一种粒径可控的阿霉素纳米颗粒及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种粒径可控的阿霉素纳米颗粒，其以聚乙二醇维生素E琥珀酸酯(TPGS)为内核，由聚乙二醇‑阿霉素与聚(异丁烯‑alt‑马来酸酐)改性的β‑环糊精通过自组装包裹所述内核形成。本发明专利技术还提供了所述阿霉素纳米颗粒的制备方法。不同于传统的通过化学键的形成与断裂的方法制备的纳米颗粒，本发明专利技术的阿霉素纳米颗粒粒径可控、制备过程简单、反应条件温和、原料易于获取，并且具有良好的生物安全性及组织相容性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米颗粒的制备与生物应用领域，具体涉及一种粒径可控的阿霉素纳米颗粒及其制备方法。
技术介绍
长期以来，科研工作者的一直致力于研究一种能制备粒径可控的有机聚合物纳米颗粒的方法。过去几十年里，在纳米颗粒的生物学及药学领域的应用方面做出了大量研究，并且有几种不同类型的纳米颗粒已经得到不同领域、不同程度的应用。例如，修饰相应的具有靶向性的分子的金纳米颗粒、超顺磁性纳米粒子，可用于显示体内肿瘤细胞；药物分子修饰到纳米粒子上，通过一定的转运机制可以使抗肿瘤药物在病灶部位缓慢释放，这可以大大降低抗癌药物的副作用，同时延长药物作用时间，提高药物抗肿瘤效果；此外，纳米颗粒还可应用于影像学，用于实时动态检测如MRI、PET等。然而，纳米颗粒的合成与应用上依然面临诸多问题，例如，纳米颗粒的大小与形态不易控制，生物安全性低及免疫原性强，人体循环系统稳定不好，进而很难顺利到达病灶，体内不易降解等问题。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的技术缺陷，本专利技术的目的之一是提供一种粒径可控的阿霉素纳米颗粒。本专利技术的另一目的是提供所述阿霉素纳米颗粒的制备方法。本专利技术提供的粒径可控的阿霉素纳米颗粒以聚乙二醇维生素E琥珀酸酯为内核，由聚乙二醇-阿霉素与聚(异丁烯-alt-马来酸酐)改性的β-环糊精通过自组装包裹所述内核形成。具体来说，本专利技术的粒径可控的阿霉素纳米颗粒包括外层、中间层以及内核，其中，内核为聚乙二醇维生素E琥珀酸酯(TPGS)，中间层为聚(异丁烯-alt-马来酸酐)改性的β-环糊精(p(IB-alt-MAnh)-CD)，其在纳米颗粒的组装中起到桥梁作用，阿霉素可凭借超分子作用嵌入到环糊精的疏水内腔中，而聚(异丁烯-alt-马来酸酐)中的疏水链段则可与内核相互作用，起到连接内核与外层的作用。外层则为聚乙二醇-阿霉素(mPEG-DOX)，其结构如下所示：在主-客体分子自组装过程中，利用环糊精内腔的疏水性以及阿霉素的苯环结构相互作用，阿霉素端嵌入到环糊精的内腔中，连接阿霉素的聚乙二醇端形成亲水的外层。本专利技术提供的阿霉素纳米颗粒中，可根据粒径的要求调整聚乙二醇维生素E琥珀酸酯的用量。在本专利技术的实施方式中，所述聚乙二醇维生素E琥珀酸酯内核的质量为所述聚乙二醇-阿霉素与聚(异丁烯-alt-马来酸酐)改性的β-环糊精总质量的0.05～20倍；优选为0.1～10倍；更优选为0.2～5倍。本专利技术提供的阿霉素纳米颗粒中，内核还可包含其他活性成分，尤其是可与阿霉素联用增加抗肿瘤活性的抗肿瘤药物。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述内核中还含有紫杉醇纳米晶体，紫杉醇与阿霉素联用可产生协同增效作用，因而能大大提高纳米颗粒的抗肿瘤活性，通过调节紫杉醇的用量可以调节紫杉醇纳米晶体的大小，进而也可调节纳米颗粒粒径大小；而且，紫杉醇的结构也可更好地与聚(异丁烯-alt-马来酸酐)中的烯键端结合，从而形成更加稳定的纳米颗粒。本专利技术提供的阿霉素纳米颗粒中，所述聚(异丁烯-alt-马来酸酐)改性的β-环糊精为聚(异丁烯-alt-马来酸酐)与己二胺-β-环糊精通过偶联反应所得。其制备过程在EDC/NHS作用下，可以在DMSO等溶剂中进行，调节反应体系的pH值为8.0～9.0，室温搅拌48～72小时，反应结束后以磷酸盐缓冲液透析(pH8.0～9.0)36～48小时，冷冻干燥后即得，并于低温保存。本专利技术提供的阿霉素纳米颗粒中，所述聚(异丁烯-alt-马来酸酐)的平均分子量可以为5000～10000。本专利技术提供的阿霉素纳米颗粒中，所述聚乙二醇-阿霉素中聚乙二醇的聚合度n可以为45～450，分子量可以为2000～20000。聚乙二醇-阿霉素的制备可采用已有方法，也可如以下过程：将mPEG-酰肼与阿霉素溶解于无水的极性溶剂中，加入过量三乙胺，室温，避光，搅拌48～72h使其反应完全，纯化。mPEG-酰肼与阿霉素的摩尔比可以为1:0.2～5，优选为1:1.5～2.0。反应过程中可使用NaOH溶液等调节反应体系的pH值，使其保持在8.0～10.0，优选为8.5～9.0。