，
申请(专利权)人：温州医科大学，温州广成生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33