專利名稱：一種殼聚糖基肝靶向納米粒子給藥系統(tǒng)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，具體是涉及一種殼聚糖基肝靶向納米粒子給藥系統(tǒng)及 其制備方法。
背景技術(shù)：
惡性腫瘤是嚴(yán)重威脅人類健康的常見病、多發(fā)病，目前尚無有效的防治措施。據(jù)聯(lián)合 國網(wǎng)站報(bào)道，導(dǎo)致死亡的癌癥種類主要為肺癌、胃癌、肝癌、結(jié)腸癌等。2007年因肝 癌死亡的人數(shù)高達(dá)65.3萬。目前，臨床治療癌癥的主要方法是化療，但化療中使用的抗 腫瘤藥物對人體正常臟器存在嚴(yán)重的毒副作用。靶向給藥系統(tǒng)通過載體材料將藥物直接傳 送到病變部位而發(fā)揮療效，具有特異性強(qiáng)、毒副作用低、提高藥效、減少用藥劑量和給藥 次數(shù)等優(yōu)點(diǎn)。90年代初，Negishi證實(shí)了大鼠肝細(xì)胞膜上含有大量的甘草次酸結(jié)合位點(diǎn)和 少量的甘草酸結(jié)合位點(diǎn)(NegishiM. ， Irie A., Nagata N., " a7. Specific binding of glycyrrhetinic acid to the rat liver membrane, 5j'oc/ j.瓜Az'Qp/ ys.爿cte. ， 1991， 70敝 77-82)，隨后國內(nèi)外的一些學(xué)者紛紛報(bào)道了以甘草次酸/甘草酸修飾的載體材料具有肝靶 向性的特點(diǎn)(Sayoko Osaka, Hideki Tsuji, Hiroshi Kiwada. Uptake of liposomes surface-modified with glycyrrhizin by primary cultures rat hepatocytes，
ft/7丄，1994, 77: 940-943;毛聲俊，侯世祥等.甘草酸表面修飾萬乃洛韋白蛋白納 米粒的制備及其肝靶向性研究，主^^"學(xué)JT^^,吉，2004, i7: 570-574; Sheng-jun Mao， Shi—xiang Hou， Ru He, et a丄 Uptake of albumin nanoparticle surface modifified with glycyrrhizin by primary cultured rat hepatocytes, For7J J <7astroe/7te/7o7.， 2005, 3075-3079;Aihua Un, Yiming Liu， Yu Hu加g， s丄 Glycyrrhizin
surface—modified chitosan nanoparticles for hepatocyte-targeted delivery, /"t/ /%纖，2008譜247-253; Tian Q， Wang W， He X T,a7. Glycyrrhetinic acid—modified nanoparticles for drug delivery: preparation and characterization, C/ //7ese Sci 5W力2009， 5《doi: 10. 1007/sll434_009-0249-5)，因而可將甘草次酸/ 甘草酸作為配體基團(tuán)，研究開發(fā)一類新型的基于甘草次酸/甘草酸的肝靶向給藥系統(tǒng)。中 國專利CN101006983A公開了甘草酸修飾殼聚糖/羧化殼聚糖復(fù)合載藥納米粒的制備方法， 以甘草酸鹽為導(dǎo)向基團(tuán)制備的體系可在肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞中富集；中國專利CN 1743008A制備的 甘草次酸偶連殼聚糖的納米粒子亦表現(xiàn)出明顯的肝靶向性；中國專利CN 101254308A公開 了一種甘草次酸-聚乙二醇修飾殼聚糖或殼聚糖衍生物肝靶向復(fù)合給藥系統(tǒng)的制備方法； 中國專利CN 101249266A公開了一種納米肝耙向兩親性嵌段共聚物給藥系統(tǒng)及其制備方 法，將甘草次酸修飾至可生物降解并具有良好生物相容性的兩親性嵌段共聚物上，制備成 肝耙向給藥系統(tǒng)?？梢?，甘草次酸/甘草酸可作為肝靶向給藥系統(tǒng)的導(dǎo)向基團(tuán)并受到了廣大學(xué)者的關(guān)注。
