一种pH响应的核-壳结构树状大分子药物载体的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种pH响应的核‑壳结构树状大分子药物载体的制备方法，本发明专利技术通过β‑环糊精修饰的第五代树状大分子作核，苯并咪唑‑2‑乙酸修饰的第三代树状大分子作壳，利用主客体分子的超分子自组装作用构建pH响应的核‑壳超结构树状大分子。本发明专利技术制备的pH响应的核‑壳超结构树状大分子作为抗癌药物载体时，具有低毒安全、高装载率、在肿瘤微环境智能释放等优点，在化疗等方面有潜在的应用前景。

Preparation of core-shell dendrimer drug carrier with pH response

The invention relates to a preparation method of a pH responsive core-shell structure dendrimer drug carrier, in which the fifth generation dendrimer modified by \u03b2 - cyclodextrin is used as the core and the third generation dendrimer modified by benzimidazole-2-acetic acid is used as the shell, and a pH responsive core-shell super structure dendrimer is constructed by the supermolecular self-assembly of host guest molecules. When the pH responsive core-shell super structure dendrimer prepared by the invention is used as an anticancer drug carrier, it has the advantages of low toxicity, safety, high loading rate, intelligent release in tumor microenvironment, etc., and has potential application prospects in chemotherapy, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种pH响应的核-壳结构树状大分子药物载体的制备方法
本专利技术属于pH响应药物载体的制备领域，特别涉及一种pH响应的核-壳结构树状大分子药物载体的制备方法。
技术介绍
自上世纪70年代以来，我国恶性肿瘤的发病率以及死亡率呈明显上升趋势，对人类健康造成了巨大危害,其中化疗是应用较多的治疗癌症的方式。但是传统化疗药物在临床应用中存在诸多缺陷，例如：水溶性差，生物利用度低，对正常组织具有较大的杀伤力等缺陷，如若构建药物输送体系，则可显著地提高药物各方面的性能。近年来，新型药物载体聚酰胺-胺树状大分子(PAMAM)因其拥有独特的理化性质，被构建成优良的药物载体而用于肿瘤的治疗。聚酰胺胺(PAMAM)树状大分子是目前研究得较为普遍和透彻的一类树状大分子，是高度支化的单分散大分子，具有独特的树状(tree-like)分支和紧凑的球面几何构型。其结构主要包含三个部分：核、内腔和外壳。核心决定了树状大分子的三维形状，内部的疏水腔能够包裹疏水性抗癌药物如阿霉素和甲氧基雌二醇，并且能够以持续的方式释放药物。PAMAM树状大分子可通过支化单元逐步重复反应得到。随着PAMAM树状大分子代数的增加，其分子逐渐表现出高度分枝且呈球状，表面分布着大量官能团，具有疏水性的空腔。然而，用传统的方法合成更高代的、结构更精确的树状大分子时，要重复的合成步骤太多，反应控制困难(PAMAMG9树状大分子，尺寸10nm，需要18步反应)。因此需找到一种简易、快速、可控的合成方法获得具有高代聚酰胺-胺树状大分子。有人使用表面氨基的较高代树状大分子做核，表面羧基的较低代树状大分子做壳，通过EDC催化羧基与氨基的反应，构建核-壳结构的树状大分子(Uppuluri,etal.Adv.Mater.,2000,12(11):796-800.)。有人通过使用超分子主客体化学的方法合成了一种低代数为壳，高代数为核的核-壳结构树状大分子(FengChen,etal.J.Mater.Chem.B.,2017,5,8459)。然而所形成的核-壳结构树状大分子在肿瘤环境无法解离，达到药物的响应性释放。设计一种在肿瘤微环境下能够快速响应进而快速释放药物的核-壳结构树状大分子药物载体非常关键。基于超分子化学中的主-客体分子识别作用是构建超分子结构的常用方法。由于超分子化学中作为主体分子的β-环糊精与疏水的客体分子苯并咪唑在pH＝7.4能够自组装，而在pH＜6时苯并咪唑分子会从环糊精空腔解离，而肿瘤微环境的pH＜6，因此利用苯并咪唑与环糊精的主客体作用构建超分子结构得到了广泛应用。有人利用苯并咪唑和环糊精的主客体作用构建了pH响应超分子胶束用于药物载体(ChenXueshi,etal.Polymchem.,2013,4,3265)，然而超分子胶束的稳定性低，限制了其在药物递送的应用。检索国内外相关文献和专利结果表明：利用超分子化学中的主客体自组装作用构建pH响应的核-壳超结构树状大分子用于药物载体的方法，尚未见报道。CN107353408A公开一种主客体自组装作用构建表面氨基的核-壳超结构树状大分子的方法，但是在肿瘤微环境下，构建的核-壳超结构树状大分子由于环糊精(β-CD)与金刚烷(Ad)的高结合常数(logK＝5.04)无法解离，释放效率低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种pH响应的核-壳结构树状大分子药物载体的制备方法，克服现有技术无法在肿瘤微环境解离从而提高释放效率的缺陷，本专利技术中该方法以聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子为反应单元，利用主客体自组装作用构建pH响应的核-壳超结构树状大分子，该方法具有易操作，制备过程简单，在PBS缓冲液下即可反应，具有高的药物装载率、癌细胞内pH响应等优点，在肿瘤化疗方面有良好的应用前景。本专利技术的一种pH响应的核-壳结构树状大分子材料的制备方法，包括：(1)苯并咪唑-2-乙酸BM-COOH溶液中加入EDC搅拌反应30min，再加入NHS搅拌反应3～4h，得到活化的BM-COOH；然后将活化的BM-COOH逐滴滴加到第三代聚酰胺-胺树状大分子PAMAMG3溶液中，室温搅拌反应3天，得到客体分子苯并咪唑-2-乙酸修饰的G3.NH2-BM溶液，然后透析、冷冻干燥，得到干燥的G3.NH2-BM；(2)将β-环糊精(β-CD)溶液、N,N’-羰基二咪唑CDI溶液混合，搅拌反应6h，然后逐滴加入第五代聚酰胺-胺树状大分子PAMAMG5溶液，室温搅拌反应72h，得到主体分子β-环糊精修饰的G5.NH2-CD溶液，透析，冷冻干燥，得到干燥的G5.NH2-CD；(3)将步骤(1)中干燥的G3.NH2-BM、步骤(2)中干燥的G5.NH2-CD分别溶于水中，在搅拌条件下，分别在两个溶液中滴加三乙胺，搅拌，反应30min后，分别继续滴加乙酸酐，室温下继续搅拌24h，透析，冷冻干燥，分别得到G3.NHAc-BM、G5.NHAc-CD；(4)将G3.NHAc-BM、G5.NHAc-CD按摩尔比1:9分别溶入pH＝7.4的PBS缓冲液中，混合搅拌反应48h，透析、冷冻干燥，得到pH响应的核-壳超结构树状大分子G5.NHAc-CD/BM-G3.NHAc。所述步骤(1)中溶液的溶剂均为二甲基亚砜DMSO。所述步骤(1)中EDC/NHS与BM-COOH的投料摩尔比为15:1；BM-COOH与G3的摩尔比为1.6:1。所述步骤(2)中β-CD与CDI的投料摩尔比为1:9；β-CD与G5的投料摩尔比为26:1。所述步骤(3)中透析为：以1000Da截留分子量的透析袋透析，先在PBS缓冲液中透析一天，然后再去离子水中透析两天。本专利技术提供的一种所述方法制备的pH响应的核-壳结构树状大分子材料。本专利技术的一种载药pH响应的核-壳结构树状大分子材料的制备方法，包括：将权利要求4所述pH响应的核-壳结构树状大分子材料G5.NHAc-CD/BM-G3.NHAc溶解到pH＝7.4的PBS缓冲液中，将盐酸阿霉素DOX·HCl溶解在甲醇溶液中，然后往DOX·HCl溶液中加入适量三乙胺，使得DOX·HCl完全溶解，然后将溶解好的DOX逐滴滴加到搅拌的壳-核结构的树状大分子G5.NHAc-CD/BM-G3.NHAc的水溶液中，在室温避光条件下，持续搅拌24h，离心，冷冻干燥，得到包裹阿霉素的pH响应的壳-核结构树状大分子G5.NHAc-CD/BM-G3.NHAc/DOX。所述G5.NHAc-CD/BM-G3.NHAc与盐酸阿霉素的摩尔比为1：15。上述反应体系pH保持在7.4-8。本专利技术提供的一种所述方法制备的载药pH响应的核-壳结构树状大分子材料。本专利技术提供的一种所述pH响应载药核壳结构树状大分子材料在制备肿瘤化疗药物中的应用。本专利技术进行超分子自组装时，根据主客体分子的个数，控制G5.NHAc-CD与G3.NHAc-BM的投料摩尔比为1:9，使得G5.NHAc-CD上的环糊精都能与G3.NHAc-BM上的苯并咪唑结合，构成核-壳超分子结构。以乙酰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种pH响应的核-壳结构树状大分子材料的制备方法，包括：/n(1)苯并咪唑-2-乙酸BM-COOH溶液中加入EDC搅拌反应30min，再加入NHS搅拌反应3～4h，得到活化的BM-COOH；然后将活化的BM-COOH逐滴滴加到第三代聚酰胺-胺树状大分子PAMAM G3溶液中，室温搅拌反应3天，得到客体分子苯并咪唑-2-乙酸修饰的G3.NH

