用于抗腫瘤藥物遞送的小分子材料及制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有機化學(xué)和納米醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種用于抗腫瘤藥物遞送 的小分子材料及制備方法和載藥應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球環(huán)境問題日益凸顯，人類與致癌性相關(guān)的行為活動增加，全球腫瘤發(fā)病 率持續(xù)升高?；熞廊皇悄壳爸委熌[瘤的主要手段之一，而傳統(tǒng)的抗腫瘤藥物由于水溶性 差、缺乏腫瘤組織靶向性和毒副作用等原因，臨床應(yīng)用受到限制。為了克服這些限制以獲得 更好的治療效果，將抗腫瘤藥物通過藥劑學(xué)方法取得了很多令人欣慰的成果。如將抗腫瘤 藥物與水溶性高聚物進行化學(xué)偶聯(lián)制得的前藥一般水溶性好、具靶向性。另有研究者將抗 腫瘤藥物做成包裹體，或脂質(zhì)體，也有研究者做成高分子膠束，囊泡及高分子納米粒。雖然 上述研究得到的納米系統(tǒng)在體外細(xì)胞毒性研究中均表現(xiàn)耐藥量增加、水溶性提高、較好的 組織相容性和利用EPR效應(yīng)取得的靶向給藥性等令人滿意的結(jié)果，但是上述系統(tǒng)也各有自 己的不足之處，有的合成過程復(fù)雜、成本較高不利于工業(yè)化生產(chǎn)，有的載藥量太低，有的尺 寸太小或太大，有的則釋藥速率太小或太大。
[0003] 納米膠束前藥納米給藥系統(tǒng)是解決傳統(tǒng)抗腫瘤藥物及其衍生物水溶性差、易產(chǎn)生 多藥耐藥性、不具靶向性及治療指數(shù)較差等問題的方法之一，該系統(tǒng)由兩部分組成，位于核 心的一般是親脂性的抗腫瘤藥物，位于核心外圍的則是親水性的分子。形成納米膠束以后 還可以在一定的條件下加入一定量的游離抗腫瘤藥物，該藥物既可以是相同的也可以是不 同的，從而為聯(lián)合用藥開辟了一條道路，能顯著增加納米膠束前藥體系的載藥量。納米膠束 前藥可以形成20_200nm的粒徑，這樣的尺寸在體內(nèi)既不會因為太小而進入正常組織血管間 隙也不會因為太大而不能進入腫瘤組織的血管間隙，從而在不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生毒副作用下 發(fā)揮較強的靶向治療作用。
[0004] 納米膠束前藥這一體系是綜合了脂質(zhì)體和高分子前藥二者的優(yōu)點：脂質(zhì)體一般包 裹游離的抗癌藥物，載藥量比較大;而高分子前藥一般具有酸敏感或熱敏感，但是該體系一 般合成過程復(fù)雜載藥量較低。研究還顯示，與其他藥物體系相比納米膠束前藥一般具有更 長的體內(nèi)循環(huán)時間、更好的穩(wěn)定性及靶向性。
[0005] 經(jīng)對現(xiàn)有文獻(xiàn)探索發(fā)現(xiàn)，脂溶性抗腫瘤藥物與一定長度的水溶性糖類衍生物連接 能夠使得到的前藥在水溶液中自組裝形成納米膠束，降低藥物的毒副作用，羧基化可進一 步增強高分子前藥的水溶性和載藥量，具有較高的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種小分子材料及制備方法，該方法是在D-葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯的基礎(chǔ)上，通過二胺將兩分子葡萄糖酸連接起來，再將葡萄糖羧基化，形成該小分子材 料。
[0007] 本發(fā)明的另一目的是提供一種小分子材料在抗腫瘤藥物遞送中的應(yīng)用，即針對抗 腫瘤藥物的水溶性差等問題，利用上述小分子材料，設(shè)計、合成、組裝了納米膠束前藥，提高 了抗腫瘤藥物的水溶性和生物利用度，并利用腫瘤的EPR效應(yīng)被動靶向，提高腫瘤部位的藥 物濃度，降低藥物毒副作用，以期獲得更好的抗腫瘤療效。
[0008] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案是：
