一種具有氧化還原響應(yīng)性可降解水溶性抗腫瘤聚合物前藥及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有氧化還原響應(yīng)性可降解水溶性抗腫瘤前藥及其制備方法，屬 生物醫(yī)用高分子領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在過(guò)去的十幾年，高分子型納米載體因其尺寸小，良好的生物相容性和可降解性、 在血液循環(huán)系統(tǒng)中保留較長(zhǎng)時(shí)間、載藥量可控、容易進(jìn)行化學(xué)改性和表面修飾等特點(diǎn)，被認(rèn) 為是最常用也是最簡(jiǎn)單的納米藥物傳輸載體。一般來(lái)說(shuō)，根據(jù)藥物擔(dān)載的機(jī)制可將高分子 型納米載體分為三類包括通過(guò)化學(xué)鍵合的聚合物前藥、通過(guò)疏水作用制備的聚合物膠束、 通過(guò)物理包裹的聚合物囊泡。高分子型納米載體相對(duì)于抗腫瘤小分子藥物具有以下優(yōu)勢(shì)： 提高難溶性藥物溶解性，保護(hù)藥物在未達(dá)到作用部位時(shí)不被提前降解；改善藥物在體內(nèi)作 用的動(dòng)力學(xué)和組織分布；減少小分子抗腫瘤藥物對(duì)正常組織的毒副作用；不改變藥物分子 的同時(shí)能夠改善藥物的藥理學(xué)性質(zhì)；幫助藥物穿過(guò)一些生物屏障，如上皮和內(nèi)皮細(xì)胞；實(shí) 現(xiàn)藥物的胞內(nèi)輸送；可共傳輸不同物化性質(zhì)、不同作用機(jī)理的小分子藥物；可整合成像與 治療，實(shí)現(xiàn)藥物傳輸?shù)膶?shí)時(shí)跟蹤和療效評(píng)價(jià)。
[0003] 高分子鍵合藥通常是指載體材料與藥物之間通過(guò)共價(jià)鍵相互作用形成的納米藥 物也被稱為高分子前藥。相對(duì)于通過(guò)物理包裹藥物的聚合物膠束、囊泡，聚合物前藥能有效 的減少藥物的暴釋，提高疏水藥物的溶解度；在血液循環(huán)中，載體材料可以有效保護(hù)藥物分 子，避免藥物聚集，降解和鈍化；延長(zhǎng)藥物的血液循環(huán)時(shí)間，通過(guò)主動(dòng)或被動(dòng)靶向促進(jìn)藥物 在腫瘤組織富集；而進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后，藥物分子可通過(guò)不同機(jī)制釋放原藥。通常，載體材料 與藥物之間通過(guò)酯鍵、肽鍵、pH響應(yīng)的化學(xué)鍵等可降解的化學(xué)鍵進(jìn)行連接，使其在細(xì)胞內(nèi)通 過(guò)溶酶體酶、還原性條件、內(nèi)涵體低pH值等條件實(shí)現(xiàn)藥物控制釋放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的抗腫瘤聚合物前藥存在降解性差、載藥量低、缺乏刺激響應(yīng)性 等問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可完全生物降解，載藥量適中且可控，具有氧化還原響 應(yīng)，含可修飾基團(tuán)的抗腫瘤前藥。
[0005] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供了一種經(jīng)濟(jì)、高效和無(wú)毒的制備高純度抗腫瘤前藥的 方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種具有氧化還原響應(yīng)性可降解水溶性抗 腫瘤聚合物前藥，具有式1或式2結(jié)構(gòu)：
[0007]
[0008] 其中，
[0009] B為帶羥基的抗腫瘤藥物分子基團(tuán)；
[0010] D為帶氨基的抗腫瘤藥物分子基團(tuán)；
[0011] X為20~100,y為1~10,z為8~17,且X、y和z都為整數(shù)。
[0012] 所述的帶羥基的抗腫瘤藥物分子基團(tuán)為紫杉醇基團(tuán)、多烯紫杉醇基團(tuán)、阿霉素基 團(tuán)或喜樹堿基團(tuán)中一種或幾種。
[0013] 所述的帶氨基的抗腫瘤藥物分子基團(tuán)為阿霉素基團(tuán)。
[0014] 本發(fā)明還提供了一種所述的具有氧化還原響應(yīng)性可降解水溶性抗腫瘤聚合物前 藥的制備方法，該制備方法是：式3結(jié)構(gòu)聚合物依次與端基為疊氮基的低聚聚乙二醇單甲 醚發(fā)生1，3-偶極環(huán)加成反應(yīng)、與巰基乙醇發(fā)生巰基-烯點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)，得到式4結(jié)構(gòu)聚合 物；采用式4結(jié)構(gòu)聚合物引發(fā)二硫代二丙酸酐開環(huán)，得到式5結(jié)構(gòu)聚合物；所得式5結(jié)構(gòu)聚 合物與抗腫瘤藥物分子發(fā)生酯化反應(yīng)或縮合反應(yīng)，即得；
[0015]
[0017] 其中，x為20~100,y為1~10,z為8~17,且x、y和z都為整數(shù)。
[0018] 優(yōu)選的方案，抗腫瘤藥物分子為紫杉醇、多烯紫杉醇、阿霉素和喜樹堿中的一種或 幾種。紫杉醇基團(tuán)、多烯紫杉醇基團(tuán)及喜樹堿基團(tuán)為含羥基的抗腫瘤藥物分子；而阿霉素為 同時(shí)含羥基和含羥基的抗腫瘤藥物分子。
