一种基于氨基酸聚合物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基于氨基酸聚合物的纳米载药体系及其制备方法和应用。该氨基酸聚合物的制备方法为：在冰水浴条件下，将氯化亚砜缓慢滴加到溶剂中，然后缓慢加入氨基酸或其盐进行反应，得到氨基酸聚合物；或将氨基酸或其盐溶解到溶剂中，然后加入偶联剂和催化剂进行反应，得到氨基酸聚合物。该方法制得的氨基酸聚合物具有较好的生物相容性，载药量高且尺寸稳定，能够通过肿瘤组织的增强渗透滞留效应较好地聚集在肿瘤部位，在提高化疗药物的生物利用度、降低化疗药物对正常组织的毒性的同时增强了纳米药物载体对肿瘤细胞生长抑制，因此，该氨基酸聚合物可以作为药物载体用于纳米载药体系，为癌症及其他疾病的有效治疗开拓了一种新的途径。

【技术实现步骤摘要】
一种基于氨基酸聚合物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
，特别涉及一种基于氨基酸聚合物的纳米载药体系及其制备方法和应用。
技术介绍
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。作为一个具有抗癌活性的二萜生物碱类化合物，紫杉醇(PTX)新颖复杂的化学结构、广泛而显著的生物活性、全新独特的作用机制、奇缺的自然资源使其受到了植物学家、化学家、药理学家、分子生物学家的极大青睐，是一种在临床上应用较广的细胞周期非特异性抗肿瘤化疗药物，主要用于乳腺癌、卵巢癌和部分头颈癌和肺癌的治疗等。与抗有丝分裂抗肿瘤药物相反，PTX是发现的第一个能与微管蛋白聚合体相互作用的药物，即通过与微管紧密地结合，使它们稳定而起作用。即通过促进微管稳定化，导致细胞周期停滞，并进一步导致癌细胞凋亡。但PTX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。因此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。虽然用特定的溶剂系统，例如乙醇和吐温80的溶液来促进PTX溶解，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PTX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。近年来，文献中报道了许多不同的天然聚合物材料，尤其是基于氨基酸的纳米载体的蓬勃发展，为开发靶向纳米药物递送系统提供了较大的机会。目前合成聚氨基酸多以α-氨基酸N-羧基酸酐(NCA)的开环聚合反应合成，即使用醇，胺和相关化合物来引发NCA聚合，伯胺是最常见的引发剂。近年来，报道了有关NCA聚合的拓展研究包括通过使用过渡金属络合物，六甲基二硅氮烷和三甲基甲硅烷基衍生物，Al-席夫碱络合物，稀土金属络合物，铵盐和胺-硼烷路易斯对等作为引发剂引发开环聚合。以及探索改进的反应条件，例如低温，高真空和氮气流。尽管有这些创新，但由于NCA聚合条件相对苛刻且对水分高度敏感，因此NCA开环聚合仍然具有挑战性并且通常需要在特定装置中操作。因此，急需开发一个制备简单，生物相容好、多功能性和可生物降解的聚氨基酸纳米载体库，来降低疾病风险，改善人类健康。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种氨基酸聚合物的制备方法。本专利技术的第二个目的在于提供上述氨基酸聚合物在制备药物载体中的应用。本专利技术的第三个目的在于提供一种氨基酸聚合物药物输送载体的制备方法。本专利技术的第四个目的在于提供一种氨基酸聚合物的纳米载药体系。本专利技术的第五个目的在于提供上述氨基酸聚合物的纳米载药体系的制备方法。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种氨基酸聚合物的制备方法，通过如下任一种方式实现：S1、在冰水浴条件下，将氯化亚砜缓慢滴加到溶剂中，搅拌混合均匀，得到混合溶液；其中，溶剂为无水吡啶或二甲基甲酰胺的二氯甲烷溶液；S2、将氨基酸或其盐缓慢加入到步骤S1中得到的混合溶液中，在0～55℃条件下搅拌反应，得到氨基酸聚合物；或S3、将氨基酸或其盐溶解到溶剂中，然后加入偶联剂和催化剂，在0～55℃条件下进行反应，得到氨基酸聚合物。在本专利技术较佳的实施例中，步骤S1中所述的搅拌混合反应需在冰水浴中进行，温度过高会导致放热严重使氯化亚砜挥发且后续加入苯丙氨酸或其盐时导致副产物增加，致使产物产率和纯度较低，纳米粒稳定性较差。