一種生物降解高分子-多西紫杉醇鍵合藥及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物降解高分子-多西紫杉醇鍵合藥。
【背景技術(shù)】
[0002]紫杉醇類藥物是紅豆杉的樹葉和樹皮中提取或半合成的新抗物，目前在臨床上使用的有紫杉醇和多西紫杉醇兩種。前者是經(jīng)FDA;批準(zhǔn)上市。后者是從歐洲紅豆杉提取的非細(xì)胞毒性前體化合物“10-脫酞基漿果赤霉”經(jīng)半合成得到的紫衫類化合物，1988年獲美國FDA批準(zhǔn)，1996年進(jìn)入我國臨床。多西紫杉醇與紫杉醇的結(jié)構(gòu)不同，多西紫杉醇在C1id和C13上的側(cè)鏈的特性和構(gòu)型對于多西紫杉醇的體外抗微管蛋白活性至關(guān)重要，其對微管結(jié)合部位的親和力紫杉醇的2倍；作為微管穩(wěn)定劑和裝配促進(jìn)劑，活性比紫杉醇大2倍；作為微管緩釋抑制劑，活性是紫杉醇的2倍。在抗腫瘤活性體外實驗中，已經(jīng)證實多西紫杉醇的藥效是紫杉醇的1.3-12倍。體內(nèi)活性實驗表明，二者均對卵巢癌。乳腺癌等腫瘤移植瘤有良好療效。
[0003]多西紫杉醇在水中的溶解性優(yōu)于紫杉醇，藥效要比紫杉醇強，盡管如此，多西紫杉醇仍然是一種疏水性的抗癌藥物。為了解決紫杉醇類藥物的水溶性差和現(xiàn)行的紫杉醇制劑存在的過敏性問題，醫(yī)藥界一直在研制和開發(fā)紫杉醇類藥物的新劑型。其應(yīng)具有劑量小，毒性小，副作用小、靶向緩釋等特點。人們探索了多種紫杉醇類藥物輸送系統(tǒng)，如脂質(zhì)體、乳劑、微囊、微球、納米膠囊及環(huán)糊精包合等。最近，聚合物鍵合藥的制備和研究受到大家的極大關(guān)注。所謂“聚合物鍵合藥”，就是將藥物分子用共價鍵結(jié)合到高分子上，制成一定的劑型，采用相應(yīng)的給藥方式，將高分子連同藥物送到病人體內(nèi)，在生理條件下，藥物分子從高分子上解離下來，發(fā)揮治療或診斷的作用。藥物與高分子鍵合后可以改善親油性藥物的親水性，在高分子的保護(hù)下，藥物可以免受生理環(huán)境中酶和免疫系統(tǒng)的攻擊，達(dá)到緩釋和長效的目的。需要特別指出的是，如果兩親性聚合物鍵合藥自組裝成膠束，藥物一般處于膠束的內(nèi)核，由于與高分子結(jié)合牢固，一般不會通過擴散逃逸出來。所以，它既有傳統(tǒng)物理包埋膠束的優(yōu)點，又避免了因動力學(xué)上的不穩(wěn)定造成的藥物突釋，從而可以提高藥物的生物利用度和減少藥物的毒副作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的之一是提供一種生物降解高分子-多西紫杉醇鍵合藥。其構(gòu)成為:該鍵合藥中的生物降解高分子為聚乙二醇和脂肪族聚酯的兩嵌段或三嵌段共聚物；所述的生物降解高分子為聚乙二醇和脂肪族聚酯的兩嵌段共聚物，其脂肪族聚酯嵌段的兩端部與多西紫杉醇之間以酯鍵相連；或者所述的生物降解高分子為聚乙二醇和脂肪族聚酯的三嵌段共聚物，中間位聚乙二醇嵌段，兩側(cè)為脂肪族聚酯嵌段，脂肪族聚酯嵌段的兩端部與多西紫杉醇之間以酯鍵相連；所述的聚乙二醇段的數(shù)均分子量在500-5000。
[0005]所述的脂肪族聚酯嵌段是可生物降解聚合物與多西紫杉醇都是親脂性的，因而與多西紫杉醇一起，同處于分散體的疏水核中，對多西紫杉醇分子起隔離和保護(hù)作用，使多西紫杉醇緩慢釋放。它們在體內(nèi)的生物降解，將不斷地將多西紫杉醇分子暴露給脂肪酶，是多西紫杉醇在所剩不多的釋放后期，仍有足夠的釋放速度。脂肪族聚酯的降解速度與它的組成密切相關(guān)，通過調(diào)節(jié)共聚物中丙交酯、乙交酯和ε -己內(nèi)酯的相對含量，可以調(diào)節(jié)聚合物載體的降解速度，從而調(diào)節(jié)多西紫杉醇的釋放速度。