殼聚糖(Chitos肌，CTS)，化學(xué)名為聚(1,4)-2-氨基-2-脫氧-e-D-葡聚糖，是自然界 大量存在的唯一堿性多糖，無毒價(jià)廉，具有良好的生物相容性和可降解性。殼聚糖及其衍 生物作為藥物載體材料被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域。前期的工作如專利CN 1743008A及 CN 101254308A主要通過離子交聯(lián)法制備甘草次酸修飾的靶向給藥系統(tǒng)，盡管離子交聯(lián)法 方法簡單，但成球率低，易導(dǎo)致大量材料及藥物的浪費(fèi)且操作平行性有待提高；同時(shí)離子 交聯(lián)法制備的殼聚糖基納米粒子呈電正性，易吸附蛋白類物質(zhì)而產(chǎn)生沉淀。在眾多的納米 耙向給藥體系中，兩親性聚合物膠束由于其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，對藥物具有較大增溶空間而顯示出 誘人的潛力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述存在的問題，將甘草次酸的趨肝性與殼聚糖衍生物優(yōu)良的生 物學(xué)性能結(jié)合起來，提供一種具有肝靶向性和藥物緩釋功能、可減少藥物用量和給藥次數(shù)、 降低藥物毒副作用的殼聚糖基肝靶向納米粒子給藥系統(tǒng)及其制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案
一種殼聚糖基肝靶向納米粒子給藥系統(tǒng)，以甘草次酸修飾殼聚糖的衍生物作為載體材
料，包埋抗癌藥物而制成，所述納米粒的粒徑為50 nm 300 nm，載藥率為5 40%。
所述載體材料為甘草次酸-硫酸酯殼聚糖或甘草次酸-羧甲基殼聚糖，結(jié)構(gòu)式如下所
結(jié)構(gòu)式中R-0CH2C00H或0S03H、 A為丁二酸酯甘草次酸基團(tuán)、x，k及n-x-k為單元 數(shù)目；載體材料的分子量為3000 200000、脫乙酰度為75 100%、甘草次酸的摩爾取代 度為2 50%、甘草次酸-硫酸酯殼聚糖的磺化度為0. 5 1. 2或甘草次酸-羧甲基殼聚糖的 羧化度為0. 5 1. 2。
所述包埋抗癌藥物為阿霉素、紫杉醇或羥基喜樹堿。 一種如上述殼聚糖基肝靶向納米粒子給藥系統(tǒng)的制備方法，步驟如下 1)載體材料的制備首先采用常規(guī)方法制得丁二酸酯甘草次酸，然后用制得的丁二 酸酯甘草次酸修飾殼聚糖的衍生物，具體方法是將硫酸酯殼聚糖或羧甲基殼聚糖溶解在 體積比為l: 1 10的水和N，N-二甲基甲酰胺的混合溶液中，硫酸酯殼聚糖或羧甲基殼聚 糖的濃度為5. 0 mg/mL 20. 0 mg/mL;加入丁二酸酯甘草次酸，以1_(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽和N-羥基琥珀酰亞胺的等摩爾比混合物為催化劑，在溫度為25'C 8(TC條件下反應(yīng)24小時(shí) 72小時(shí)；然后用丙酮沉淀，抽慮后將固體用水溶解，調(diào)節(jié)pH 為7 8，再將該溶液對水透析3天，冷凍干燥后即可制得作為載體材料的甘草次酸-硫酸 酯殼聚糖或甘草次酸-羧甲基殼聚糖；2)載藥納米粒子給藥系統(tǒng)的制備:將抗癌藥物溶解在有機(jī)溶劑中，濃度為1. 0mg/mL 5.0mg/mL，在超聲條件下功率60w、時(shí)間30min、溫度4。C 7"C，脈沖開2s停2s，加 入到濃度為1. 0 mg/mL 10. 0 mg/mL的甘草次酸-硫酸酯殼聚糖或甘草次酸-羧甲基殼聚糖 的水溶液中，超聲完畢后轉(zhuǎn)移至透析袋透析24小時(shí)，冷凍干燥即可制得載藥納米粒子給 藥系統(tǒng)。
