一種具有氧化還原敏感的姜黃素前藥膠束、膠束單體及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種具有氧化還原敏感的姜黃素前藥膠束、膠束單體及其制備方法。本發(fā)明的目的是提供一種氧化還原敏感的姜黃素前藥膠束的合成設(shè)計(jì)方法。姜黃素前藥膠束單體，分子式為：MPEG-PLA-SS-Cur，上述姜黃素前藥膠束單體的制備方法，反應(yīng)的原料為：聚乙二醇單甲醚-聚乳酸MPEG-PLA，經(jīng)過(guò)二硫代二丙酸修飾的姜黃素Cur-SS-COOH。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明所述方法得到的產(chǎn)物還原響應(yīng)性姜黃素前藥膠束，突破了傳統(tǒng)的載體包載藥物的給藥模式，使得藥物即是載體的一部分，通過(guò)控制惰性載體材料的使用，膠束系統(tǒng)的載藥量、粒徑以及穩(wěn)定性得到顯著改善，并且增強(qiáng)了EPR效應(yīng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種具有氧化還原敏感的姜黃素前藥膠束、膠束單體及其制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種以特殊物理形狀為特征的醫(yī)藥配制品，進(jìn)一步涉及一種具有氧化還原敏感的姜黃素前藥膠束、膠束單體及其制備方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]眾所周知，癌癥已經(jīng)成為最重要的威脅人類(lèi)生命健康的疾病之一。目前，運(yùn)用于臨床的治療癌癥方案主要有放射治療，手術(shù)切除，以及藥物化療。其中，藥物化療在癌癥治療中運(yùn)用的最為廣泛，但是傳統(tǒng)的給藥方式存在著很多方面的不足:抗癌藥物在人體內(nèi)不但對(duì)癌細(xì)胞有殺滅作用，也會(huì)對(duì)人體的正常細(xì)胞產(chǎn)生殺傷作用，從而產(chǎn)生毒副作用。另外抗癌藥物在體內(nèi)的半衰期短，并且在腫瘤部位的濃度不足，因此想要達(dá)到治療劑量必須加大給藥量，而大劑量給藥又會(huì)對(duì)正常組織造成嚴(yán)重的毒性。這些因素均使抗癌藥物在臨床上的應(yīng)用受到限制。所以，研究抗癌藥物合適的給藥載體是十分必要的。近些年來(lái)，人們針對(duì)抗癌藥物而開(kāi)發(fā)的各種藥物載體系統(tǒng)使得抗癌藥具有了更好的靶向性、更低的毒副作用、更高的釋放效率、更高的生物利用率。但是抗癌試劑在體內(nèi)的非特異性分布、腫瘤細(xì)胞藥物濃度不足以及藥物釋放差依然是目前癌癥治療所存在的主要問(wèn)題，因此如何提高藥物在腫瘤細(xì)胞內(nèi)的濃度，進(jìn)一步減少毒副作用仍然是人們研究的熱門(mén)課題。
[0003]隨著研究的深入，人們?cè)诜肿訉用嬉约凹{米尺度上對(duì)物質(zhì)進(jìn)行的控制傳輸取得了重大突破，納米技術(shù)逐漸運(yùn)用于醫(yī)療和制藥領(lǐng)域，并且顯示出了很大的優(yōu)越性。我們知道在癌癥的藥物化療中，藥物的利用率不高，例如姜黃素(Curcumin)，它擁有多種藥理活性，包括:抗炎、抗氧化、抗惡性癌 細(xì)胞增殖、抗血管新生等。一期臨床試驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)了姜黃素即使在12g/d的劑量下也是十分安全的，但是它的生物利用度十分差。導(dǎo)致姜黃素在人體內(nèi)較低的血藥濃度和組織濃度的原因可能是姜黃素在體內(nèi)吸收差、代謝快、消除速度快。為了解決這些問(wèn)題，納米技術(shù)在藥物傳輸系統(tǒng)上的運(yùn)用受到了廣大研究者的關(guān)注。理想的藥物載體應(yīng)該具有本身無(wú)毒，有良好的生物相容性，并且有很好的靶向性。近些年來(lái)，人們研究開(kāi)發(fā)的納米藥物載體如:納米顆粒、聚合物膠束、樹(shù)枝狀大分子、脂質(zhì)體等均可不同程度的起到提高藥物穩(wěn)定性、改善藥物溶解性、增強(qiáng)藥物靶向性、提高藥物生物利用度的作用。
