一种肿瘤弱酸环境介导构建与解构的聚合物、制备方法与应用技术

本发明专利技术属于生物医药及肿瘤学技术领域，具体涉及一种肿瘤弱酸环境介导构建与解构的聚合物、制备方法与应用，该聚合物的制备方法，包括如下步骤：以PAMAM、二茂铁甲酸、肉桂醛为原料，制备聚合物‑药物偶联物PFC；并基于该偶联物PFC构建了两种纳米颗粒cPFC

【技术实现步骤摘要】
一种肿瘤弱酸环境介导构建与解构的聚合物、制备方法与应用
本专利技术属于生物医药及肿瘤学
，具体涉及一种肿瘤弱酸环境介导构建与解构的聚合物、制备方法与应用。
技术介绍
铁死亡是最近发现的一种非凋亡的细胞死亡模式，谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)失活可激活该模式，从而打破细胞内活性氧(ROS，主要是羟基自由基)的产生和清除之间的平衡。芬顿反应介导的化学动力疗法(CDT)利用金属离子催化低活性的H2O2生成高细胞毒性的·OH，导致脂质体过氧化，已成为一种很有前景诱导肿瘤细胞铁死亡的策略。与光动力疗法、声动力疗法等基于ROS的治疗相比，化学动力疗法不受氧浓度和穿透深度的限制。颗粒尺寸是靶向体系中药物在肿瘤组织有效富集，肿瘤透过性以及细胞内化等过程的关键控制因素。一般而言，大家普遍认为10～100nm的颗粒具有较好效果。而对于细胞内化作用而言，在10～100nm范围内，颗粒尺寸越小，越有利于细胞吞噬。因此尺寸可变的颗粒体系有可能是一种有效的、同时实现透过性、存留率以及细胞内化和细胞核吞噬等多种增强的新策略。综上，通过肿瘤酸响应交联与解交联实现纳米颗粒尺寸可变，以获得更先进的药物输送系统，结合将该尺寸可变的颗粒体系和刺激触发的药物释放体系，对于增加药物在肿瘤组织的有效富集、渗透以及细胞内化具有重大意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种肿瘤弱酸环境介导构建与解构的聚合物，该聚合物具有纳米颗粒尺寸可变的特点，能够作为更为优异的药物载体，有效增加药物在肿瘤组织富集、渗透，提高对肿瘤细胞的杀伤效果；提供上述肿瘤弱酸环境介导构建与解构的聚合物的制备方法及应用作为本专利技术的另一个目的。基于上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：第一方面，本专利技术提供了一种肿瘤弱酸环境介导构建与解构的聚合物的制备方法，包括如下步骤：(1)以PAMAM、二茂铁甲酸、肉桂醛为原料，制备聚合物-药物偶联物PFC；(2)将聚合物-药物偶联物PFC与CDM-OEG4-CDM按照摩尔比1:(2～4)，于室温酰胺反应制得纳米颗粒cPFC；(3)将羧基活化后的PAEMA-DBCO与cPFC按照摩尔比1:(4～6)，于室温反应，制得纳米颗粒cPFCDBCO；(4)将酰氯化后的OH-PEG-N3与cPFC按照摩尔比1:(4～6)，于室温反应，制得纳米颗粒cPFCN3；(5)将纳米颗粒cPFCDBCO和纳米颗粒cPFCN3于pH＝(6.5～6.9)，酸响应构建肿瘤酸环境介导构建与解构的聚合物。本专利技术以PAMAM、二茂铁甲酸、肉桂醛为原料制得聚合物-药物偶联物PFC，并基于PFC构建了两种不同的纳米颗粒cPFCDBCO和cPFCN3，这两种纳米颗粒均具有肿瘤弱酸环境响应的特性，能够在肿瘤组织弱酸性环境中，cPFCDBCO颗粒快速酸响应，由疏水性向亲水性转变，暴露出配对基团DBCO，cPFCDBCO颗粒和cPFCN3颗粒快速发生点击化学交联成粒径更大的的颗粒，从而实现药物在肿瘤组织的富集。由于肿瘤细胞内的弱酸环境，使得交联形成的大颗粒缓慢解交联，解交联的两种纳米颗粒进一步酸响应缓慢释放出粒径相对更小的PFC，有利于PFC进一步渗透到肿瘤深部乏氧区域；当PFC被肿瘤细胞摄取后，PFC中的PAMAM通过质子海绵效应实现溶酶体逃逸，同时酸响应释放药物二茂铁甲酸和肉桂醛，并于肿瘤细胞内发生芬顿反应导致脂质体过氧化，诱导肿瘤细胞铁死亡，具有巨大的临床应用潜能。进一步地，步骤(1)以PAMAM、二茂铁甲酸、肉桂醛为原料，制备聚合物-药物偶联物PFC的过程，包括如下步骤：I.将羧基活化的二茂铁甲酸与PAMAM按照摩尔比(9～12):1于室温搅拌反应20h～30h，制得PAMAM与二茂铁甲酸偶联物PF；II.将PAMAM与二茂铁甲酸偶联物PF与肉桂醛在保护气气氛下，于室温搅拌反应20h～30h，于偶联物PF上进一步偶联肉桂醛，制得聚合物-药物偶联物PFC。本专利技术于大分子PAMAM上依次偶联二茂铁甲酸、肉桂醛等药物，制得肿瘤酸环境介导解构的聚合物PFC，并以聚合物-药物偶联物PFC作为药物载体，并分别构建包含该药物载体的两种纳米颗粒cPFCDBCO和cPFCN3，使得这两种纳米颗粒均具有在肿瘤组织弱酸环境中响应释放PFC，释放的PFC由于其中的PAMAM质子海绵效应实现溶酶体逃逸，进一步释放PFC中的二茂铁甲酸和肉桂醛等药物，达到抑制肿瘤细胞活性的目的。进一步地，肉桂醛与PAMAM的摩尔比为(3～5):1。进一步地，步骤(3)对PAEMA-DBCO进行羧基活化的过程为：将PAEMA-DBCO、EDC、NHS按照摩尔比1:(1～1.5):(1～1.5)，于DCM中，室温搅拌反应2h～4h，对PAEMA-DBCO进行羧基活化。进一步地，步骤(4)对OH-PEG-N3进行酰氯化的过程为：将OH-PEG-N3、草酰氯按照摩尔比1:(4～6)，在DMF催化下，于DCM中室温搅拌反应2h～4h，对OH-PEG-N3进行酰氯化。进一步地，所述纳米颗粒cPFCDBCO和cPFCN3的粒径范围均为50nm～200nm；所述PFC的粒径范围为8nm～12nm。第二方面，本专利技术提供了一种由上述制备方法制得的肿瘤弱酸环境介导构建与解构的聚合物。肿瘤弱酸环境介导构建与解构的聚合物由两种纳米颗粒cPFCDBCO和cPFCN3在酸环境下交联形成，两种纳米颗粒交联形成的大颗粒，有助于实现药物在肿瘤组织的富集；另外，该肿瘤弱酸环境介导构建与解构的聚合物在酸环境下能够实现解交联，解交联释放的纳米颗粒进一步酸响应释放其中的小分子药物PFC，达到杀死肿瘤细胞的目的。即肿瘤弱酸环境介导构建与解构的聚合物通过在肿瘤酸环境中交联、解交联，实现药物在肿瘤环境中的富集与释放，具有重要的临床应用前景。进一步地，由上述纳米颗粒cPFCDBCO和cPFCN3于30min内酸响应构建的聚合物的粒径范围为800nm～1100nm；聚合物在酸响应6h后解构产物PFC的粒径范围为8nm～12nm。第三方面，本专利技术提供了由上述方法制得的肿瘤酸环境介导构建与解构的聚合物在制备抗肿瘤药物中的应用。本专利技术提供的肿瘤酸环境介导构建与解构的聚合物具有在肿瘤酸环境中响应交联和解交联的特性，通过交联实现药物在肿瘤组织的聚集，通过解交联增强药物在肿瘤组织的渗透，因而能够用于制备抗肿瘤药物，且具有在常氧和乏氧条件下均能有效杀伤肿瘤细胞的优势。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：(1)本专利技术构建了两种不同的具有肿瘤弱酸环境响应的纳米颗粒，纳米颗粒之间发生点击化学反应交联成大颗粒，有助于增加药物在肿瘤组织的富集；酸响应解交联的颗粒缓慢降解释放粒径相对较小的聚合物-药物偶联物PFC，PFC进一步降解释放更小分子的药物二茂铁甲酸和肉桂醛，有利于药物渗透到肿瘤乏氧区域，具有在常氧和乏氧条件下均能有效杀伤肿瘤细胞的优势。(2)本专利技术制得的肿瘤微环境介导构建本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种肿瘤酸环境介导构建与解构的聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)以PAMAM、二茂铁甲酸、肉桂醛为原料，制备聚合物-药物偶联物PFC；/n(2)将聚合物-药物偶联物PFC与CDM-OEG

