一种具有谷胱甘肽响应性的纳米载药体系及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有谷胱甘肽响应性的纳米载药体系及其制备方法和应用。本发明专利技术提供了一种具有谷胱甘肽响应性的聚酯酰胺聚合物PEA的制备方法，包括以下步骤：将苯丙氨酸或其盐、二元醇和对甲苯磺酸于溶剂中，在回流条件下反应，得到接枝聚合物Phe‑6；将胱氨酸或半胱氨酸或其衍生物与聚合物Phe‑6溶于氯仿后，加入三乙胺，冰水浴条件下搅拌15～120min，得到混合溶液；用氯仿稀释后的等摩尔的二元酰氯滴加至上述混合溶液中，酰胺反应10～120min。本发明专利技术谷胱甘肽敏感型聚合物能使载药纳米粒快速崩解、包载药物迅速释放，载药量高，响应性高，具备高效肿瘤靶向和高效抑制肿瘤细胞生长的特点，降低了化疗药物对正常组织的毒性，绿色安全。

A glutathione responsive nanodrug delivery system and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种具有谷胱甘肽响应性的纳米载药体系及其制备方法和应用
本专利技术属于生物医用材料
更具体地，涉及一种具有谷胱甘肽响应性的纳米载药体系及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，恶性肿瘤成为威胁人们身心健康的重大疾病，并呈明显上升趋势，对人类健康造成极大的影响。化疗是肿瘤学中最常用的治疗方法之一，化疗效果的好坏在很大程度上取决于是否有足够的浓度化疗药物到达整个肿瘤部位。常规的抗癌药物制剂由于其水溶性差和选择性差，常导致不令人满意的治疗效果和严重的毒副作用，如在全身循环中被快速清除并且对癌细胞和健康细胞具有相似的细胞毒性。多西紫杉醇(DTX)便是众多化疗制剂的一种，是一种在临床上应用较广的细胞周期非特异性一线抗肿瘤化疗药物，用于治疗各种癌症，如乳腺癌、头颈癌、胃癌、前列腺癌和非小细胞肺癌等。DTX是一种抗有丝分裂化疗剂，通过促进微管稳定化，导致G2/M期细胞周期停滞，并进一步导致癌细胞凋亡。但多西紫杉醇治疗肿瘤的同时会导致多种不良反应，包括过敏反应，骨髓抑制，皮肤反应，液体潴留，周围神经病变，脱发，心脏疾病和疲倦等副作用。DTX需要特定的溶剂系统，例如乙醇和吐温80的溶液，但这种溶剂体系会导致过敏、肿瘤组织摄取不佳、以及身体副作用等。因此，寻求一种方法来增加DTX的体内循环时间、在保证对肿瘤细胞杀伤作用的同时降低药物对正常细胞的毒性成为关键瓶颈。纳米递送系统依赖于实体瘤的高通透性和滞留效应(EPR)来改善药代动力学特征和靶位点积累，有望彻底改变肿瘤的诊断和治疗。在医用高分子迅速发展的当下，在提高医用高分子生物相容性的基础上实现其多重功能性是生物材料追求的目标。近年来，文献中报道了许多不同的天然聚合物材料，尤其是氨基酸，过去几十年见证了基于氨基酸的纳米载体的蓬勃发展，由于其合成聚合物的优越性，如结构的可调性和良好的生物相容性，以及各种活性基团，如巯基(-SH)、氨基(-NH2)和羧基(-COOH)，为开发靶向纳米药物递送系统提供了较大的机会。目前，急需开发一个生物相容好、多功能性和可生物降解的氨基酸聚合物纳米载体库，来降低疾病风险，改善人类健康。近年来，基于氨基酸已经合成了许多聚酯酰胺共聚物(二嵌段或多嵌段共聚)，但它们都是基于一种氨基酸与二醇、二酸(或二元酰氯)反应形成共聚物，很难制备出具有多功能性的聚合物纳米载体。如申请号为CN201310284253.1的中国专利技术专利，公开了一种聚酯酰胺与聚乙二醇嵌段共聚物及其制备方法。通过将具有氨基酸单元结构的聚酯酰胺与分子链末端带有氨基的聚乙二醇进行缩合反应，得到具有两亲性特性的三嵌段或多嵌段共聚物。