一种树状聚合物靶向纳米粒子及其制备和应用制造技术

本发明专利技术属于纳米医学技术领域，一种树状聚合物靶向纳米粒子及其制备方法和在癌症影像学中的应用。通式为：ＰＡＭＡＭ－ＰＥＧ－Ｘ，其中ＰＡＭＡＭ为树状不同代数的聚合物；ＰＥＧ为分子量为１０００～１００００Ｄａ的聚乙二醇；Ｘ为叶酸，半乳糖、多肽、脂质体、抗体等靶向基团。本发明专利技术同时提供了制备该树状聚合物靶向纳米粒子的新方法，即将靶向基团和树状聚合物之间通过亲水性的聚乙二醇相连，形成尺寸可控的靶向复合纳米结构。本发明专利技术纳米粒子具有极高的生物兼容性，无免疫原性和细胞毒性；对肺癌细胞具有高靶向性能的优点。本发明专利技术在人类各种癌症的影像诊断中具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种纳米医学
，具体地说是一种树状聚合物耙向纳 米粒子及其制备和应用。技术背景树状聚合物(Dendrimer)是一种人工合成、具有精确结构的纳米粒子。 其分子量大小可精细调控，药代动力学行为具有可重复性。在其合成过程中， 可以人工调控聚合物的体积、形态以及末端基团的种类。树状聚合物具有溶 解性高、粘附性低、高反应性以及可与其他物质混合等特点，可以作为单分 子纳米粒子运载药物或基因。更为重要的是树状聚合物无免疫原性、无遗传 毒性与细胞毒性，不会引起机体的免疫反应、不会导致细胞的转化与细胞死 亡，是理想的免疫靶向药物。近年来，靶向纳米药物的研制成为生物医药领域中十分活跃的研究方向， 特别是针对肿瘤治疗的纳米粒子的研究。通过控制组成、形状和尺寸，人们 能够定制所需要的纳米复合颗粒，从而满足特定领域的需要。纳米尺度效应机理说明就药物传输载体而言，纳米尺度范围内的颗粒 尺寸变化会强烈地影响其在血液中的循环时间和体内的生物分布。通常粒径 小于IO纳米的微粒在人体中通过溢出作用和新陈代谢作用很快就被除去。正 常組l只血管的内皮细胞排列紧密，间隙小， 一般小于8纳米；而癌变组织中 血管壁1勺间隙要大得多，在100 800纳米之间。因此合成10 100纳米的表面 包被PEG的树状聚合物纳米复合粒子，能有效躲避网状内皮细胞的吞噬作用， 在主动靶向和被动靶向的导向下高浓度聚集于肺部。在树状聚合物中使用带有靶向残基的PEG修饰部分羧基具有以下优势 (1)纳米粒子的表面亲脂性越大其对调理蛋白的结合力越强，吞噬细胞 对其吞噬也越强。表面PEG的引入可有效增强树状聚合物的亲水性，有利于纳 米复合粒子躲避吞噬细胞识别的能力，延长其在体内的循环时间。同时亲水 性的增强也可提高纳米复合粒子在静脉血液中的稳定性。(2)聚酰胺一胺类树状聚合物G10代的粒径约10纳米左右，PEG为亲水 性大分子，它的引入不仅可以为构筑10 100纳米的不同尺度粒子做贡献，还 可以防止聚合物在循环过程中被分解，从而提高该纳米复合粒子体系的生物 利用度。本专利技术制备出了具有靶向性的树状纳米复合粒子。作为靶向药物的一种， 该纳米复合粒子通过静脉注射，在主动靶向和被动靶向作用下，选择性进入 肺癌肿瘤组织后并高浓度聚集于此。本专利技术树状纳米复合粒子可用于制备造 影剂，以提高造影对比度而达到敏感性显像，使影像更加清晰，在癌症影像 学中具有重要应用价值。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种生物相容性好、水溶性好，对肺癌细胞具有靶 向性的树状纳米复合粒子。本专利技术又一 目的在于提供一种对肺癌细胞具有靶向性的纳米树状聚合物 药物载体系统的制备方法和用途。一种树状聚合物耙向纳米粒子，其通式为PAMAM—PEG—X 其中PAMAM为树状不同代数的聚合物；PEG为分子量为1000 10000Da 的聚乙二醇；X为叶酸，半乳糖、多肽、脂质体、抗体等靶向基团； PAMAM (以肺癌耙向树状聚合物为例)结构式如下AF-HN-GEP-HNOCQHsOCHNC^HNOC气AF-HNGEP-HNOCC4H80CHNC2H4HNOCC2E]、. AF揚GEP-HNOCCjH80C跳2H^HNOCC2H4 ^ 卞CCONHCsH^NHCOCftCONH-PEG-NH-FA■>、 、 C^CONHC^NHCOqHgCONH-ffiG-NH-FA^ \>1 C^CONHC^NHCOCACONH-PEG-NH-FAAF-HN^GEP-HNOCdHgOCHNC^HNOCC^ / \ C^CONHC^NHCOQHj^ONH-PEG-NH-FAAF-HN^GEP-HNOCQftOCHNCjHjHNOCC^ / '^^^ C2H4CCNHC2HiNHCOCftCONH-PEG-NH-FA 《 IfCT 《A。