本發(fā)明涉及化學藥物領(lǐng)域，具體涉及一類高載藥量和高膠束穩(wěn)定性的兩親性星形阿霉素聚合前藥的制備與用途。

背景技術(shù)：

阿霉素（doxorubicin,dox）是一種抗腫瘤抗生素，其cas號：23214-92-8，化學結(jié)構(gòu)式：c27h29no11，相對分子量：543.52，阿霉素是一種周期非特異藥物，對多種腫瘤及癌細胞均有較強的作用，主要適用于急性白血病，惡性淋巴瘤、乳腺癌、支氣管肺癌等，一般作為第二線藥物，即在首選藥物耐藥時可考慮應用此藥。

抗癌藥物分子包括阿霉素都存在水溶性差、分子尺寸小、血液循環(huán)穩(wěn)定性差、藥物生物利用度低、醫(yī)療效率低以及毒副作用強等缺點，因此制約了其在化學治療中的應用。為了實現(xiàn)后期醫(yī)療轉(zhuǎn)換中的應用，研究人員目前主要將目標集中在納米技術(shù)與抗癌藥物相結(jié)合的遞送系統(tǒng)上，載藥納米膠束可以增強藥物水溶性、保護藥物活性以及降低毒副作用等，這對推動癌癥治療的發(fā)展具有重要的科學意義。

利用納米技術(shù)實現(xiàn)藥物傳輸?shù)倪f送系統(tǒng)中，兩親性刺激響應的聚合前藥遞送系統(tǒng)擁有可設計的結(jié)構(gòu)與功能、可調(diào)控的納米尺寸及藥物上載量和較強的生物兼容性等優(yōu)勢，可有效降低癌癥化學治療過程中藥物毒副作用強和非選擇性廣泛的藥物釋放等劣勢，近些年來一直都是國內(nèi)外研究的熱點。

最近，cn106177980a公開了一種具有量子點示蹤功能的兩親性聚合物抗腫瘤前藥，其是通過陰離子聚合得到聚(聚乙二醇單甲醚-b-己內(nèi)酯-b-丙交酯)三嵌段共聚物，再通過化學鍵合將抗癌藥物分子修飾到己內(nèi)酯嵌段上，再通過配體交換將量子點鍵合到丙交酯嵌段上，因此獲得具有量子點示蹤功能的兩親性聚合物抗腫瘤前藥。此抗腫瘤前藥是以量子點為核，聚合物前藥為殼的納米粒子，具有較好的生物相容性與生物降解性，且具備量子點示蹤功能，因此也具備了對癌癥的治療與診斷的功能。cn106344929a公開了一種還原響應性共價有機聚合物，其是通過使5，10，15，20-四(4-羥苯基)卟啉分別與順鉑前藥和聚乙二醇通過酯鍵相連得到，該納米顆粒具有較好的水溶性與生物相容性，在激光照射下可產(chǎn)生單線態(tài)氧，在癌癥細胞內(nèi)可發(fā)生解離而釋放出順鉑藥物。此聚合前藥可作為無載體的藥物輸送系統(tǒng)。

因此，設計、構(gòu)建集具備高藥物上載量和高膠束穩(wěn)定性等功能的單分子系統(tǒng)的聚合前藥遞送系統(tǒng)具有一定的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有高分子聚合前藥技術(shù)其穩(wěn)定性較差，藥物上載量偏低，也難以保證藥物的選擇性可控釋放等缺陷，本發(fā)明旨在提供一類高載藥量和高膠束穩(wěn)定性的兩親性星形阿霉素聚合前藥的制備方法及應用。

本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下：

一類兩親性星形阿霉素聚合物前藥，制備方法包括以下步驟：

（1）制備基于環(huán)糊精的星形原子自由基聚合反應（atrp）引發(fā)劑環(huán)糊精溴（cd-br），其反應式如下所示，包括以下步驟：在氬氣(ar，2-10pa)氛圍條件下，將環(huán)糊精（cd）溶于無水1-甲基吡咯烷酮（nmp）（或n,n-二甲基甲酰胺（dmf））中并冷卻至0℃；將2-溴代異丁酰溴溶于1-甲基吡咯烷酮（nmp）（或n,n-二甲基甲酰胺（dmf））中，接著將溶于nmp或dmf中的2-溴代異丁酰溴在攪拌下緩慢滴加至cd溶液中，在0℃下反應0.5-10h然后再室溫反應24-72h，再純化得到產(chǎn)物，即基于環(huán)糊精的星形原子自由基聚合反應（atrp）引發(fā)劑（cd-br）；其中cd中m值可為6、7或8，則分別是α-環(huán)糊精、β-環(huán)糊精或γ-環(huán)糊精；其中cd-br中m值可為6、7或8；