[0006]本發(fā)明使用聚乙二醇作為載體聚合物的一個嵌段。它的高度親水性使它處于藥物分散體的外圍，由于人體免疫系統(tǒng)對聚乙二醇不敏感，這種在聚乙二醇保護(hù)下的多西紫杉醇分散體可以在血液循環(huán)系統(tǒng)中滯留很長時間而不被免疫細(xì)胞吞噬，具有長期藥效。雖然聚乙二醇本身不能生物降解，但由于本發(fā)明使用的聚乙二醇的數(shù)均分子量在500-5000，當(dāng)之與鍵合的脂肪族聚酯降解后，很容易通過腎臟排出體外，而不在體內(nèi)積累。
[0007]本發(fā)明的另一目的是提供一種生物降解高分子-多西紫杉醇鍵合藥的制備方法。其步驟和條件如下:
步驟(I )，制備聚乙二醇和脂肪族聚酯的嵌段共聚物
在聚乙二醇、溶劑和催化劑的存在下，進(jìn)行脂肪族環(huán)酯的開環(huán)聚合得到聚乙二醇和脂肪族聚酯的嵌段共聚物；其中聚合起始劑聚乙二醇具有單端羥基或雙端羥基，數(shù)均分子量500-5000 ；
聚合采用的溶劑為甲苯、1，4-二氧六環(huán)或四氫呋喃；聚合采用無毒或低毒的催化劑為辛酸亞錫催化劑、烷基鋅催化劑或烷基鋁催化劑，聚合時間8-24h ；
聚合使用的脂肪族環(huán)酯單體是丙交酯、丙交酯和乙交酯的共聚物、丙交酯和ε -己內(nèi)酯的共聚物或丙交酯、乙交酯和ε-己內(nèi)酯的三元共聚物。采用丙交酯和乙交酯的共聚物，丙交酯和乙交酯的質(zhì)量百分比為99%: 1%_70%:30%。
[0008]采用丙交酯和ε -己內(nèi)酯的共聚物，丙交酯和ε -己內(nèi)酯質(zhì)量百分比為99%:1%-70%:30%。
[0009]采用丙交酯、乙交酯和ε -己內(nèi)酯的三元共聚物，丙交酯、乙交酯和ε-己內(nèi)酯的質(zhì)量百分比為98-70%: 1-30%: 1_30%，三者的質(zhì)量百分比之和為100%，乙交酯和ε -己內(nèi)酯的質(zhì)量百分比和為2-30%。
[0010]步驟(2)，聚乙二醇和脂肪族聚酯的嵌段共聚物的端羧基與多西紫杉醇的羥基發(fā)生酯化反應(yīng)，制備生物降解高分子-多西紫杉醇鍵合藥在縮合劑二環(huán)己基碳二亞胺(以下簡稱DCC)和有機胺催化劑對二甲氨基(以下簡稱DMAP)的存在，在二氯甲烷、二甲基亞礬或二甲基甲酞胺溶液中，在攪拌條件下，聚乙二醇和脂肪族聚酯的嵌段共聚物與多西紫杉醇進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為250°C反應(yīng)時間是12-36h，得到生物降解高分子-多西紫杉醇鍵合藥。其中，DCC的摩爾用量是聚乙二醇和脂肪族聚酯的嵌段共聚物端羧基的0.5-2倍，多西紫杉醇的摩爾用量是聚乙二醇和脂肪族聚酯的嵌段共聚物的端基1-2倍。本發(fā)明的嵌段聚合物-多西紫杉醇鍵合藥可以制作成凍干粉針劑，其步驟如下:(I)制備多西紫杉醇高分子鍵合藥的膠束水溶液，其步驟是:首先用有機溶劑丙酮、四氫呋喃、N, N-二甲基甲酞胺、二甲基亞礬或它們的混合物溶解多西紫杉醇高分子鍵合藥，有機溶劑體積的毫升數(shù)是高分子鍵合藥質(zhì)量克數(shù)的80-150倍，其次是向多西紫杉醇高分子鍵合藥有機溶液中緩慢加入2-5倍體積的水，最后在室溫下通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機溶劑；
(2)將上述膠束水溶液離心沉降，離心速度5000-20000轉(zhuǎn)/分時間5-30分鐘，離心結(jié)束后倒掉上層清液；(3)在離心后的膠束水溶液中加入増溶劑乳糖、甘露醇、水解明膠、氯化鈉、葡萄糖或它們的混合物，混合均勻；増溶劑用量為膠束水溶液中多西紫杉醇高分子鍵合藥質(zhì)量的10-200%; (4)冷凍干燥除水，制成多西紫杉醇高分子鍵合藥的凍干粉注射劑，其中凍干溫度50-80°C，時間24-72小時。制備多西紫杉醇高分子鍵合藥的膠束水溶液也可用透析的方法，其特征是，將高分子鍵合藥有機溶液中進(jìn)行透析，每隔2-4小時更換一次透析液，共透析48-72小時。