在本专利技术较佳的实施例中，步骤S1中所述的冰水浴的温度为0～4℃。在本专利技术较佳的实施例中，步骤S1中所述的反应需要在无水条件下进行，水的存在会与氯化亚砜反应，使产率降低，因此，步骤S1中的溶剂选自吡啶或含有一定量的二甲基甲酰胺的二氯甲烷溶液。在本专利技术较佳的实施例中，步骤S1中所述的氯化亚砜的滴加速度为0.2～2mL/min。氯化亚砜要缓慢滴加至用冰水浴孵育的溶剂中，以防止加入过快导致放热严重使氯化亚砜挥发且后续加入氨基酸或其盐时导致副产物增加，致使产物产率和纯度较低，纳米粒稳定性较差。在本专利技术较佳的实施例中，步骤S1中所述的吡啶量不可过多，否则会导致后续处理较复杂。在本专利技术较佳的实施例中，步骤S1中得到氯化亚砜的混合液后，将其转移到设置的温度环境中，以待与氨基酸或其盐反应。在本专利技术较佳的实施例中，步骤S1中所述的搅拌的时间为10～30min。在本专利技术较佳的实施例中，步骤S2和S3中所述的氨基酸或其盐为疏水性氨基酸、疏水性氨基酸衍生物和疏水性氨基酸盐中的至少一种；进一步优选为苯丙氨酸、苯丙氨酸衍生物、苯丙氨酸盐、甲硫氨酸、甲硫氨酸衍生物、甲硫氨酸盐、缬氨酸、缬氨酸衍生物、缬氨酸盐、亮氨酸、亮氨酸衍生物、亮氨酸盐、色氨酸、色氨酸衍生物和色氨酸盐盐中的至少一种；更进一步优选为苯丙氨酸、苯丙氨酸衍生物和苯丙氨酸盐中的至少一种；再进一步优选为苯丙氨酸、苯丙氨酸盐酸盐和苯丙氨酸硫酸盐中的至少一种；最优选为L-苯丙氨酸、D-苯丙氨酸或L,D-苯丙氨酸。在本专利技术较佳的实施例中，步骤S2中所述的氨基酸或其盐与所述氯化亚砜的摩尔比为1～2：0.5～6；优选为1：1～3；更优选为1:1.2。氯化亚砜与氨基酸或其盐的摩尔比和反应温度会显著影响合成的聚合物PPhe的产率和稳定性，如果氯化亚砜加入过量，则会产生较多副产物以及低聚体，致使产物产率和纯度较低，纳米粒稳定性较差。在本专利技术较佳的实施例中，步骤S2中所述的反应的温度优选为25～40℃；更优选为35℃。在本专利技术较佳的实施例中，步骤S2中所述的反应的时间为0.5～24h；优选为3h。在本专利技术较佳的实施例中，所述的氨基酸聚合物的制备方法，在步骤S2之后还包括纯化和干燥的步骤，具体为：将步骤S2中得到的氨基酸聚合物倒入水中搅拌，以终止反应，然后离心，除去未反应单体和溶剂，重复3～4次，再用四氢呋喃(THF)复溶，真空干燥，得到氨基酸聚合物。在本专利技术较佳的实施例中，所述的离心的转速为3000～8000rpm。在本专利技术较佳的实施例中，所述的真空干燥的条件为：50～80℃真空干燥12～24h。在本专利技术较佳的实施例中，步骤S2中所述的氨基酸聚合物为聚苯丙氨酸(PPhe)，其聚合度为2～10(优选为5～8)，分子量为312～1488。聚合物的聚合度和分子量会影响其自组装成纳米粒子时的粒径大小等，当聚合物PPhe的聚合度为5～8时，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，增强抗肿瘤效果。在本专利技术较佳的实施例中，步骤S3中所述的偶联剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)或二环己基碳二亚胺(DCC)。在本专利技术较佳的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氨基酸聚合物的制备方法，其特征在于，通过如下任一种方式实现：/nS1、在冰水浴条件下，将氯化亚砜缓慢滴加到溶剂中，搅拌混合均匀，得到混合溶液；其中，溶剂为无水吡啶或二甲基甲酰胺的二氯甲烷溶液；/nS2、将氨基酸或其盐缓慢加入到步骤S1中得到的混合溶液中，在0～55℃条件下搅拌反应，得到氨基酸聚合物；/n或/nS3、将氨基酸或其盐溶解到溶剂中，然后加入偶联剂和催化剂，在0～55℃条件下进行反应，得到氨基酸聚合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种氨基酸聚合物的制备方法，其特征在于，通过如下任一种方式实现：
S1、在冰水浴条件下，将氯化亚砜缓慢滴加到溶剂中，搅拌混合均匀，得到混合溶液；其中，溶剂为无水吡啶或二甲基甲酰胺的二氯甲烷溶液；
S2、将氨基酸或其盐缓慢加入到步骤S1中得到的混合溶液中，在0～55℃条件下搅拌反应，得到氨基酸聚合物；
或
S3、将氨基酸或其盐溶解到溶剂中，然后加入偶联剂和催化剂，在0～55℃条件下进行反应，得到氨基酸聚合物。