（2）制備ph敏感的單體2-甲氧基-2-氧乙基-丙烯酸甲酯（mgma），其反應式如下所示，包括以下步驟：在溫度≤0℃和氬氣(ar，2-10pa)氛圍條件下，將一定量的溶于無水二氯甲烷（dcm）的甲基丙烯酰氯逐滴加入到分散在無水dcm中的乙醇酸甲酯和三乙胺（tea）溶液中，攪拌過夜，洗滌純化，硅膠柱層析得到純凈的產(chǎn)物mgma；

（3）制備的星形聚合前藥（cd-p(mgma)），其反應式如下所示，包括以下步驟：在室溫（25℃）和氬氣(ar，2-10pa)氛圍條件下，將步驟（1）得到的cd-br,步驟（2）得到的mgma與cubr溶解在二甲基亞砜（dmso）（或甲醇）溶劑中，冷凍-解凍循環(huán)三次，加入配體三(2-二甲氨基乙基)胺（me6tren）（或n,n,n′,n′′,n-五甲基二乙烯三胺（pmedta）），再冷凍-解凍循環(huán)兩次，在室溫下反應8-20h，得到的混合物用四氫呋喃（thf）稀釋過al2o3柱子，濃縮，再沉淀于乙醚中，用thf溶解并再次沉淀于乙醚中，烘干,得到cd-p(mgma)；其中cd-p(mgma)中m值可為6、7或8，聚合度x值范圍為10～50，得到的聚合物其分子量范圍為36500～182500g·mol^-1；

（4）制備兩親性星形聚合前藥（cd-p(mgma)-b-p(oegma),可簡稱為cpmo），其反應式如下所示，包括以下步驟：在室溫（25℃）和氬氣(ar，2-10pa)氛圍條件下，將步驟（3）得到的cd-p(mgma)，乙二醇甲基丙烯酸酯（oegma），cubr溶解在dmf和dmso的混合溶劑中，冷凍-解凍循環(huán)三次，加入配體me6tren（或pmedta），再冷凍-解凍循環(huán)兩次，在25℃下反應12-48h，得到的混合物用thf稀釋過al2o3柱子，濃縮，用thf溶解并再次沉淀于乙醚中，烘干，得到cd-p(mgma)-b-p(oegma)；其中cd-p(mgma)-b-p(oegma)中m值可為6、7或8，x值的范圍為10～50，n值可為2～9，聚合度y值的范圍為2～30，得到的聚合物其分子量范圍為57500～497500g·mol^-1；

（5）制備ph敏感性的兩親性星形聚合前藥（cd-p(mgma-nh2)-b-p(oegma),可簡稱為cpmo-hydrazide），其反應式如下所示，包括以下步驟：在室溫（25℃）和氬氣(ar，2-10pa)氛圍條件下，將cd-pmgma-poegma溶解在一定比例的無水甲醇和dmf的混合溶劑中，而后加入一定量的水合肼，在25℃下反應8-24h，得到的混合物用水透析兩天，冷凍干燥，得到cd-p(mgma-nh2)-b-p(oegma)，即cpmo-hydrazide；其中cpmo-hydrazide中m值可為6、7或8，x值的范圍為10～50，n值可為2～9，聚合度y值的范圍為2～30；