该类嵌段共聚物具有良好的生物相容性和生物可降解性，适用于制备包载油溶性药物的纳米颗粒。然而该共聚物递药体系虽然改善了肿瘤药物的水溶性，但是存在不能将包载的抗肿瘤药物快速释放至肿瘤细胞的缺陷，在血液长循环过程中稳定性较差，并且在循环过程中不能高效进入肿瘤细胞。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述抗肿瘤药物递送中的问题，提供一种适用于抗肿瘤药物递送的具有谷胱甘肽响应性的纳米载药体系。本专利技术从机体内大量存在的含二硫键的胱氨酸、脂肪二酸及脂肪二醇出发，合成基于胱氨酸和苯丙氨酸的新型生物相容性高、生物可降解、且具有氧化还原响应性的功能性高分子，实现以DTX为代表的疏水性抗肿瘤药物的高效传递、以及其在肿瘤细胞内的定位可控释放。该纳米载药体系具有很好的生物安全性、生物可降解性和长循环稳定性，具备高效肿瘤靶向和高效抑制肿瘤细胞生长的特点，可有效解决纳米药物载体的溶解性差、靶向性差、响应性不好、释放速度慢和体循环稳定性较差的问题。本专利技术的第一个目的是提供一种具有谷胱甘肽响应性的聚酯酰胺聚合物(PEA)的制备方法。本专利技术的第二个目的是提供上述聚酯酰胺聚合物(PEA)在作为或制备抗肿瘤药物载体中的应用。本专利技术的第三个目的是提供一种谷胱甘肽响应型药物输送载体的制备方法。本专利技术的第四个目的是提供一种基于上述聚酯酰胺聚合物的、具有谷胱甘肽响应性的纳米载药体系。本专利技术的第五个目的是提供一种用于抗肿瘤药物递送的纳米递药体系的制备方法。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：一种具有谷胱甘肽响应性的聚酯酰胺聚合物PEA的制备方法，包括以下步骤：S1.将苯丙氨酸或其盐、二元醇和对甲苯磺酸于溶剂中，在回流条件下反应，得到接枝聚合物Phe-6；S2.将胱氨酸或半胱氨酸或其衍生物与上述聚合物Phe-6溶于氯仿后，加入三乙胺，冰水浴条件下搅拌15～120min，得到混合溶液；用氯仿稀释后的等摩尔的二元酰氯滴加至上述混合溶液中，酰胺反应10～120min，得到具有谷胱甘肽响应性的聚酯酰胺聚合物PEA。本专利技术从机体内大量存在的含二硫键的胱氨酸、脂肪二酸及脂肪二醇出发，合成基于胱氨酸和苯丙氨酸的新型生物相容性高、生物可降解、且具有氧化还原响应性的功能性高分子聚酯酰胺聚合物PEA，同时改善了药物的溶解性，极大的提高了疏水药物的可利用性，还可以大大提高纳米粒在血液中的循环时间，从而提高肿瘤部位的药物聚积。另外，肿瘤组织具有不同于正常组织的微环境，与正常细胞相比，谷胱甘肽(GSH)在肿瘤细胞内的浓度约为2～20mM，是正常细胞的500到1000倍。本专利技术利用半胱氨酸的硫醇基团(-SH)和胱氨酸的二硫键赋予聚酯酰胺聚合物PEA新的GSH响应特性，肿瘤细胞质中高浓度的GSH迅速裂解二硫键，可使包载肿瘤药物的聚酯酰胺聚合物PEA纳米颗粒迅速崩解，从而引发药物的快速释放至肿瘤细胞，并且随后可高效诱导肿瘤细胞凋亡。同时，本专利技术将具有较好疏水性的L-苯丙氨酸片段聚合到聚合物PEA，使聚合物PEA载体将肿瘤药物分子直接导入癌瘤区，大大增强了靶向性。这样既可以抑制癌瘤生长，又可以降低药物的毒副作用。在本专利技术较佳的实施例中，所述聚合物PEA的聚合度是2～60，分子量范围在2000～51000。聚合物PEA的聚合度和分子量会影响GSH响应特性的强弱及其自组装成纳米粒子时的粒径大小等。当聚合物PEA的聚合度是2～60，分子量范围在2000～51000时，GSH响应特性最强且其自组装成纳米粒子时粒径均一、尺寸合适，能充分发挥载药纳米粒的EPR效应及GSH响应性，大大增强抗肿瘤效果8。在本专利技术较佳的实施例中，S2所述聚合物Phe-6与胱氨酸的摩尔比为9：1～1：9；优选为1～6：1，如1：1、2：1、3：1、4：1、5：1、6：1等。