一种肿瘤酸环境响应的纳米前药的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种肿瘤酸环境响应的纳米前药的制备方法及其应用，该纳米前药的制备方法如下：首先将透明质酸的葡萄糖醛酸环用高碘酸钠部分氧化得到含有醛基的透明质酸，得到的产物再与阿霉素和氨基二茂铁通过亚胺键连接，得到透明质酸前药，再通过超声辅助自组装法制备得到前药纳米颗粒。该前药纳米颗粒生物相容性好，体外稳定性好，通过亚胺键同时负载两种抗癌药物阿霉素和氨基二茂铁，具有pH敏感性，可在肿瘤酸环境中选择性大量释放药物，并实现了化学疗法和化学动力学疗法的联合引用，显著提高治疗效果，降低药物对正常组织和细胞的毒副作用，提高药物使用的安全性，在抗肿瘤药物控制释放领域中的具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种肿瘤酸环境响应的纳米前药的制备方法及其应用
本专利技术设计生物医药
，具体涉及一种肿瘤酸环境响应的纳米前药的制备方法及其应用。
技术介绍
因非传染性疾病死亡的人数现在占全球死亡人数的绝大部分，癌症预计将成为21世纪世界各国人民非正常死亡的头号死因和提高预期寿命的最大障碍。根据世界卫生组织2015年的估计，在全球172个国家中，有91个国家的数据显示癌症是其70岁一下年龄段人口的第一或第二大死亡原因，另有22个国家，癌症在其非正常死因中排名第三或第四。科学家们进行了许多的研究，以改进几种癌症治疗方法，并减少疾病的转移和复发。因此，在过去的几十年中，人们一直在努力通过引入纳米药物递送系统将治疗剂转移到肿瘤区域，事实证明，这种药物比常规的癌症治疗方法更有效、更安全。在临床实践中，纳米粒(Nanoparticles，NPs)作为药物输送系统比传统的全身给药系统显示出几个优点，包括：(Ⅰ)克服了溶解度有限的问题，保护有效载荷不会失活或生物降解；(Ⅱ)延长有效载荷的循环时间，而不会迅速从体内清除；(Ⅲ)通过被动或主动靶向机制在肿瘤部位提供更高浓度的药物；(Ⅳ)在一个治疗平台上提供多种药物，以实现协同作用；(Ⅴ)通过刺激敏感的药物释放系统控制/持续释放特定于肿瘤部位的有效载荷；(Ⅵ)通过NPs介导的内化克服多药耐药和外排转运蛋白；(Ⅶ)提高治疗效率，同时减少药物的系统生物分布和系统毒性。此外，在临床前研究中，NPs在进行多模式协同治疗(例如化疗和热疗)的同时能够监测治疗进展。阿霉素，作为一种广谱的抗肿瘤药物被广泛用于各种癌症的临床治疗。作为蒽环类抗癌剂，阿霉素通过抑制拓扑异构酶II，破坏核DNA和诱导活性氧来介导细胞死亡。一方面，通过主要位于线粒体的还原酶的催化，阿霉素的糖苷配基部分的氧化导致形成半醌自由基，该自由基可以通过使用O2作为电子受体迅速还原为母体化合物。该氧化还原循环导致形成超氧化物(例如超氧阴离子自由基)，其自发地或通过超氧化物歧化酶转化为过氧化氢(H2O2)。另一方面，特别是在癌细胞中，阿霉素可以激活烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(Nicotinamideadeninedinucleotidephosphate,NADPH)氧化酶(NADPHoxidases,NOXs)，它可以通过膜传输电子。活化的NOXs可以催化NADPH生成NADP+，同时释放电子。然后氧气接收电子以产生超氧阴离子自由基，其通过超氧化物歧化酶进一步经历歧化反应产生H2O2。作为细胞内氧化物的主要成分，H2O2在正常组织中在20nM左右，而在癌组织中由于过量的H2O2积累其水平高达50—100μM。作为癌症治疗的一种新颖的策略，利用Fenton反应产生的ROS介导的化学动力学疗法(Chemodynamictherapy，CDT)在对抗癌细胞方面已显示出显着的功效，CDT通常利用Fe2+和Fe3+介导的Fenton反应催化弱酸性肿瘤微环境中过量的H2O2生成羟基自由基(·OH)，并以此来破坏并杀死癌细胞。·OH相对于H2O2和通过光动力触发产生的1O2具有更强的氧化能力(E(·OH/H2O)＝2.80V，E(H2O2/H2O)＝1.78V，E(1O2/H2O)＝2.17V)，但·OH的半衰期较短仅约为10-9s，这意味着·OH很难扩散到远处，而仅触发与周围有机物质的氧化反应，比如DNA损伤、蛋白质中氨基酸的氧化和脂质中多不饱和脂肪酸的氧化，因此将用于催化Fenton反应的纳米催化剂直接递送至癌细胞中仅触发癌细胞内部的Fenton反应可以减轻对正常组织或细胞的损害。综上所述，如何构建一种简单有效适用于体内的纳米药物递送系统，通过化学动力学疗法增强化疗，在降低阿霉素毒副作用增强其疗效的同时实现其在肿瘤部位的富集，是本专利技术致力解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种肿瘤酸环境响应的纳米前药的制备方法及其应用，该纳米前药生物相容性好，体外稳定性好，实现了化学疗法和化学动力学疗法的联合引用，具有较好的抗肿瘤活性，在抗肿瘤药物控制释放领域中的具有广阔的应用前景。