所述硫酸酯殼聚糖或羧甲基殼聚糖與丁二酸酯甘草次酸的摩爾比為1: 0. 1 2。 所述丁二酸酯甘草次酸與催化劑的摩爾比為l: 2 6。 所述有機(jī)溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、乙醇、丙酮或四氫呋喃。
所述抗癌藥物與甘草次酸-硫酸酯殼聚糖或甘草次酸-羧甲基殼聚糖的質(zhì)量比為
0. 1 0. 5: 1。
本發(fā)明的有益效果是殼聚糖及其衍生物無毒，生物相容性好，本身也具有抗腫瘤的 效果，本發(fā)明將甘草次酸的趨肝性及殼聚糖衍生物優(yōu)良的生物學(xué)性能結(jié)合起來，開發(fā)并制
備了一類新型的肝靶向給藥系統(tǒng)；該肝靶向納米粒子給藥系統(tǒng)克服了前期工作中離子交聯(lián)
方法的缺陷，充分利用了兩親性聚合物膠束的優(yōu)點(diǎn)。所制備的肝靶向給藥系統(tǒng)具有藥物緩 釋功能及肝靶向性，用于肝臟疾病的治療可減少藥物用量和給藥次數(shù)、降低藥物毒副作用、 提高藥效，具有良好的應(yīng)用前景，為肝靶向給藥體系的研究以及肝臟疾病的治療開辟新的 途徑。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1:甘草次酸-硫酸酯殼聚糖載阿霉素納米粒子的制備 、，1) 丁二酸酯甘草次酸的制備
將10. 0腿ol甘草次酸及40. 0 mmol 丁二酸酐溶于100. 0 mL吡啶中，加熱回流16 小時(shí)，反應(yīng)液減壓濃縮后用水沉淀，調(diào)節(jié)pH二3 4，抽慮，固體用甲醇的水溶液重結(jié)晶， 真空干燥，所得固體為丁二酸酯甘草次酸。
2) 甘草次酸接枝硫酸酯殼聚糖的制備
將2. 25 g， 10. 0 mmol硫酸酯殼聚糖，分子量50000，脫乙酰度95%，磺化度0. 8， 溶解在112. 5 mL水和N， N-二甲基甲酰胺的混合溶液中，水與N, N-二甲基甲酰胺的體積比 為l: 10，硫酸酯殼聚糖的濃度為20.0mg/mU加入20. 0 nunol 丁二酸酯甘草次酸，攪拌 至溶液呈透亮，加入20. 0 mmol 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽及20. 0咖ol N-羥基琥珀酰亞胺，80。C反應(yīng)72小時(shí)，丙酮沉淀，固體用水溶解，調(diào)節(jié)p^7 8，對水 透析3天，冷凍干燥得甘草次酸-硫酸酯殼聚糖，甘草次酸的取代度為47. 8%。
3) 載阿霉素納米粒子的制備
將阿霉素5. 0 mg溶解在1. 0 niL氮,氮-二甲基甲酰胺溶液中，超聲條件下功率60w， 時(shí)間30min，溫度4 7°C，脈沖開2s停2s，加入到5. 0 mL ， 10. 0 mg/mL甘草次酸-硫 酸酯殼聚糖水溶液中，超聲完畢，液體對水透析24小時(shí)，透析液冷凍干燥收集載藥納米 粒子。檢測結(jié)果顯示其載藥率為6. 8%，藥物包封率為68. 0%。納米粒子粒經(jīng)大小為52. 0±6.2亂
4)載阿霉素納米粒子的體外釋放測試
精確稱取10.0 mg凍干的載藥納米粒于透析袋中，置于10.0 mL PBS緩沖液中 (pH=7.4)， 37°C恒溫振蕩，速度為(90±5) r/min。定期取樣，更換介質(zhì)，檢測釋放介 質(zhì)中阿霉素含量。檢測結(jié)果表明載藥粒子緩釋可達(dá)15天，累積釋放量為92.5%。 實(shí)施例2:甘草次酸-羧甲基殼聚糖載紫杉醇納米粒子的制備
1) 丁二酸酯甘草次酸的制備與實(shí)施例l制備方法相同。
2) 甘草次酸接枝羧甲基殼聚糖的制備