G %AF-H^GEP-HNOCQHsOCHN&HaHNOCC^ 凌 % Cy^CONH&HiNHCOqHgCONH-PEG-WWAAF-賜鹏腦0:4 1^ 、CACWHC^NHCOQH8C調孤脂APEG (以聚乙二醇二胺为例)结构式为:<formula>formula see original document page 6</formula>X (以叶酸FA为例)结构式为:树状聚合物靶向纳米粒子的制备方法，包括以下步骤(1) 耙向基团与聚乙二醇二胺的合成a. 将X (叶酸FA)溶于二甲基亚砜(DMSO)溶剂中，加入PEG (聚乙 二醇二胺)，加入l-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐催化剂，在避光、 氮气保护条件下，反应生成聚乙二醇/叶酸；b. 向聚乙二醇/叶酸混合物中加入蒸馏水，降温至室温，转移至透析袋中， 在pH^9.5的碳酸氢钠缓冲液中透析三天；再在水中透析两天，浓縮冻干、得 聚酰胺-胺，避光保存；(2) 聚酰胺-胺的羧基化a. 将聚酰胺-胺溶于二甲基亚砜(DMSO)溶剂中，加入丁二酸酐，加入 4-二甲氨基吡啶(DMAP)催化剂，反应温度30°C-50°C，生成羧基树状大分 子；b. 将反应混合物用蒸馏水稀释后转移至透析袋中，置于水中透析三天， 过滤后浓縮冻干，干燥保存；(3) 耙向纳米粒子的制备a. 将(1)产物聚乙二醇/叶酸和(2)产物羧基树状大分子在二甲基亚砜 (DMSO)溶剂中反应，加入EDC/N-羟基琥珀酰胺催化剂得聚合物纳米粒子；b. 将上述所得的聚合物纳米粒子，放置水中透析三天，浓縮冻干得到树 状聚合物靶向纳米粒子。本专利技术树状聚合物靶向纳米粒子，用于制备造影剂，在癌症影像学中应用。本专利技术提供的基于树形聚合物靶向纳米粒子系统由三个功能部分组成: (1)处于最外端的靶向基团残基；(2)作为连接臂的亲水性聚乙二醇链；(3) 位于中心核的树状聚合物PAMAM。 通式为PAMAM~~PEG~~X其中X为叶酸，半乳糖、多肽、脂质体、抗体等靶向基团；PEG为分子 量为1000 10000Da的聚乙二醇；PAMAM为树状不同代数的聚合物。为得到靶向纳米复合粒子，本专利技术采用一种连接臂将靶向基团和树状聚 合物聚酰胺-胺连接起来。先将连接臂一端与靶向基团反应，再将另一端与聚 酰胺-胺反应，从而得到纳米复合粒子。各步合成方法如下(1) 靶向基团与连接臂聚乙二醇二胺的合成第一步以l-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)为催化剂，将靶向基团的羧基与聚乙二醇二胺的氨基反应生成酰胺键，通过控制投料比、 加料顺序、溶剂量等得到一端取代的聚乙二醇/叶酸。该化学反应过程采取避 光、氮气保护。反应使用的溶剂为二甲基亚砜(DMSO)，使用前需提纯。以下描述中除 非特别提及， 一般溶剂均为提纯处理后使用。第二步反应物的纯化，向聚乙二醇/叶酸混合物反复加入三次蒸馏水使反应停止，待温度降至室温后转移至透析袋中于pH-9.5的碳酸氢钠缓冲液中 透析三天除掉二甲基亚砜(DMSO)，再放置水中透析两天除盐，浓縮冻干、 避光保存。(2) 聚酰胺-胺的羧基化第一步将聚酰胺-胺溶解在二甲基亚砜(DMSO)溶剂中，加入过量的 丁二酸酐，利用端胺基开丁二酸酐，生成端基为羧基的树状大分子，反应温 度控制在5(TC以下。该步反应催化剂以4-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树状聚合物靶向纳米粒子，其通式为：　ＰＡＭＡＭ－ＰＥＧ－Ｘ　其中ＰＡＭＡＭ为树状聚合物；ＰＥＧ为分子量１０００～１００００Ｄａ的聚乙二醇；Ｘ为叶酸，半乳糖、多肽、脂质体、抗体等靶向基团；　ＰＡＭＡＭ（以肺癌靶向树状聚合物为例）结构式如下：　＊＊＊　ＰＥＧ（以聚乙二醇二胺为例）结构式为：　＊＊＊　Ｘ（以叶酸为例）结构式为：　＊＊＊。

【技术特征摘要】
1.一种树状聚合物靶向纳米粒子，其通式为PAMAM-PEG-X其中PAMAM为树状聚合物；PEG为分子量1000～10000Da的聚乙二醇；X为叶酸，半乳糖、多肽、脂质体、抗体等靶向基团；PAMAM(以肺癌靶向树状聚合物为例)结构式如下PEG(以聚乙二醇二胺为例)结构式为X(以叶酸为例)结构式为2. —种树状聚合物靶向纳米粒子的制备方法，包括以下步骤 (l)靶向基团与聚乙二醇二胺的合成'.a.将X (叶酸)溶于二甲基亚砜(DMSO)溶剂中，加入PEG (聚 乙二醇二胺)，加入l-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐催化剂， 在避光、氮气保护条件下反应得聚乙二醇/叶酸；b.向聚乙二醇/叶酸混合物中加入蒸馏水，降温至室温，转移至透析袋中，在pH=9.5的碳酸氢钠缓冲液...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗淑芳，张伟禄，刘顺英，李娜，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]