一种含卟啉的酸响应光动力治疗聚合物纳米药物制造技术

本发明专利技术设计了一种含卟啉的酸响应缩醛聚合物纳米药物用于提高光动力治疗效果，制备方法如下所述：（1）合成疏水的四苯基卟啉丙烯酸酯单体、疏水的缩醛丙烯酸酯单体；（2）通过RAFT聚合首先合成亲水的聚甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯（POEGMA）链段作为大分子的RAFT试剂；（3）进一步，通过RAFT聚合方法以POEGMA为亲水链段共聚疏水的四苯基卟啉丙烯酸酯单体、疏水的缩醛丙烯酸酯单体，构造两亲性聚合物；（4）将两亲性聚合物通过透析的方法进行自组装，构造纳米胶束；疏水的卟啉和缩醛类的单体形成纳米胶束的内核，亲水的POEGMA形成纳米胶束的外壳。在癌细胞的弱酸性环境中，此药物的缩醛结构水解形成亲水结构，胶束吸水膨胀，拉大了卟啉间的距离，有效解决了卟啉间易聚集淬灭的问题，提高了光动力治疗的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种含卟啉的酸响应光动力治疗聚合物纳米药物
本专利技术属于生物医药领域，特别涉及一种含卟啉的酸响应缩醛聚合物纳米药物的开发，并用来提高光动力治疗效果。
技术介绍
癌症是当今世界主要导致死亡的疾病。传统的癌症治疗方法是把化学治疗、外科手术、放射疗法和免疫治疗相结合操作，存在极大的副作用。近些年来，癌症光动力治疗法进入人们的视野。光动力治疗肿瘤的基本原理是使用光敏剂在光的照射下产生的单线态氧等活性氧（ROS）来杀灭肿瘤细胞，由于使用非手术介入的治疗方法，并且产生的ROS仅限于受到辐照的区域，因而具有较小的副作用和较好的肿瘤细胞杀伤效果，尤其对于年老体弱或免疫系统缺陷患者，提供了一种更佳的治疗方案。选择性能更优的光敏剂是提高光动力治疗效果的先决条件。对比目前临床正在使用或处于研究阶段的诸如卟啉类、富勒烯类、酚噻嗪类等光敏剂，卟啉及其衍生物具有性质稳定，在可见光区有强吸收，单线态氧转化产率高等特点，更多的被应用在光动力治疗中作为光敏剂。但是其有一较大局限，即由于其含有大π键共轭环，不同卟啉分子间存在π-π共轭作用而易于堆积聚集，并最终淬灭（即ACQ效应），导致光动力治疗的效果降低。为了克服这种缺陷，需要开发新型含卟啉聚合物纳米药物系统。研究表明，正常动物体组织内的pH呈弱碱性，而肿瘤微环境中的pH呈弱酸性。为此本专利技术设计开发一种对肿瘤微环境酸性响应的含卟啉的缩醛类两亲性聚合物，通过自组装形成纳米胶束，疏水的卟啉和缩醛类的单体形成纳米胶束的内核，亲水的聚（寡聚甲基丙烯酸乙二醇酯）（POEGMA）形成纳米胶束的外壳。通过在肿瘤酸性微环境中缩醛水解造成的疏水向亲水转化，使纳米胶束吸水膨胀，拉远卟啉光敏剂之间的距离，减少卟啉光敏剂的堆叠，从而提高光动力治疗效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提高使用卟啉作为光敏剂的癌症光动力治疗法的效率。为了达到上述目的，本专利技术提供一种方案，即通过减少卟啉光敏剂的聚集堆叠，提高光敏剂的利用率，从源头上提高最终治疗效率。针对上述方案，本专利技术利用肿瘤微环境中不同于正常组织中的弱酸性，将光敏剂卟啉及其衍生物制成缩醛类两亲性聚合物。形成聚合物的前体分别为5-（甲基）-2-(2,4,6-三甲氧基苯基)-[1,3]-5-二氧基甲基丙烯酸甲酯（TTMA）、（甲基）丙烯酸四苯基卟啉酯（TPPC6MA）以及POEGMA均聚物，形成的聚合物在体内通过自组装原理形成纳米胶束。当药物胶束在体内循环系统中循环至肿瘤组织，感应到微环境酸性，通过酸响应造成亲疏水转化，改变聚合物内部空间结构，物理性拉远光敏剂分子间距离，从而解决光敏剂聚集问题。本专利技术的另一目的是提供了一种对肿瘤微环境酸性响应的含卟啉的缩醛类两亲性聚合物的制备方法。本专利技术的再一目的是提供上述聚合物药物在肿瘤细胞治疗中的应用。