为了解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：提供一种肿瘤酸环境响应的纳米前药的制备方法，包括以下步骤：(1)以高碘酸钠为氧化剂，使透明质酸部分氧化开环，羟基氧化成醛基，得产物OHA，化学反应式为：(2)将步骤(1)得到的OHA与盐酸阿霉素和氨基二茂铁进行反应，盐酸阿霉素的氨基和氨基二茂铁的氨基分别与OHA的醛基反应形成具有pH敏感性的亚胺键，即得两亲性高分子前药OHA-DOX/AFc，其化学反应式为：(3)将步骤(2)得到的两亲性高分子前药的水溶液，采用超声辅助自组装法制备得到肿瘤酸环境响应的纳米前药。按上述方案，所述步骤(1)中，透明质酸结构单元与高碘酸钠的摩尔比为1：0.9～1.1。按上述方案，所述步骤(2)中，盐酸阿霉素和氨基二茂铁的摩尔量总和占OHA摩尔量的50～70％；所述的盐酸阿霉素和氨基二茂铁的投料摩尔比为3～5：1。按上述方案，所述步骤(1)中，透明质酸分子量为30000～48000Da。按上述方案，所述步骤(1)中，将透明质酸溶于去离子水中得到透明质酸溶液，搅拌下逐滴加入高碘酸钠溶液并于30～50℃条件下避光搅拌4～5小时，使透明质酸部分氧化开环，随后加入乙二醇继续搅拌30～60分钟终止反应，经透析、冷冻、干燥后得到产物OHA。优选地，乙二醇与高碘酸钠用量的摩尔比为1：2～5。优选地，所述的透析截留分子量为3500。优选地，所述的透析介质为去离子水，用量为透明质酸溶液体积的60～100倍。优选地，所述的透明质酸溶液的浓度为18～22mg/mL；所述的高碘酸钠溶液的浓度为0.4～0.6mol/L。按上述方案，所述步骤(2)中，将OHA溶于甲酰胺中得到OHA溶液，在搅拌下加入盐酸阿霉素和氨基二茂铁，调节pH至8～9，在30～50℃条件下继续搅拌48～72小时，经透析、冷冻、干燥后得到具有pH敏感性的两亲性高分子前药OHA-DOX/AFc。优选地，所述的透析截留分子量为3500。优选地，所述的透析为先用50～70倍体积的甲酰胺透析24～36小时，再用100～150倍体积的去离子水透析48～72小时。按上述方案，所述步骤(3)中，将pH敏感性的两亲性高分子前药溶于去离子水中得到浓度为0.1～1.5mg/mL的前药溶液，间歇脉冲超声20～60min，超声功率为150～250W，制备得到肿瘤酸环境响应的纳米前药。提供一种上述方法制备得到的肿瘤酸环境响应的纳米前药在制备抗肿瘤药物中的应用，所述抗肿瘤药物同时负载药物阿霉素和氨基二茂铁。与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：1.本专利技术以价廉易得、水溶性好、生物相容性良好的天然高分子透明质酸作为载体，通过具有pH敏感特性的亚胺键同时与两种抗癌药物阿霉素和氨基二茂铁偶联，然后自组装得到纳米前药，所得纳米前药具有pH敏感性，在正常体循环中可以控制抗癌药物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种肿瘤酸环境响应的纳米前药的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)以高碘酸钠为氧化剂，使透明质酸部分氧化开环，羟基氧化成醛基，得产物OHA，化学反应式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种肿瘤酸环境响应的纳米前药的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以高碘酸钠为氧化剂，使透明质酸部分氧化开环，羟基氧化成醛基，得产物OHA，化学反应式为：



(2)将步骤(1)得到的OHA与盐酸阿霉素和氨基二茂铁进行反应，盐酸阿霉素的氨基和氨基二茂铁的氨基分别与OHA的醛基反应形成具有pH敏感性的亚胺键，即得两亲性高分子前药OHA-DOX/AFc，其化学反应式为：



(3)将步骤(2)得到的两亲性高分子前药OHA-DOX/AFc的水溶液，采用超声辅助自组装法制备得到肿瘤酸环境响应的纳米前药。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，透明质酸结构单元与高碘酸钠的摩尔比为1：0.9～1.1；所述步骤(2)中，盐酸阿霉素和氨基二茂铁的摩尔量总和占OHA摩尔量的50～70％；所述的盐酸阿霉素和氨基二茂铁的摩尔比为3～5：1。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，透明质酸分子量为30000～48000Da。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，将透明质酸溶于去离子水中得到透明质酸溶液，搅拌下逐滴加入高碘酸钠溶液并于30～50℃条件下避光搅拌4～5小时，使透明质酸部分氧化开环，随后加入乙二醇继续搅拌30～60分钟终止反应，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑化，雷孟珩，陈钢，张梦瑶，李单，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42