[0019] 優(yōu)選的方案，式5結(jié)構(gòu)聚合物與帶羥基的抗腫瘤藥物分子，以二環(huán)己基碳二亞胺 為縮合劑，N，N-二甲基對(duì)氨基吡啶以催化劑，于0~30°C溫度下進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到具有氧 化還原響應(yīng)性可降解水溶性抗腫瘤聚合物前藥。
[0020] 較優(yōu)選的方案，N，N-二甲基對(duì)氨基吡啶的摩爾用量為式5結(jié)構(gòu)聚合物中羧基含量 的0. 5~2倍。
[0021] 優(yōu)選的方案中，在1-(3-二甲氨基丙基）-3_乙基碳二亞胺鹽酸鹽和N-羥基琥珀 酰亞胺存在下，式5結(jié)構(gòu)聚合物和帶氨基的抗腫瘤藥物分子進(jìn)行縮合反應(yīng)，得到具有氧化 還原響應(yīng)性可降解水溶性抗腫瘤聚合物前藥。
[0022] 較優(yōu)選的方案，1-(3-二甲氨基丙基）-3_乙基碳二亞胺鹽酸鹽的摩爾用量為式5 結(jié)構(gòu)聚合物中羧基含量的1~2倍。
[0023] 較優(yōu)選的方案，所述的N-羥基琥珀酰亞胺的摩爾用量為式5結(jié)構(gòu)聚合物中羧基含 量的0. 5~2倍。
[0024] 優(yōu)選的方案，具有氧化還原響應(yīng)性可降解水溶性抗腫瘤聚合物前藥通過(guò)透析，乙 醚沉降分離提純。
[0025] 本發(fā)明的技術(shù)方案中，疏基-稀點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)是在光敏劑存在下，于250~400nm 的紫外光照射下反應(yīng)。
[0026] 所述的光敏劑為1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、二苯甲酮、2-甲基二苯甲酮、4-甲基二 苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、3,4_二甲基二苯甲酮、4,4' -雙（二乙氨基）苯甲酮、安息香甲 醚、安息香雙甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香正丁醚或安息香異丁醚中一種或幾 種。
[0027] 所述的巰基-烯點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)時(shí)間為3~12h。
[0028] 本發(fā)明式3結(jié)構(gòu)聚合物（側(cè)降冰片烯官能化聚丙交酯）的制備方法：將丙交酯在 過(guò)氧化二苯甲酰（ΒΡ0)的催化作用下和N-溴代丁二酰亞胺（NBS)，在四氯化碳或苯溶液中 在60~90°C下發(fā)生取代反應(yīng)，得到溴代丙交酯；得到的溴代丙交酯在三乙胺的作用下，二 氯甲烷溶劑中，〇~5°C下發(fā)生消去反應(yīng)得到雙鍵丙交酯；得到的雙鍵丙交酯和新蒸環(huán)戊二 烯在四氯化碳或苯溶液中，60~90°C下，通過(guò)Diels-Alder反應(yīng)后，得到含降冰片烯側(cè)基的 丙交酯；以TBD或DBU為催化劑，二氯甲烷為溶劑，-20~40°C下開環(huán)聚合后得到側(cè)降冰片 烯官能化聚丙交酯。
[0029] 本發(fā)明的氧化還原響應(yīng)性可降解水溶性抗腫瘤聚合物前藥合成路線如下：

[0032] 相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果：
[0033] 首次在聚丙交酯主鏈上同時(shí)引入大量低聚聚乙二醇支鏈和由二硫鍵鍵接的抗腫 瘤藥物分子。
[0034] 在聚丙交酯主鏈上引入低聚聚乙二醇，大量低聚聚乙二醇支鏈的引入使整個(gè)聚合 物具有特殊梳型結(jié)構(gòu)，且使整個(gè)聚合物具有較好的水溶性和生物相容性，在人體內(nèi)分散性 好，且低聚聚乙二醇易于從人體腎臟排出，從而避免了高分子量的聚乙二醇難以排出體的 問題。
[0035] 采用的聚丙交酯具有良好的生物可降解性及生物相容性，在人體內(nèi)無(wú)殘留。
[0036] 特別是抗癌藥物分子與聚合物之間是由二硫鍵鍵接，具有氧化還原響應(yīng)性，可以 達(dá)到控制釋放的目的。
[0037] 本發(fā)明通過(guò)點(diǎn)擊反應(yīng)與低聚聚乙二醇單甲醚（mOEG)反應(yīng)，無(wú)副反應(yīng)、產(chǎn)率高，后 處理簡(jiǎn)單。
[0038] 本發(fā)明優(yōu)選的提純藥物分子過(guò)程，通過(guò)透析、沉降，能獲得高純度的抗腫瘤前藥。
[0039] 本發(fā)明的抗腫瘤前藥的制備方法成本低，產(chǎn)率高，安全無(wú)毒，可以廣泛應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0040] 【圖1】為由甲醇引發(fā)的側(cè)基含降冰片烯官能化的聚丙交酯的核磁氫譜圖。
[0041] 【圖2】為側(cè)基含降冰片烯官能化的聚丙交酯與低聚聚乙二醇單甲醚的梳型共聚物 的核磁氫譜圖。
[0042] 【圖3】為含羥基側(cè)基的梳型水溶性聚合物的核磁氫譜圖。
[0043] 【圖4】為含羧基側(cè)基且具有氧化還原性的梳型水溶性聚合物的核磁氫譜圖。
[0044] 【圖5】為側(cè)鏈鍵接上紫杉醇藥物分子的抗腫瘤前藥的核磁氫譜圖。
[0045] 【圖6】A為側(cè)基含降冰片烯官能化的聚丙交酯，B為側(cè)基含降冰片烯官能化的聚丙 交酯與低聚聚乙二醇單甲醚的接枝共聚物，C為含羥基側(cè)