本专利技术含卟啉的缩醛类两亲性聚合物的大致制备方法如下：（一）前体的制备(1)5-甲基-2-(2,4,6-三甲氧基苯基)-[1,3]-5-二氧基甲基丙烯酸甲酯（TTMA）的制备（附图1）将利用先前报道过的方法(Gillies,E.R.;Jonsson,T.B.;Fréchet,J.M.JAmChemSoc2004,126,11936-43)合成的前体5-甲基-2-(2,4,6-三甲氧基苯基)-[1,3]-5-二氧基甲醇和三乙胺溶于CH2Cl2中，冷却。然后加入甲基丙烯酰氯，滴入溶液并持续搅拌。将反应混合物加热至室温，充分搅拌。缓冲液冲洗混合物，干燥，除去溶剂，用己烷/乙酸乙酯硅胶层析纯化产物，得到白色固体产品。（2）TPPC6MA的制备（附图2）在氮气环境下，将前体单羟基四苯基卟啉（TPPC6-OH）和三乙胺溶于THF中，冷却。然后边搅拌边滴加一定比例的甲基丙烯酰氯。将混合物加热至室温，并搅拌过夜。然后用NaHCO3将混合溶液冲洗三次，干燥，除去溶剂。粗品经柱层析进一步纯化，得到紫色固体产物。（3）POEGMA均聚物的合成（附图3）按照以下方法，将OEGMA，CESPA,AIBN和四氢呋喃混合液在氮气保护氛围下通过至少三次冰冻解冻的循环过程，然后在真空下密封聚合管。脱气后的溶液油浴恒温并充分搅拌后，用液氮处理聚合管将溶液冻住，之后打开聚合管，加入四氢呋喃稀释。然后将混合物在乙醚中沉淀三次，并在真空烘箱中保持室温，干燥，得到产品。（二）聚合物纳米胶束的合成（1）两亲性嵌段共聚物POEGMA-b-[PTPPC6MA-co-PTTMA]的合成（附图4）以POEGMA为大分子RAFT试剂，通过TPPC6MA和TTMA的单体聚合制备嵌段共聚物，方法类似（一）（3）。（2）两亲性嵌段共聚物POEGMA-[PTPPC6MA-co-PTTMA]的自组装将共聚物先溶解在四氢呋喃中配制成有机浓缩液。然后在磁力搅拌器搅拌下，将共聚物溶液缓慢滴入磷酸盐缓冲液(PBS)，进一步搅拌形成胶束。所得溶液充分搅拌后用透析膜对PBS缓冲液去除THF。后续实验表明，本专利技术制得的聚合物可以在正常组织pH环境中稳定存在，并在肿瘤酸性微环境中水解，光照ROS释放效果良好并大量作用于肿瘤细胞，证明本专利技术可行性高。本专利技术提出了一种新型含卟啉的酸响应缩醛聚合物纳米药物系统，这种聚合物中含有独特的带三个甲氧基的缩醛结构TTMA，由于其独特的酸响应原理，在弱酸性的肿瘤微环境中产生更强的水解效应，以疏水向亲水转化时的吸水过程物理性拉开光敏剂卟啉及其衍生物之间的距离，减弱光敏剂堆积淬灭效应，提高光敏剂利用率，从而提高光动力治疗效率。本专利技术为以卟啉类作为光敏剂的癌症光动力治疗法提供了高效的改进方案。附图说明图1：5-甲基-2-(2,4,6-三甲氧基苯基)-[1,3]-5-二氧基甲基丙烯酸甲酯的合成。图2：TPPC6MA合成路线。图3：RAFT聚合合成POEGMA均聚物大分子RAFT亲水试剂。图4：RAFT聚合两亲性嵌段共聚物POEGMA-b-[PTPPC6MA-co-PTTMA]（PM）的合成。具体实施方式以下实施例介绍本专利技术的优选实施例，证明本专利技术可以实施，所述实施例可以向本领域中的技术人员完整介绍本专利技术，使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解。本专利技术可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本专利技术的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。本专利技术包括三种含卟啉的聚合物PM、P1、P2的制备方法及应用检测。其中，PM为本专利技术最终产物，P1、P2为对比产物，用于和PM进行性质对比。本专利技术中所有反应均在氮气环境下进行。低聚（乙二醇）甲基醚甲基丙烯酸酯（OEGMA，Mn~475g/mol）、1,1,1-三（羟甲基）乙烷（98％）、对甲苯磺酸（PTSA）、甲基丙烯酰氯、苯甲醛、2，4，6-三甲氧基苯甲醛（98％）、丙酸、吡咯、对羟基苯甲醛和1-氯-6-羟基己烷、1,3-二苯基异苯并呋喃（DPBF）购自上海泰坦科技有限公司有限公司。