（6）制備ph敏感性的兩親性星形阿霉素聚合前藥（cd-p(mgma-dox)-b-p(oegma),可簡稱為dox@cpmo），其反應式如下所示，包括以下步驟：在室溫（25℃）和氬氣(ar，2-10pa)氛圍條件下，將cd-p(mgma-nh2)-b-p(oegma)溶解在無水甲醇和dmf中，滴入幾滴的tfa，在25℃下避光反應24-72h，得到的混合物用甲醇透析，冷凍干燥，得到產(chǎn)物cd-p(mgma-dox)-b-p(oegma)，即dox@cpmo；其中dox@cpmo中m值可為6、7或8，x值的范圍為10～50，n值可為2～9，聚合度y值的范圍為2～30；

（7）制備ph敏感性的兩親性球狀納米膠束，包括以下步驟：在室溫（25℃），取一定量步驟（6）得到的cd-p(mgma-dox)-b-p(oegma)（即dox@cpmo）材料溶于適量的dmf或dmso中，在攪拌下緩慢滴加到一定量的水中，攪拌10～120min，用水透析除去有機溶劑便得到球狀的納米膠束水溶液。

進一步的，步驟（1）中環(huán)糊精（cd）溶于無水1-甲基吡咯烷酮（nmp）的溶液的摩爾濃度范圍0.05～0.10mol·l^-1;溶解在1-甲基吡咯烷酮（nmp）中的2-溴代異丁酰溴溶液的摩爾濃度范圍為2～8mol·l^-1。

進一步的，步驟（2）中溶于無水dcm中的乙醇酸甲酯和tea的摩爾濃度范圍分別為0.3～5mol·l^-1和0.6～10mol·l^-1；溶于無水dcm中的甲基丙烯酰氯的摩爾濃度范圍為0.7～9mol·l^-1。

進一步的，步驟（3）中cd-br、mgma、cubr和me6tren（或pmedta）的摩爾比范圍為1：（100～1500）：（20～50）：（40～100）；其中cd-br的摩爾濃度為0.5～10mmol·l^-1。

進一步的，步驟（4）中cd-p(mgma)、oegma、cubr和me6tren（或pmedta）的摩爾比范圍為1：（42～1200）：（20～50）：（20～50）；在dmf和dmso的混合溶劑中dmf:dmso的體積比為1:(0.2～2)。

進一步的，步驟（5）中溶解在無水甲醇和dmf中的cd-p(mgma)-b-p(oegma)的摩爾濃度范圍為0.005～0.5mmol·l^-1；水合肼、甲醇和dmf的體積比范圍為1:(7～20):(2～9)。

進一步的，步驟（6）中cd-p(mgma-nh2)-b-p(oegma)與dox的摩爾濃度范圍分別為0.001～0.05mol·l^-1和0.005～0.2mol·l^-1。

進一步的，步驟（7）中所制得的阿霉素聚合前藥兩親性分子的濃度范圍為0.01mg·l^-1～500mg·l^-1;有機溶劑和水的比例范圍為1：(3～1000);用水透析后所得的球狀納米粒子其直徑范圍為10～1000nm。

本發(fā)明的主要優(yōu)點在于：

1.針對目前藥物遞送系統(tǒng)存在的問題，本項目創(chuàng)造性地提出一類ph響應性兩親性星形聚合前藥自組裝的遞送系統(tǒng)，能有效提高藥物上載量和膠束穩(wěn)定性，解決當前藥物遞送系統(tǒng)低載藥量以及藥物選擇性的可控釋放問題，推動腫瘤的精確診斷與高效治療。

2、本項目中，刺激響應的ph敏感性的兩親性星形聚合前藥在癌細胞內(nèi)通過酸性刺激解組裝釋放藥物，且藥物釋放量較高，而在正常細胞內(nèi)藥物釋放較小，從而實現(xiàn)對癌癥的有效治療。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖：

圖1為本發(fā)明實施例1中兩親性ph敏感星形聚合前藥（cd-p(mgma-dox)-b-poegma,dox@cpmo）的合成線路示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例1中兩親性ph敏感星形聚合物（cd-p(mgma-dox)-b-poegma,

dox@cpmo）的核磁示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例1中兩親性星形聚合納米膠束的tem和dls示意圖。

圖4為本發(fā)明實施例1中兩親性ph敏感星形聚合前藥釋放示意圖。

圖5為本發(fā)明實施例1中兩親性ph敏感星形聚合前藥（cd-p(mgma-dox)-b-poegma,dox@cpmo）的毒性示意圖。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

