叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于医药物技术领域，具体为一种叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物及其制备方法和应用。本发明专利技术的聚合物药物由紫杉醇经琥珀酰酯键共价连接至壳聚糖季铵盐并连接肿瘤靶向配体叶酸而成。其制备方法为：琥珀酸酐开环与紫杉醇化学连接合成琥珀酰紫杉醇，壳聚糖经季铵化修饰制得壳聚糖季铵盐，在催化剂作用下，琥珀酰紫杉醇共价连接至壳聚糖季铵盐，并引入靶向配体叶酸；该聚合物药物在水中可自组装形成纳米粒，其中以疏水性药物为内核，以壳聚糖季铵盐为亲水外壳。该聚合物药物制备方法简单、重复性和安全性良好，可通过口服和静脉注射二种给药途径增强紫杉醇的靶向性和抑瘤功效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医药
，具体涉及一种叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物及其制备方法和应用。
技术介绍
抗肿瘤化学药物因水溶性差、体内非特异性分布、毒副作用较大等，无法充分发挥其治疗功效。紫杉醇作为一线化疗药物，可促进微管装配并阻止微管蛋白解聚，从而有效抑制癌细胞的快速分裂和增殖。但紫杉醇难溶于水，临床使用的紫杉醇注射液是以聚氧乙烯蓖麻油/乙醇(1:1，v/v)作为溶媒，静脉注射后可引起过敏反应、心血管毒性等毒副作用。采用药物递送系统可克服上述缺陷，其中水溶性聚合物载体与紫杉醇化学连接形成的聚合物药物可改善紫杉醇溶解度，控制药物释放，提高肿瘤靶向性，减轻毒副作用。紫杉醇可直接与聚合物载体连接，但可能因空间位阻等因素药物释放速率过慢(Shahin M et al.，IntJ Pharm 2010，389:213-222)，可将紫杉醇先与二元羧酸或氨基酸等小分子连接后间接连接至聚合物载体，间接连接可提高药物的反应活性，增加药物水解位点。目前研究的基于紫杉醇的聚合物药物多经静脉注射给药，静脉注射后药物可直接进入血液循环；在癌症的长期治疗过程中，口服相对于静脉注射更加方便，可提高病人顺应性。紫杉醇的小肠渗透性差，易受到肠上皮细胞表面P-糖蛋白介导的药物外排及细胞色素P450依赖的药物代谢，口服生物利用度非常低。借助递送载体可提高药物的口服吸收，其中壳聚糖以优良的理化性质及易于进行结构与功能修饰而广泛用于口服递送载体的制备，但壳聚糖在生理环境下水溶性差，应用受到限制。壳聚糖可经水解或酶解为低分子量壳聚糖(Mw〈10 kDa)，水溶性增强，将紫杉醇经琥珀酰酯键与低分子量壳聚糖共价连接形成低分子量壳聚糖-紫杉醇聚合物药物，可改善紫杉醇溶解性，提高紫杉醇口服生物利用度(LeeE et al., J Med Chem 2008，51:6442_6449)，口服低分子量壳聚糖-紫杉醇的体内抑瘤率和静脉注射紫杉醇溶液相当。但一般认为分子量大于50 kDa的分子或与其相当的粒子(例如纳米粒)有明显的增强渗透滞留(EPR)效应，可被动靶向肿瘤组织。低分子量壳聚糖-紫杉醇聚合物药物的分子量较小且不能自组装形成纳米粒，无法利用EPR效应提高抗肿瘤功效。利用配体与细胞膜上受体特异性识别作用，对药物递送载体进行靶向配体修饰可增加细胞对药物递送载体的摄取，增强主动靶向功效。小肠上皮细胞表面叶酸受体高表达，叶酸修饰的纳米粒可显著提高药物的小肠转运能力(Roger E et al., Mol Pharmaceutics2012,9:2103-2110);叶酸受体在多种肿瘤细胞( 如卵巢癌、肝癌、乳腺癌等)表面高表达且活性显著高于正常细胞，叶酸修饰的纳米粒可在肿瘤组织中高度蓄积，具有良好的肿瘤细胞革巴向性(Wang J et al., Biomacromolecules 2011,12:228-234)
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种具有自组装性能、可用于多种给药途径的叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物及其制备方法和应用。本专利技术的基本方案如下: 琥珀酸酐经吡啶催化开环，与紫杉醇连接合成琥珀酰紫杉醇；壳聚糖与碘甲烷反应合成壳聚糖季铵盐；壳聚糖季铵盐与琥珀酰紫杉醇经催化缩合，并将靶向配体叶酸连接至壳聚糖季铵盐，制得叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物。该聚合物药物因含有亲水性聚合物链和疏水性药物，在水中可自组装形成纳米粒。本专利技术依据壳聚糖季铵盐的亲水性、黏膜黏附和细胞黏附等作用，将紫杉醇通过琥珀酰酯键共价连接至壳聚糖季铵盐，提高药物水溶性，控制药物释放，增强药物肿瘤靶向性；依据叶酸对于多种肿瘤细胞的主动靶向性，将叶酸共价连接至壳聚糖季铵盐，实现聚合物药物的肿瘤组织主动靶向，减小药物对正常组织的毒副作用。本专利技术制备的叶酸修饰壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物可通过口服和静脉注射等多种给药途径提高药物的抗肿瘤功效。具体说来，本专利技术提供的叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物，是抗肿瘤药物紫杉醇经琥珀酰酯键共价连接至壳聚糖季铵盐，再将靶向配体叶酸连接至壳聚糖季铵盐形成的聚合物药物，该聚合物药物在水中可自组装形成纳米粒。其中壳聚糖分子量范围为10-500 kDa，紫杉醇载药量为3_25%。所述的叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物，自组装形成的纳米粒平均粒径为 100-500 nm。