四氢呋喃(THF)和甲苯是通过加入钠进行回流冷却干燥的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含卟啉的酸响应缩醛聚合物纳米药物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）5-甲基-2-(2,4,6-三甲氧基苯基)-[1,3]-5-二氧基甲醇(物质1a)的合成：/n包括以下步骤：a) 1,1,1-三(羟甲基)乙烷和2,4,6-三甲氧基苯甲醛溶于四氢呋喃中，加入分子筛作为干燥剂，然后加入对甲苯磺酸，室温（25℃）下震荡过夜；b) 反应完成后，加入三乙胺中和酸，加入CH

【技术特征摘要】
1.一种含卟啉的酸响应缩醛聚合物纳米药物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）5-甲基-2-(2,4,6-三甲氧基苯基)-[1,3]-5-二氧基甲醇(物质1a)的合成：
包括以下步骤：a)1,1,1-三(羟甲基)乙烷和2,4,6-三甲氧基苯甲醛溶于四氢呋喃中，加入分子筛作为干燥剂，然后加入对甲苯磺酸，室温（25℃）下震荡过夜；b)反应完成后，加入三乙胺中和酸，加入CH2Cl2，真空过滤去除分子筛，除去溶剂后将残渣溶解于CH2Cl2中；c）用Tris缓冲液冲洗二到四次，用无水硫酸钠干燥除水后除去溶剂，得到的1a为淡黄色固体；
（2）5-甲基-2-(2,4,6-三甲氧基苯基)-[1,3]-5-二氧基甲基丙烯酸甲酯（物质1）的合成：
a)前体1a和三乙胺溶于CH2Cl2中，在冰浴中，边搅拌边向溶液中滴入甲基丙烯酰氯，将反应混合物在室温搅拌过夜；b）用Tris缓冲液将混合物冲洗二到四次后用无水硫酸钠干燥；
c）除去溶剂，用8:2己烷/乙酸乙酯硅胶层析纯化产物，得到的1为白色固体；
（3）6-(5'-(4'-苯氧基)-10'，15'，20'-三苯基卟啉)-1-己醇（TPPC6-OH）的合成：
将5-(4-羟基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉(TPP-OH)、6-氯-1-己醇、碳酸钾分别溶于DMF中，将混合溶液回流11~13h，用水冲洗二到四次，本品采用二氯甲烷萃取，无水硫酸镁干燥，除去溶剂后，以二氯甲烷为洗脱剂通过硅胶柱层析对粗品进行纯化；
（4）6-(5'-(4'-苯氧基)-10'，15'，20'-三苯基卟啉)甲基丙烯酸酯(TPPC6MA)的合成：
a)在氮气环境下，将前体TPPC6-OH和三甲胺溶于THF中，冷却至0℃，然后在搅拌过程中滴加甲基丙烯酰氯，将混合物加热至室温，并搅拌过夜；b)然后用NaHCO3将混合溶液冲洗二到四次，并用无水硫酸钠干燥，后将溶剂除去；c)粗品经3:1DCM/PE柱层析进一步纯化，得到的TPPC6MA为紫色固体；
（5）POEGMA均聚物的合成：
a)将一定量的OEGMA，4-氰基-4-(乙硫-二硫代碳)磺胺基戊酸（CESPA），AIBN和四氢呋喃添加到一个干燥的聚合管中并配备一个磁性搅拌子，通过至少三次冰冻-解冻的循环过程，同时抽真空通氮气，然后在真空下密封聚合管；b）脱气后的溶液在70~72℃下浸入油浴，在恒温并搅拌11~12h后,用液氮处理聚合管将溶液冻住，之后打开聚合管，加入四氢呋喃稀释，然后将混合物在乙醚中沉淀三次，并在室温下在真空烘箱中干燥；
（6）两亲性嵌段共聚物POEGMA-b-[PTPPC6MA-co-PTTMA]的合成：
以POEGMA为大分子RAFT试剂，加入TPPC6MA和TTMA单体聚合制备嵌段共聚物，
a)将一定量POEGMA，TPPC6MA，TTMA,偶氮二异丁腈（AIB...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹红亮，许倍坚，罗耀钦，许雨诗，许煊，钟晟，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31