實施例1制備ph敏感的cd-p(mgma)-b-p(oegma)兩親性星形聚合前藥

（1）制備cd-br：氬氣(ar)氛圍條件下，首先將cd溶于無水nmp中并冷卻至0℃，接著將溶于nmp的2-溴代異丁酰溴在攪拌下滴加至cd溶液中，在0℃下反應0.5-10h然后再室溫反應24-72h，再純化得到產(chǎn)物。

（2）制備mgma：在溫度≤0℃和氬氣(ar)氛圍條件下，一定量的溶于無水dcm（30ml）的甲基丙烯酰氯（0.072mol）逐滴加入到乙醇酸甲酯（0.072mol）、tea（0.144mol）、無水dc（50ml）溶液中，攪拌過夜，洗滌純化，柱層析得到純凈的產(chǎn)物。

（3）制備cd-p(mgma)：在室溫和氬氣(ar)氛圍條件下，將cd-br（0.005mmol）,mgma（4.2mmol），cubr（0.105mmol）溶解在dmso（3ml）溶劑中，冷凍-解凍循環(huán)三次，加入配體me6tren（0.21mmol），再冷凍-解凍循環(huán)兩次，在25℃下反應8-20h。得到的混合物用thf稀釋過al2o3柱子，濃縮，再沉淀于乙醚中，烘干。

（4）制備cd-p(mgma)-b-p(oegma)(cpmo)：在室溫和氬氣(ar)氛圍條件下，將cd-p(mgma)（0.001mmol），oegma（0.525mmol），cubr（0.021mmol）溶解在dmf（2.0ml）和dmso（2.0ml）溶劑中，冷凍-解凍循環(huán)三次，加入配體me6tren（0.021mmol），再冷凍-解凍循環(huán)兩次，在25℃下反應12-48h。得到的混合物用thf稀釋過al2o3柱子，濃縮，再沉淀于乙醚中，烘干。如圖2中的cpmo的核磁圖，圖中3.38ppm和3.65ppm出現(xiàn)的峰可以看出cd-p(mgma)-b-p(oegma)的成功合成。

（5）制備ph敏感的cd-p(mgma-nh2)-b-p(oegma)(cpmo-hydrazide)：在室溫和氬氣(ar)氛圍條件下，將cd-p(mgma)-b-p(oegma)（0.0025mmol）溶解在無水甲醇（10ml）和dmf（3.75ml）中，加入一定量的水合肼（0.75ml），在25℃下反應8-24h。得到的混合物用水透析，冷凍干燥。如圖中2中的cpmo-hydrazide的核磁圖，圖中mgma在3.72ppm處的特征峰的消失可以看出肼基成功取代了mgma的甲氧基，即是cd-p(mgma-nh2)-b-p(oegma)的成功合成。

（6）制備兩親性阿霉素聚合前藥cd-p(mgma-dox)-b-p(oegma)（dox@cpmo）：在室溫和氬氣(ar)氛圍條件下，將cd-p(mgma-nh2)-b-p(oegma)（0.064mmol）和dox（0.16mmol）溶解在無水甲醇（6ml）和dmf6ml）中，滴入幾滴的tfa，在25℃下避光反應24-72h。得到的混合物用甲醇透析，冷凍干燥。如圖2中dox@cpmo中8ppm附近和4-6ppm之間的峰表明cd-p(mgma-dox)-b-p(oegma)的成功合成。

（7）制備阿霉素聚合前藥納米膠束：取5mgcd-p(mgma-dox)-b-p(oegma)溶解在0.5ml的dmf或dmso中，分散到6ml的水中，用水透析48h制得膠束。膠束的尺寸大小如圖3中的tem和水相及dmf相的dls圖，可以看出膠束的尺寸大小為二十幾納米以及尺寸均勻，表明此膠束可以快速進入細胞。圖4的藥物釋放圖可以看出此膠束在72小時后釋放量高達76%,圖5的細胞毒性圖可以看出藥物作用在72小時后宮頸癌細胞（hela）和人乳腺癌細胞（mcf-7）的存活率低至28%和0%，說明此藥物載體對癌細胞的毒性較大。

最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。