將0.44 g， 2.0 mmol羧甲基殼聚糖，分子量3000，脫乙酰度90%，羧化度1. 0，溶 解在88.0 mL水和N，N-二甲基甲酰胺的混合溶液中，水與N， N-二甲基甲酰胺的體積比為 1: 1，羧甲基殼聚糖的濃度為5. 0 rag/raL，加入0. 2 mmol 丁二酸酯甘草次酸，攪拌至溶 液呈透亮，加入0.6 mmol 1_(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽及0.6 mmol N-羥基琥珀酰亞胺，25'C反應(yīng)24小時(shí)，丙酮沉淀，固體用水溶解，調(diào)節(jié)p^7 8，對水透 析3天，冷凍干燥得甘草次酸-羧甲基殼聚糖，甘草次酸的取代度為4. 6%。
3) 載紫杉醇納米粒子的制備
將紫杉醇2.0 mg溶解在2.0 mL乙醇溶液中，超聲條件下功率60w，時(shí)間30min， 溫度4 7。C，脈沖開2s停2s，加入到5.0mL, 1. 0 mg/mL甘草次酸-羧甲基殼聚糖水溶 液中，超聲完畢，液體對水透析24小時(shí)，透析液冷凍干燥收集載藥納米粒子。檢測結(jié)果 顯示其載藥率為26. 2%，藥物包封率為65. 5%，納米粒子粒經(jīng)大小為268.0土7. 4 nm。
實(shí)施例3:甘草次酸-硫酸酯殼聚糖載羥基喜樹堿納米粒子的制備
1) 丁二酸酯甘草次酸的制備與實(shí)施例l制備方法相同。
2) 甘草次酸接枝硫酸酯殼聚糖的制備
將2.41 g, 10.0 mmol硫酸酯殼聚糖，分子量200000，脫乙酰度75%,磺化度1. 0， 溶解在240. 0 mL水和N, N-二甲基甲酰胺的混合溶液中，水與N， N-二甲基甲酰胺的體積比 為l: 5，硫酸酯殼聚糖的濃度為10. 0 mg/niL，加入6. 0 mmol 丁二酸酯甘草次酸，攪拌至 溶液呈透亮，加入9. 0 mmol 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽及9. 0 mmol N-羥基琥珀酰亞胺，55T:反應(yīng)48小時(shí)，丙酮沉淀，固體用水溶解，調(diào)節(jié)pf^7 8，對水透 析3天，冷凍干燥得甘草次酸-硫酸酯殼聚糖，甘草次酸的取代度為21. 3%。
3) 載羥基喜樹堿納米粒子的制備
將羥基喜樹堿4.0 mg溶解在l.O mL丙酮中，超聲條件下功率60w，時(shí)間30min， 溫度4 7°C ，脈沖開2s停2s，加入到4. 0 mL ， 2. 0 mg/mL甘草次酸-硫酸酯殼聚糖水溶 液中，超聲完畢，液體對水透析24小時(shí)，透析液冷凍干燥收集載藥納米粒子。檢測結(jié)果 顯示其載藥率為38. 5%，藥物包封率為77. 0%，納米粒子粒經(jīng)大小為135. 0±5. 8nm。
權(quán)利要求
1.一種殼聚糖基肝靶向納米粒子給藥系統(tǒng)，其特征在于以甘草次酸修飾殼聚糖的衍生物作為載體材料，包埋抗癌藥物而制成，所述納米粒的粒徑為50nm～300nm，載藥率為5～40％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼聚糖基肝靶向納米粒子給藥系統(tǒng)，其特征在于所述載 體材料為甘草次酸-硫酸酯殼聚糖或甘草次酸-羧甲基殼聚糖，結(jié)構(gòu)式如下所示結(jié)構(gòu)式中R=0CH2C00H或OS03H、 A為丁二酸酯甘草次酸基團(tuán)、x, k及n-x-k為單元 數(shù)目；載體材料的分子量為3000 200000、脫乙酰度為75 100%、甘草次酸的摩爾取代 度為2 50%、甘草次酸-硫酸酯殼聚糖的磺化度為0. 5 1. 2或甘草次酸-羧甲基殼聚糖的 羧化度為0. 5 1. 2。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼聚糖基肝靶向納米粒子給藥系統(tǒng)，其特征在于所述包 埋抗癌藥物為阿霉素、紫杉醇或羥基喜樹堿。