[0009] 一種用于抗腫瘤藥物遞送的小分子材料，其特征在于該小分子材料具有如下所示 結(jié)構(gòu)：
[0010]
[0011] 其中:m = 2、3、4、5或6;n = 2、3或4。小分子材料與藥物連接形成的納米膠束粒徑能 夠控制在100~200nm之間，粒徑分布ΗΠ 為0· 1~0.3〇
[0012] -種h沭小分子材料的制備方法，特點是該方法包括以下具體步驟：
[0013]
[0014] 1)制備二葡糖糖酸酰胺GTG
[0015]在裝有磁轉(zhuǎn)子的單頸圓底燒瓶中加入干燥的N，N_二甲基甲酰胺，氮氣流保護下加 入D-葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯GAL和無水二胺。lg的D-葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯對應(yīng)N，N-二甲基甲酰胺 30mL，D-葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯與無水二胺的摩爾比為2:1，在氮氣保護條件下將上述反應(yīng)體系 在80 °C條件下反應(yīng)12h。反應(yīng)結(jié)束后，體系中有大量白色固體物質(zhì)出現(xiàn)，降至室溫后，加入約 丙酮(化學(xué)純），lg的D-葡萄糖酸-δ-內(nèi)酯對應(yīng)丙酮30mL，更多的白色固體物質(zhì)析出。用垂熔 玻璃漏斗(G3)過濾，濾餅上所得白色固體用少量丙酮洗3次后置于45°C真空干燥箱中6h得 白色固體二葡糖糖酸酰胺GTG;
[0016] 2)制備羧基化二葡糖糖酸酰胺CAG
[0017] 在裝有磁轉(zhuǎn)子的干燥單頸梨形瓶中加入干燥二甲基亞砜，氮氣流下加入二葡糖糖 酸酰胺GTG、二酸酐和4-二甲氨基吡啶，lg二葡糖糖酸酰胺對應(yīng)二甲基亞砜10mL，二葡糖糖 酸酰胺與二酸酐和4-二甲氨基吡啶的摩爾比為1:13:1.1。該反應(yīng)在65°C條件下反應(yīng)24h。將 反應(yīng)后的溶液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至約一半溶劑。冷卻至室溫，在快速攪拌下緩慢加入溶劑等量 的去離子水，然后將此稀釋液裝于截留分子量為1000的透析袋中透析，冷凍干燥得絮狀咖 啡色固體羧基化二葡糖糖酸酰胺CAG。
[0018] -種上述小分子材料的載藥應(yīng)用，該載藥應(yīng)用包括以下具體步驟：
[0019]
UAiioruy
[0020] 在裝有磁轉(zhuǎn)子的單頸梨形瓶中加入干燥的N，N-二甲基甲酰胺，氮氣流下依次加入 羧基化二葡糖糖酸酰胺，抗腫瘤藥物，4-二甲氨基吡啶，待溶液溶清后用冰水浴將反應(yīng)體系 降溫至0°C，緩慢分次加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽。lg羧基化二葡糖 糖酸酰胺對應(yīng)N，N-二甲基甲酰胺10~15mL，羧基化二葡糖糖酸酰胺與抗腫瘤藥物、4-二甲 氨基吡啶、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽的摩爾比為1:1:1.1:4,升至室溫 反應(yīng)16h，激烈攪拌下，將反應(yīng)體系緩慢的倒入0.3mol/L的碳酸氫鈉溶液中，lg羧基化二葡 糖糖酸酰胺對應(yīng)碳酸氫鈉溶液20~30mL，將得到的溶液裝于截留分子量為10000的透析袋 中透析，冷凍干燥得咖啡色絮狀固體CAG-Drug。CAG-Drug在水溶液中通過自組裝形成納米 膠束。通過動態(tài)光散射儀測定其粒徑、粒徑分布及表面電荷，并用透射電鏡觀測納米膠束形 貌，用紫外吸收法測定其載藥量和溶血性，用CCK 8法測定納米膠束的細(xì)胞毒性。
[0021] 所述透析是指:選擇截留分子量為1000或10000的透析袋將過濾后的反應(yīng)液置于 去離子水中透析48~60小時，每3小時換一次水，12小時后每12小時換一次水，然后冷凍干 燥。
[0022]所述的載藥應(yīng)用，該載藥應(yīng)用適用于含羥基(-OH)、氨基(-NH2)的抗腫瘤藥物的遞 送。