本专利技术的叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物的制备方法如下: (1)琥珀酸酐混悬于二氯甲烷，加入紫杉醇，搅拌，加入无水吡啶，搅拌反应24-72h ;减压蒸馏，加水洗涤，离心收集沉淀，真空干燥，得琥珀酰紫杉醇； (2)按照文献报道方法(EurJ Pharm Biopharm 2004，57:77-83)合成壳聚糖季铵盐； (3)琥珀酰紫杉醇溶于二甲基亚砜，加入催化剂，搅拌；将壳聚糖季铵盐溶于水，加至含有琥珀酰紫杉醇的二甲基亚砜中，反应6-24 h； (4)将叶酸溶于二甲基亚砜，加入催化剂，搅拌，加至步骤(3)得到的反应体系中，避光反应6-24 h ;纯化，冷冻干燥，得叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物。步骤(I)中，琥珀酸酐与紫杉醇的质量比为1:1-1:10，吡啶用量为反应体系的0.25-2.0% (v/v)。步骤(2)中，合成壳聚糖季铵盐反应时间为45-150 min ;所得壳聚糖季铵盐以Cl—型阴离子交换树脂纯化、冷冻干燥；其中反应45、120和150 min所得的壳聚糖季铵盐的季铵化度分别为15%、30%和45%。步骤(3)中，反应所用催化剂为1- ( 3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，且琥珀酰紫杉醇与1- (3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺的摩尔比均为1:1-1:10，琥珀酰紫杉醇与壳聚糖季铵盐的质量比为0.05:1-0.4:1，壳聚糖季铵盐水溶液浓度为10-30 mg/ml。步骤(4)中，叶酸与壳聚糖季铵盐的质量比为0.05:1-0.3:1，反应所用催化剂为1- (3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，且叶酸与1- (3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺的摩尔比均为1:1-1:10。本专利技术的叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物，可通过口服和静脉二种给药途径用于肝癌等多种癌症的治疗。本专利技术的优点在于: (I)依据壳聚糖季铵盐良好的水溶性、黏附性及促进渗透等优点，将紫杉醇经生理条件下可裂解的连接键共价连接至壳聚糖季铵盐，并将靶向配体叶酸连接至壳聚糖季铵盐，制备一种新型叶酸修饰壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物。本专利技术的叶酸修饰壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物可增强药物小肠渗透性，不仅可通过EPR效应富集于肿瘤组织，也可通过靶向配体叶酸与肿瘤细胞表面特异性受体的识别、结合，增加肿瘤组织中药物分布，提高药物的抗肿瘤功效，降低对其它脏器的毒性。(2)本专利技术的叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物水中自组装形成纳米粒，粒径分布均匀，分散性较好，且在不同pH环境下粒径稳定。(3)本专利技术的叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物可在体内缓慢释药，可防止药物到达靶点前对正常组织的毒性；酸性条件下聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叶酸修饰的壳聚糖季铵盐?紫杉醇聚合物药物，其特征在于由下述过程制备获得：壳聚糖经季铵化修饰制得亲水性壳聚糖季铵盐，琥珀酸酐开环与紫杉醇化学连接制得疏水性琥珀酰紫杉醇，壳聚糖季铵盐和琥珀酰紫杉醇共价连接，壳聚糖季铵盐共价连接叶酸；其中琥珀酰紫杉醇与壳聚糖季铵盐的质量比为0.05:1?0.4:1，叶酸与壳聚糖季铵盐的质量比为0.05:1?0.3:1。

【技术特征摘要】
1.种叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物，其特征在于由下述过程制备获得:壳聚糖经季铵化修饰制得亲水性壳聚糖季铵盐，琥珀酸酐开环与紫杉醇化学连接制得疏水性琥珀酰紫杉醇，壳聚糖季铵盐和琥珀酰紫杉醇共价连接，壳聚糖季铵盐共价连接叶酸；其中琥珀酰紫杉醇与壳聚糖季铵盐的质量比为0.05:1-0.4:1，叶酸与壳聚糖季铵盐的质量比为0.05:1-0.3:1。2.据权利要求1所述的叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物，其特征在于壳聚糖分子量范围为10-500 kDa。3.据权利要求1所述的叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物，其特征在于紫杉醇载药量为3-25%。4.据权利要求1-3之一所述的叶酸修饰的壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物，其特征在于由该药物自组装形成的纳米粒，粒径为100-500 nm。5.种如权利要求1-4之一所述的叶酸修饰壳聚糖季铵盐-紫杉醇聚合物药物的制备方法，其特征在于具体步骤如下: (1)琥珀酸酐混悬于二氯甲烷，加入紫杉醇，搅拌，加入无水吡啶，搅拌反应24-72小时；减压蒸馏，加水洗涤，离心收集沉淀，真空干燥，得琥珀酰紫杉醇； (2)合成壳聚糖季铵盐； (3)琥珀酰紫杉醇溶于二甲基亚砜，加入催化剂，搅拌；壳聚糖季铵盐溶于水，加至含有琥珀酰紫杉醇的二甲基亚砜中，反应6-24小时； (4)叶酸溶于二甲基亚砜，加入催化剂，搅拌，加至(3)的反应体系中，避光反应6-24小...

【专利技术属性】
技术研发人员：印春华，贺睿，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：