当反应原料为半胱氨酸时，聚合物Phe-6与半胱氨酸盐的摩尔比是上述聚合物Phe-6与胱氨酸的摩尔比的2倍。聚合物Phe-6与胱氨酸的摩尔比会显著影响合成的聚合物PEA的产率、稳定性及GSH响应特性，实验发现聚合物Phe-6与胱氨酸盐的摩尔比为9：1～1：9，优选为1～6：1时，聚合物PEA的产率较高、稳定性高，且具有显著的GSH响应特性，在肿瘤细胞质中高浓度的GSH条件下可迅速裂解二硫键，从而使聚合物PEA载药纳米粒迅速崩解释药。本专利技术中，半胱氨酸选自L-半胱氨酸、D-半胱氨酸或L,D-半胱氨酸。另外，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有谷胱甘肽响应性的聚酯酰胺PEA的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1.将苯丙氨酸或其盐、二元醇和对甲苯磺酸于溶剂中，在回流条件下反应，得到接枝聚合物Phe-6；/nS2.将胱氨酸或半胱氨酸或其衍生物与上述聚合物Phe-6溶于氯仿后，溶于氯仿后，加入三乙胺，冰水浴条件下搅拌15～120min，得到混合溶液；用氯仿稀释后的等摩尔的二元酰氯滴加至上述混合溶液中，酰胺反应10～120min，得到具有谷胱甘肽响应性的聚酯酰胺PEA。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有谷胱甘肽响应性的聚酯酰胺PEA的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将苯丙氨酸或其盐、二元醇和对甲苯磺酸于溶剂中，在回流条件下反应，得到接枝聚合物Phe-6；
S2.将胱氨酸或半胱氨酸或其衍生物与上述聚合物Phe-6溶于氯仿后，溶于氯仿后，加入三乙胺，冰水浴条件下搅拌15～120min，得到混合溶液；用氯仿稀释后的等摩尔的二元酰氯滴加至上述混合溶液中，酰胺反应10～120min，得到具有谷胱甘肽响应性的聚酯酰胺PEA。


2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，S2所述聚合物Phe-6与胱氨酸盐的摩尔比为1～9：1～9。


3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，S2所述二元酰氯用氯仿稀释大于或等于10倍。


4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，S1所述苯丙氨酸、二元醇和对甲苯磺酸的摩尔比为2～4：1：1～3。


5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述二元醇选自1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇或1,10-癸二醇中的一种或几种；
所述二元酰氯选自己二酰氯、乙二酰氯、丁二酰氯或辛二酰氯中的一种或几种；
其中，S1得到Phe-6后，将其倒入沸水中搅拌溶解，以除去未反应的溶剂，之后将产物置于0～10℃条件下沉淀，滤去未反应单体，重复3～4次，50～100℃真空干燥12～24h，得到白色粉末状接枝聚合物(Phe-6)；
S2得到聚酯酰胺PEA后，将其滴加至沸水浴中搅拌以除去氯仿和未反应的二元酰氯，重复3～4次后，50～100℃真空干燥12～24h。


6.权利要求1～5任一所述方法制得的聚酯酰胺聚合物PEA在作为或制备中抗肿瘤药物纳米递送载...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴钧，孟亚彬，顾志鹏，周洋，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44