本专利技术提供的阿霉素纳米颗粒中，还可包含有表面活性剂、乳化剂中的一种或多种，可部分或全部替代内核为聚乙二醇维生素E琥珀酸酯(TPGS)。例如，可以为表面活性剂IGEPALCO-520、乳化剂PluronicF127等。本专利技术提供的阿霉素纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：S1：将聚乙二醇-阿霉素与聚(异丁烯-alt-马来酸酐)改性的β-环糊精溶于水中超声条件下进行自组装，冷冻干燥得到超分子复合物；S2：将聚乙二醇维生素E琥珀酸酯以及可选的紫杉醇纳米晶体溶于无水乙醇中制得乳浊液；S3：将步骤S1所得的超分子复合物溶于水中，再将步骤S2所得乳浊液加入到其中，挥干无水乙醇，0.45μm滤膜过滤后离心即得所述阿霉素纳米颗粒。上述制备方法中，步骤S2所得的乳浊液中，聚乙二醇维生素E琥珀酸酯以及可选的紫杉醇纳米晶体形成纳米胶束形态。上述制备方法中，所述聚乙二醇-阿霉素与所述聚(异丁烯-alt-马来酸酐)改性的β-环糊精的质量比为1:50～60。上述制备方法中，所述步骤S1中，将聚乙二醇-阿霉素与聚(异丁烯-alt-马来酸酐)改性的β-环糊精溶于水中，调节pH值为8.0～9.0，进行自组装。本专利技术提供的阿霉素纳米颗粒利用了p(IB-alt-MAnh)与mPEG-DOX间的主-客体自组装反应形成纳米颗粒，mPEG-DOX分子中腙键具有酸敏性，在酸性环境下，mPEG-DOX释放出阿霉素分子，而在生物体生理环境下(pH7.35～7.45)，mPEG-DOX不会发生水解，不会释放阿霉素分子。另一方面，本专利技术提供的阿霉素纳米颗粒加入了具有表面活性的分子TPGS，同时包裹疏水性的抗肿瘤药物紫杉醇(PTX),调节紫杉醇用量可调节纳米颗粒大小。TPGS与PTX组成疏水内核，有助于疏水性的药物紫杉醇在机体内的运输，尺寸越小纳米颗粒越易于进入肿瘤组织内部。本专利技术提供的阿霉素纳米颗粒到达肿瘤组织内之后，mPEG-DOX发生分解，DOX、PTX得以释放，二者联合用药，具有协同作用，可明显提高抗肿瘤活性，药物的靶向性更强，治疗效果大大增强。不同于传统的通过化学键的形成与断裂的方法制备的纳米颗粒，本专利技术的纳米颗粒制备过程简单，反应条件温和，原料易于获取，采用超声方式组装最终所得的纳米颗粒，通过改变超声条件也可调节颗粒大小。本专利技术的纳米颗粒具有良好的生物安全性及组织相容性，利用超分子间的主-客体自组装反应制备纳米颗粒，可修饰阿霉素甚至多种组合的抗癌药物，以发挥抗肿瘤药物的协同作用，大大增强药物疗效。此外，本专利技术制备的纳米颗粒具有酸敏性，在肿瘤组织的酸性环境中更利于药物的释放。另一方面，通过调节TPGS的用量，可以方便调控纳米颗粒的粒径，同时还能起到纳米桥作用，使形成的纳米颗粒在生物体生理环境下具有良好的稳定性。附图说明图1为本专利技术实施例制得的p(IB-alt-MAnh)-CD的1H-NMR图。图2为p(IB-alt-MAnh)-CD对乳腺癌细胞MCF-7细胞株及抗阿霉素乳腺癌细胞株MCF-7/ADR细胞的毒性测试结果图表。图3为本专利技术实施例制得的mPEG-DOX的1H-NMR图。图4A-4C为本专利技术实施例中不同的紫杉醇浓度条件下DLS测得的纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粒径可控的阿霉素纳米颗粒，其特征在于，以聚乙二醇维生素E琥珀酸酯为内核，由聚乙二醇‑阿霉素与聚(异丁烯‑alt‑马来酸酐)改性的β‑环糊精通过自组装包裹所述内核形成。

【技术特征摘要】
2015.09.10 CN 20151057497111.一种粒径可控的阿霉素纳米颗粒，其特征在于，以聚乙二醇维生素E琥珀酸酯为内核，由聚乙二醇-阿霉素与聚(异丁烯-alt-马来酸酐)改性的β-环糊精通过自组装包裹所述内核形成。2.根据权利要求1所述的阿霉素纳米颗粒，其特征在于，所述聚乙二醇维生素E琥珀酸酯内核的质量为所述聚乙二醇-阿霉素与聚(异丁烯-alt-马来酸酐)改性的β-环糊精总质量的0.05～20倍；优选为0.1～10倍；更优选为0.2～5倍。3.根据权利要求1所述的阿霉素纳米颗粒，其特征在于，所述内核中还包含有抗肿瘤药物，优选紫杉醇纳米晶体。4.根据权利要求1所述的阿霉素纳米颗粒，其特征在于，所述聚(异丁烯-alt-马来酸酐)改性的β-环糊精为聚(异丁烯-alt-马来酸酐)与己二胺-β-环糊精通过偶联反应所得。5.根据权利要求4所述的阿霉素纳米颗粒，其特征在于，所述聚(异丁烯-alt-马来酸酐)的平均分子量5000～10000。6.根据权利要求1所述的阿霉素纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊，谢进，胡毅，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11