4. 一種如權(quán)利要求1所述的殼聚糖基肝靶向納米粒子給藥系統(tǒng)的制備方法，其特征 在于步驟如下1) 載體材料的制備首先采用常規(guī)方法制得丁二酸酯甘草次酸，然后用制得的丁二 酸酯甘草次酸修飾殼聚糖的衍生物，具體方法是將硫酸酯殼聚糖或羧甲基殼聚糖溶解在 體積比為l: 1 10的水和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液中，硫酸酯殼聚糖或羧甲基殼聚 糖的濃度為5.0mg/mL 20.0mg/niL;加入丁二酸酯甘草次酸，以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽和N-羥基琥珀酰亞胺的等摩爾比混合物為催化劑，在溫度為25°C 80。C條件下反應(yīng)24小時(shí) 72小時(shí)；然后用丙酮沉淀，抽慮后將固體用水溶解，調(diào)節(jié)pH 為7 8，再將該溶液對水透析3天，冷凍干燥后即可制得作為載體材料的甘草次酸-硫酸 酯殼聚糖或甘草次酸-羧甲基殼聚糖；2) 載藥納米粒子給藥系統(tǒng)的制備將抗癌藥物溶解在有機(jī)溶劑中，濃度為1.0 mg/raL 5. 0 mg/mL，在超聲條件下功率60w、時(shí)間30min、溫度4°C 7°C，脈沖開2s 停2s，加入到濃度為1. 0 mg/raL 10. 0 mg/mL的甘草次酸-硫酸酯殼聚糖或甘草次酸-羧 甲基殼聚糖的水溶液中，超聲完畢后轉(zhuǎn)移至透析袋透析24小時(shí)，冷凍干燥即可制得載藥 納米粒子給藥系統(tǒng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的殼聚糖基肝靶向納米粒子給藥系統(tǒng)的制備方法，其特征在 于所述硫酸酯殼聚糖或羧甲基殼聚糖與丁二酸酯甘草次酸的摩爾比為l: 0.1 2。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的殼聚糖基肝靶向納米粒子給藥系統(tǒng)的制備方法，其特征在 于所述丁二酸酯甘草次酸與催化劑的摩爾比為l: 2 6。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的殼聚糖基肝靶向納米粒子給藥系統(tǒng)的制備方法，其特征在 于所述有機(jī)溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、乙醇、丙酮或四氫呋喃。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的殼聚糖基肝靶向納米粒子給藥系統(tǒng)的制備方法，其特征在于所述抗癌藥物與甘草次酸-硫酸酯殼聚糖或甘草次酸-羧甲基殼聚糖的質(zhì)量比為0. l 0.5: 1。
全文摘要
一種殼聚糖基肝靶向納米粒子給藥系統(tǒng)，以甘草次酸修飾殼聚糖的衍生物作為載體材料，包埋抗癌藥物而制成，納米粒的粒徑為50nm～300nm，載藥率為5～40％；所述載體材料為甘草次酸-硫酸酯殼聚糖或甘草次酸-羧甲基殼聚糖，包埋抗癌藥物為阿霉素、紫杉醇或羥基喜樹堿。本發(fā)明的有益效果是殼聚糖及其衍生物無毒，生物相容性好，具有抗腫瘤的效果，本發(fā)明將甘草次酸的趨肝性及殼聚糖衍生物優(yōu)良的生物學(xué)性能結(jié)合起來，開發(fā)并制備了一類新型的肝靶向給藥系統(tǒng)；該肝靶向納米粒子給藥系統(tǒng)具有藥物緩釋功能及肝靶向性，用于肝臟疾病的治療可減少藥物用量和給藥次數(shù)、降低藥物毒副作用、提高藥效，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號A61K47/36GK101642573SQ20091007023
公開日2010年2月10日 申請日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者張闖年, 蔚 王, 王秀華, 秦 田, 直 袁, 微 黃 申請人:南開大學(xué)