[0011]這種高分子載體與多西紫杉醇之間的酯鍵對人體內(nèi)的脂肪酶敏感，因而鍵合藥進(jìn)入人體后，在脂肪酶的作用下，多西紫杉醇容易從結(jié)合部位解離，發(fā)揮其藥效。所述的脂肪族聚酯嵌段是可生物降解聚合物與多西紫杉醇都是親脂性的，因而與多西紫杉醇一起，同處于分散體的疏水核中，對多西紫杉醇分子起隔離和保護(hù)作用，使多西紫杉醇緩慢釋放。它們在人體內(nèi)的生物降解，將不斷地將多西紫杉醇分子暴露給脂肪酶，使多西紫杉醇在所剩不多的釋放后期，仍有足夠的釋放速度。脂肪族聚酯的降解速度與它的組成密切相關(guān)，通過調(diào)節(jié)共聚物中丙交酯、乙交酯和ε -己內(nèi)酯的相對含量，可以調(diào)節(jié)聚合物載體的降解速度，從而調(diào)節(jié)多西紫杉醇的釋放速度。本發(fā)明使用聚乙二醇作為載體聚合物的一個嵌段。它的高度親水性使它處于藥物分散體的外圍，由于人體免疫系統(tǒng)對聚乙二醇不敏感，這種在聚乙二醇保護(hù)下的多西紫杉醇分散體可以在血液循環(huán)系統(tǒng)中滯留很長時間而不被免疫細(xì)胞吞噬，具有長期藥效。雖然聚乙二醇本身不能生物降解，但由于本發(fā)明使用的聚乙二醇的數(shù)均分子量在500-5000，當(dāng)與之鍵合的脂肪族聚酯降解后，很容易通過腎臟排出體外，而不在體內(nèi)積累。
[0012]實施例1:PEG_PLA兩嵌段聚合物的合成
將1.5g用乙酸乙酯重結(jié)晶三次的丙交酯(LA)單體和4g分子量為2000的聚乙二醇(PEG)加入到用高純氫氣換氣三次的帶有分水器、回流冷凝管和磁攪拌子的干燥安瓶中，力口入與LA，PEG的總質(zhì)量比為2:1的無水甲苯溶劑共沸除水，然后蒸掉一半的甲苯，加入摩爾濃度約為0.2ml的辛酸亞錫甲苯溶液。110°C下攪拌反應(yīng)12h，然后將產(chǎn)物溶于二氯甲烷中，用乙醚沉降，得到白色產(chǎn)物，即PEG-PLA兩嵌段聚合物。在40°C下真空干燥，通過核磁譜計算出PLA嵌段總分子量為7500。
[0013]實施例2 =PEG-PLA嵌段聚合物的合成(溶液反應(yīng))
將2.0gPEG-PLA嵌段聚合物溶于20mLl，4-二氧六環(huán)，然后在(TC條件下依次加入
0.074g 丁二酸酯、0.0908gDMAP和0.094mLTEA。室溫攪拌反應(yīng)24h。過濾掉生成的沉淀，濾液濃縮后用大量乙醚沉降，得到白色產(chǎn)物，過濾后，在40°C下真空干燥。實施例3 = PEG-PLA嵌段聚合物的合成(熔體反應(yīng))
將0.5gPEG-PLA嵌段聚合物和0.02g丁二酸配放入單口瓶中，加熱到1300°C，至聚合物熔化，維持恒定溫度，反應(yīng)8h，加入1mL氯仿溶解后，用大量乙醚沉降，得到白色產(chǎn)物，過濾后，在40°C下真空干燥。實施例4 =PEG-PLA嵌段聚合物和多西紫杉醇的鍵合
在10mL的三口瓶中加入0.5g端羧基嵌段聚合物，然后加入20mL無水二氯甲烷，待聚合物溶解后，冷卻到(TC，然后加入142mg多西紫杉醇、36mgDCC和22mgDMAP，(TC下反應(yīng)24h，濾掉反應(yīng)過程中生成的沉淀，濾液用0.1mol / L的稀鹽酸洗滌幾次，用無水硫酸鎂干燥，過濾，濃縮濾液，用無水乙醚沉降，得到白色沉淀物，真空干燥。多西紫杉醇含量為22%。
[0014]實施例5:制備多西紫杉醇鍵合藥的凍干粉方法之一
(I)取0.1g多西紫杉醇鍵合藥溶解于Iml四氫呋喃中緩慢加入30mL 二次蒸餾水，然后在25 °C條件下，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去四氫呋喃，得到紫杉醇鍵合藥的膠束水溶液。
[0015](2)將上述膠束水溶液離心分離，離心速度為12000轉(zhuǎn)/分，離心20分鐘后棄去上層清液，在剩余的水溶液中加入0.1g的乳糖，然后在50°C條件