[0004]兩親嵌段聚合物膠束是指由疏水鏈和親水鏈形成的嵌段聚合物，它可以在水中自組裝成具有核殼結(jié)構(gòu)的膠束，其中，親水鏈段朝外，形成外殼，疏水鏈段朝里，形成疏水內(nèi)核。這種具有核殼結(jié)構(gòu)的膠束作為藥物載體，可以使藥物達(dá)到緩慢釋放、提高藥物的靶向性(包括主動(dòng)靶向、被動(dòng)靶向、物理靶向等)、延長(zhǎng)藥物在體內(nèi)的循環(huán)時(shí)間、增加藥物的溶解性、提高藥物的生物利用度等，具有極大的應(yīng)用價(jià)值。
[0005]在醫(yī)用兩親嵌段共聚物中，常見(jiàn)的親水鏈段有聚乙二醇(PEG)、聚賴氨酸(PLL)等，疏水鏈段常見(jiàn)的有聚乳酸(PLA)、聚環(huán)氧丙烷、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚乳酸/羥基乙酸(PLGA)和氨基酸衍生物等，其中PEG、PLA、PCL因具有無(wú)毒、無(wú)免疫原性等多種優(yōu)良性質(zhì)，已獲得美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)的認(rèn)證許可，成為研究的焦點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種氧化還原敏感的姜黃素前藥膠束的合成設(shè)計(jì)方法，在改善姜黃素溶解性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)藥物在腫瘤細(xì)胞還原條件下的快速釋放。
[0007]本發(fā)明的基本原理如下:
[0008]本發(fā)明通過(guò)突破傳統(tǒng)的載體包載藥物模式利用姜黃素的疏水性，使其成為兩親性膠束單體的疏水性一部分，制備一種前藥膠束。針對(duì)姜黃素水溶性差，體內(nèi)外不穩(wěn)定以及現(xiàn)有的給藥系統(tǒng)在載藥量和安全性上的缺陷，根據(jù)二嵌段共聚物自組裝原理我們提出利用疏水性藥物姜黃素作為二嵌段共聚物中的疏水段，以此來(lái)減少疏水性材料的使用從而提高系統(tǒng)的載藥量。利用共價(jià)鍵將疏水性藥物與親水性高分子鍵合在一起，避免了物理包載的突釋現(xiàn)象，增加了其穩(wěn)定性，同時(shí)具備緩釋的效果。以姜黃素為疏水鏈的兩親性共聚物在水性溶劑中可以自組裝成膠束，利用這種膠束再包載一部分其他抗癌藥物(如順鉬，阿霉素等)，可以達(dá)到聯(lián)合用藥的目的。
[0009]姜黃素為小分子疏水性藥物，形成的兩親性共聚物自組裝成膠束的粒徑比較小，因此該給藥系統(tǒng)通過(guò)實(shí)體瘤的EPR (enhanced permeability and retention)效應(yīng)具有很好的被動(dòng)靶向聚集作用，可以用動(dòng)態(tài)光散射儀(DLS)觀測(cè)粒徑及其分布，通過(guò)熒光標(biāo)記實(shí)驗(yàn)來(lái)觀察其靶向聚集作用。
[0010]在本發(fā)明中，“還原響應(yīng)性”是我們的重要突破點(diǎn)。對(duì)姜黃素分子的末端進(jìn)行枝狀化，使其末端含有一個(gè)還原敏感的二硫鍵，且端基含有一個(gè)羧基，以便于同MPEG-PLA的接枝。本發(fā)明首先利用草酰氯對(duì)二硫代二丙酸進(jìn)行單端酰氯化修飾，再將其與姜黃素分子相連，使姜黃素分子的一端 含有一個(gè)二硫鍵和一個(gè)羧基，最后再和高分子材料MPEG-PLA以酯鍵的形式相連。大量 研究表明生物相容性良好的材料作為藥物載體或者前藥研究方面有著非常重要的作用。