【技术特征摘要】
1.一种肿瘤酸环境介导构建与解构的聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)以PAMAM、二茂铁甲酸、肉桂醛为原料，制备聚合物-药物偶联物PFC；
(2)将聚合物-药物偶联物PFC与CDM-OEG4-CDM按照摩尔比1:(2～4)，于室温酰胺反应制得纳米颗粒cPFC；
(3)将羧基活化后的PAEMA-DBCO与cPFC按照摩尔比1:(4～6)，于室温反应，制得纳米颗粒cPFCDBCO；
(4)将酰氯化后的OH-PEG-N3与cPFC按照摩尔比1:(4～6)，于室温反应，制得纳米颗粒cPFCN3；
(5)将纳米颗粒cPFCDBCO和纳米颗粒cPFCN3于pH＝(6.5～6.9)，酸响应构建肿瘤酸环境介导构建与解构的聚合物。


2.根据权利要求1所述肿瘤弱酸环境介导构建与解构的聚合物的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)以PAMAM、二茂铁甲酸、肉桂醛为原料，制备聚合物-药物偶联物PFC的过程，包括如下步骤：
I.将羧基活化的二茂铁甲酸与PAMAM按照摩尔比(9～12):1于室温搅拌反应20h～30h，制得PAMAM与二茂铁甲酸偶联物PF；
II.将PAMAM与二茂铁甲酸偶联物PF与肉桂醛在保护气气氛下，于室温搅拌反应20h～30h，于偶联物PF上进一步偶联肉桂醛，制得聚合物-药物偶联物PFC。


3.根据权利要求2所述肿瘤弱酸环境介导构建与解构的聚合物的制备方法，其特征在于，所述肉桂醛与PAMAM的摩尔比为(3～5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁友永，周洁莲，杨蕊梦，江新青，王可伟，罗诗维，姚旺，
申请(专利权)人：广州市第一人民医院广州消化疾病中心，广州医科大学附属市一人民医院，华南理工大学附属第二医院，
类型：发明
国别省市：广东;44