2.根据权利要求1所述的氨基酸聚合物的制备方法，其特征在于：
步骤S2和S3中所述的氨基酸或其盐为疏水性氨基酸、疏水性氨基酸衍生物和疏水性氨基酸盐中的至少一种。


3.根据权利要求2所述的氨基酸聚合物的制备方法，其特征在于：
步骤S2和S3中所述的氨基酸或其盐为苯丙氨酸、苯丙氨酸衍生物、苯丙氨酸盐、甲硫氨酸、甲硫氨酸衍生物、甲硫氨酸盐、缬氨酸、缬氨酸衍生物、缬氨酸盐、亮氨酸、亮氨酸衍生物、亮氨酸盐、色氨酸、色氨酸衍生物和色氨酸盐盐中的至少一种。


4.根据权利要求3所述的氨基酸聚合物的制备方法，其特征在于：
步骤S2和S3中所述的氨基酸为L-苯丙氨酸、D-苯丙氨酸或L,D-苯丙氨酸；
步骤S2中所述的氨基酸与所述氯化亚砜的摩尔比为1～2：0.5～6；
步骤S2中所述的反应的温度为25～40℃；
步骤S2中所述的反应的时间为0.5～24h；
步骤S3中所述的偶联剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐或二环己基碳二亚胺；
步骤S3中所述的溶剂为水，二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的至少一种；
步骤S3中所述的偶联剂与氨基酸的摩尔比为1.2～1.5:1；
步骤S3中所述的催化剂为1-羟基苯并三唑，N-羟基琥珀酰亚胺或4-二甲氨基吡啶中的至少一种；
步骤S3中所述的催化剂与氨基酸的摩尔比是1:1；
步骤S3中所述的反应的温度为25～40℃；
步骤S3中所述的反应的时间为0.5～24h。


5.权利要求1～4任一项所述的方法制备得到的氨基酸聚合物在制备药物载体中的应用。


6.一种聚氨基酸药物输送载体的制备方法，其特征在于，通过如下任一种方式实现：
(1)将权利要求1～4任一项所述的方法制备得到的氨基酸聚合物溶于有机溶剂中，得到氨基酸聚合物溶液；然后在搅拌条件下，将氨基酸聚合物溶液滴加至含有稳定剂的水溶液中，使其自组装成纳米粒，得到氨基酸聚合物药物输送载体；
或
(2)将权利要求1～4任一项所述的方法制备得到的氨基酸聚合物和稳定剂分别溶解于有机溶剂中，得到氨基酸聚合物溶液和稳定剂溶液；然后将两者混合均匀后滴加...

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