[0023]所述含羥基(-OH)、氨基(-NH2)的抗腫瘤藥物為紫杉醇、多西紫杉醇、阿霉素、喜樹 堿或吉西他濱。
[0024] 本發(fā)明的小分子納米膠束前藥在腫瘤酸性環(huán)境下促使酯鍵裂解，抗腫瘤藥物從載 體上釋放，使藥物持續(xù)在腫瘤組織累積，在治療肺癌、乳腺癌方面的應(yīng)用。
[0025] 本發(fā)明的小分子材料與抗腫瘤藥物形成的小分子前藥能夠在水溶液中自組裝形 成納米膠束，提高藥物的水溶性，被動靶向腫瘤部位，降低藥物的毒副作用，提高藥物的生 物利用度，以期克服化療藥物臨床應(yīng)用不理想的瓶頸。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明二葡糖糖酸酰胺的咕NMR圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明小分子材料的1H NMR圖；
[0028] 圖3為本發(fā)明小分子材料載紫杉醇前藥的1H NMR圖；
[0029] 圖4為本發(fā)明小分子材料載紫杉醇前藥的粒徑分布圖；
[0030]圖5為本發(fā)明小分子材料載紫杉醇前藥的表面電位圖；
[0031 ]圖6為本發(fā)明小分子材料載紫杉醇前藥的透射電鏡圖；
[0032]圖7為本發(fā)明小分子材料載紫杉醇前藥的溶血性圖；
[0033]圖8為本發(fā)明小分子材料載紫杉醇前藥的體外細(xì)胞毒性圖；
[0034]圖9為本發(fā)明小分子材料載紫杉醇前藥的體內(nèi)試驗結(jié)果。
【具體實施方式】
[0035] 為了更好的理解本發(fā)明，下面用實施例來進一步闡明本發(fā)明，但本發(fā)明的內(nèi)容不 僅僅局限于下面實例。
[0036] 實施例1
[0037] 1礦-(乙烷-1，2-二基)_二葡糖糖酸酰胺的制備 [0038
[0039]在裝有磁轉(zhuǎn)子的單頸圓底燒瓶中加入150mL干燥的N，N-二甲基甲酰胺，氮氣流保 護下加入0-葡萄糖酸-5-內(nèi)酯（5.(^，0.028111〇1)和無水乙二胺(0.9451111^，0.0141]1〇1)。在氮氣 保護條件下將上述反應(yīng)體系在80 °C條件下反應(yīng)12h。反應(yīng)結(jié)束后，體系中有大量白色固體物 質(zhì)出現(xiàn)，降至室溫后，加入約150mL試劑純丙酮，更多的白色固體物質(zhì)析出。用垂熔玻璃漏斗 (G3)過濾，濾餅上所得白色固體用50mL丙酮洗3次后在45°C，0.0ImPa條件下干燥6h。所得白 色固體N，N'_(乙烷-1，2-二基)-二葡糖糖酸酰胺為5.2g，產(chǎn)率89%。
[0040]將得到的N，N'_(乙烷-1，2-二基)-二葡糖糖酸酰胺溶于氘代水，在布魯克400兆核 磁共振儀下進行氫譜掃描，核磁圖譜如圖1所示。
[0041 ] 實施例2
[0042]羧基化N，N'_(乙烷-1，2_二基)_二葡糖糖酸酰胺制備
[0043]
CAG
[0044]在裝有磁轉(zhuǎn)子的干燥單頸梨形瓶中加入50mL干燥二甲基亞砜，氮氣流下加入N， Ν'-(乙烷-1，2-二基)-二葡糖糖酸酰胺(5.(^，0.012111〇1)，丁二酸酐（14.428,0.144111 〇1)，4- 二甲氨基吡啶(0.468,0.012111〇1)。該反應(yīng)體系在65°(：條件下反應(yīng)2411后冷卻到55~60°(：時 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至約30mL。冷卻到室溫后在快速攪拌下緩慢加入約30mL去離子水，然后將稀 釋液倒入截留分子量為1000的透析膜中用去離子水透析36h，開始時每3h換一次水，12h后 每12h換一次水。冷凍干燥得到絮狀咖啡色固體羧基化的N，N ' -(乙烷-1，2-二基)-二葡糖糖 酸酰胺14.12g(產(chǎn)率83%)。
[0045]將得到的羧基化的N，N'_(乙烷-1，2-二基)_二葡糖糖酸酰胺溶于氘代水，在布魯 克400兆核磁共振儀下進行氫譜掃描，核磁圖譜如圖2所示。
[0046] 實施例3
[0047] 制備小分子材