在醫(yī)用兩親嵌段共聚物中，常見(jiàn)的親水鏈段有聚乙二醇(PEG)、聚賴氨酸(PLL)等，疏水鏈段常見(jiàn)的有聚乳酸(PLA)、聚環(huán)氧丙烷、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚乳酸/羥基乙酸(PLGA)和氨基酸衍生物等，其中PEG、PLA、PCL因具有無(wú)毒、無(wú)免疫原性等多種優(yōu)良性質(zhì)，已獲得美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)的認(rèn)證許可，這些材料為本發(fā)明給藥系統(tǒng)的安全性提供了保證。并且PEG，PLA以及其嵌段共聚物分子量可選擇范圍比較大。
[0011]技術(shù)方案如下:
[0012]一種具有氧化還原敏感的姜黃素前藥膠束單體，分子式為:
[0013]MPEG-PLA-SS-Cur。如下所示:
【權(quán)利要求】
1.一種具有氧化還原敏感的姜黃素前藥膠束單體，其特征在于，分子式為:MPEG-PLA-SS-Cur。如下所示:
2.權(quán)利要求1所述姜黃素前藥膠束單體的制備方法，其特征在于，反應(yīng)的原料為:聚乙二醇單甲醚-聚乳酸MPEG-PLA，經(jīng)過(guò)二硫代二丙酸修飾的姜黃素Cur-SS-COOH。 反應(yīng)如下:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種具有氧化還原敏感的姜黃素前藥膠束單體的制備方法，其特征在于， 經(jīng)過(guò)修飾的姜黃素Cur-SS-COOH與聚乙二醇單甲醚-聚乳酸MPEG-PLA的投料摩爾比例為1-6:1 ;以4-二甲氨基吡啶(DMAP)為催化劑，與Cur-SS-COOH的摩爾比為1:1 ;以1-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC.HCI)為脫水縮合劑，與Cur-SS-COOH的摩爾比為1:1 ; 將4種物質(zhì)置于容器中，加入溶劑N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶解，氮?dú)獗Ｗo(hù)，避光攪拌12-48小時(shí)； 反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液旋蒸濃縮，逐滴滴加至過(guò)量冰乙醚中，過(guò)濾，收集濾渣，濾渣用DMF溶解，裝入截留分子量為1000的透析袋中，放入蒸餾水中透析48小時(shí)，透析結(jié)束后，透析液離心，取上清液，過(guò)0.45 μ m濾膜，-20°C冷凍4小時(shí)，冷凍真空干燥48小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種具有氧化還原敏感的姜黃素前藥膠束單體的制備方法，其特征在于，所述經(jīng)過(guò)二硫代二丙酸修飾的姜黃素的制備方法為: 以單端酰氯化的二硫代二丙酸對(duì)姜黃素分子單端的酚羥基進(jìn)行修飾，使姜黃素分子的單端含有一個(gè)二硫鍵，且使其末端基團(tuán)為羧基。如下所示:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種具有氧化還原敏感的姜黃素前藥膠束單體的制備方法，其特征在于，單端羧基酰氯化的二硫代二丙酸無(wú)水四氫呋喃(THF)溶液，稱為溶液I ; 另取姜黃素置于容器中，加無(wú)水THF溶解，向溶液中滴加傅酸劑三乙胺(Et3N)或吡啶，姜黃素與傅酸劑的摩爾比為1:1.2-2，稱之為溶液2 ； 冰水浴下，將溶液I以每?jī)擅腌娨坏蔚乃俣鹊渭又寥芤?中，避光，室溫以5轉(zhuǎn)/秒的速度攪拌反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后，旋干THF，用DCM溶解，將溶液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，向其中加0.lmmol/L的HCI洗漆，重復(fù)三遍，收集有機(jī)相，旋干； 加DCM溶解旋干后產(chǎn)物，裝柱子分離，以1，2-二氯乙烷:甲醇=100:1 (含1%的乙酸)(體積比)為洗脫劑過(guò)柱子，以1，2_ 二氯乙烷:甲醇=90:3 (含1%的乙酸)(體積比)為展開(kāi)劑不斷點(diǎn)板，收集單端產(chǎn)物的洗脫液，旋干，即得二硫代二丙酸單端羧基酰氯化產(chǎn)物。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種具有氧化還原敏感的姜黃素前藥膠束單體的制備方法，其特征在于，所述單端酰氯化的二硫代二丙酸的制備方法如下:以酰化試劑對(duì)二硫代二丙酸進(jìn)行單端酰氯化。反應(yīng)過(guò)程如下圖所示:
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種具有氧化還原敏感的姜黃素前藥膠束單體的制備方法，其特征在于，所述溶液I的制備方法如下: 取二硫代二丙酸，置于容器中，加無(wú)水四氫呋喃(THF)溶解，向溶液中滴加少許N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，在冰水浴中，緩慢滴加草酰氯，二硫代二丙酸與草酰氯的摩爾比為1:1.2-2.0 ； 室溫下，以5轉(zhuǎn)/秒的攪拌速度反應(yīng)3h，該步反應(yīng)結(jié)束后，不做處理直接用于下步反應(yīng)，該步反應(yīng)液稱為溶液I。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述姜黃素前藥膠束單體的制備方法，其特征在于，所述聚乙二醇單甲醚-聚乳酸MPEG-PLA的制備方法為: 反應(yīng)原料為MPEG2000、丙交酯，二者的質(zhì)量百分比為1:0.5-1.6 ； 取MPEG2000置于容器中，60°C油浴攪拌熔融，然后加丙交酯，升溫至100°C加熱至完全熔融，抽真空，氮?dú)獗Ｗo(hù)，加入丙交酯質(zhì)量0.2-1.0%的辛酸亞錫，升溫至125°C，熔融聚合24小時(shí)； 待反應(yīng)結(jié)束后，等體系降至室溫，用適量四氫呋喃溶解(利用超聲)，旋蒸除去部分溶劑，滴到過(guò)量冰乙醚中沉淀，重復(fù)三次，抽濾可得白色絮狀固體，用四氫呋喃溶解，放入截留分子量為3500的透析袋中，然后放入蒸餾水中透析24小時(shí)，透析結(jié)束后，離心，取上清液，過(guò)0.45 μ m濾膜，放冰箱中凍4小時(shí)，冷凍真空干燥48小時(shí)。
9.一種具有氧化還原敏感的姜黃素前藥膠束的制備方法，其特征在于，取權(quán)利要求1所述姜黃素前藥膠束單體在適量的溶劑中溶解；然后加入透析袋中在適當(dāng)?shù)娜軇┲型肝?；透析結(jié)束后，離心，取上清液，通過(guò)微孔濾膜過(guò)濾，濾液凍干后收集膠束粉末。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述一種具有氧化還原敏感的姜黃素前藥膠束的制備方法，其特征在于，取權(quán)利要求1所述姜黃素前藥膠束單體在有機(jī)溶劑DMF、THF或DMSO中的任何一種中溶解，加入截留分子量為1000、2000、3500的透析袋中透析24小時(shí)，前12小時(shí)每3小時(shí)換一次水，后12小時(shí)每6小時(shí)換一次水；透析結(jié)束后；15°C下，10000r/min離心20min，取上清液，通 過(guò)0.45 μ m的微孔濾膜，濾液凍干后收集膠束粉末。
【文檔編號(hào)】A61P35/00GK103720675SQ201410008911
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】趙燕軍, 王征, 曹延武, 陳超, 高敏, 付運(yùn)蘭 申請(qǐng)人:天津大學(xué)