【技术特征摘要】
1.一种pH响应的核-壳结构树状大分子材料的制备方法，包括：
(1)苯并咪唑-2-乙酸BM-COOH溶液中加入EDC搅拌反应30min，再加入NHS搅拌反应3～4h，得到活化的BM-COOH；然后将活化的BM-COOH逐滴滴加到第三代聚酰胺-胺树状大分子PAMAMG3溶液中，室温搅拌反应3天，得到客体分子苯并咪唑-2-乙酸修饰的G3.NH2-BM溶液，然后透析、冷冻干燥，得到干燥的G3.NH2-BM；
(2)将β-环糊精溶液、N,N’-羰基二咪唑CDI溶液混合，室温搅拌反应6h，然后逐滴滴加到第五代聚酰胺-胺树状大分子PAMAMG5溶液中，室温搅拌反应72h，得到主体分子β-环糊精修饰的G5.NH2-CD溶液，透析，冷冻干燥，得到干燥的G5.NH2-CD；
(3)将步骤(1)中干燥的G3.NH2-BM、步骤(2)中干燥的G5.NH2-CD分别溶于水中，在搅拌条件下，分别在两个溶液中滴加三乙胺，室温搅拌，反应30min后，分别继续滴加乙酸酐，室温下继续搅拌24h，透析，冷冻干燥，分别得到G3.NHAc-BM、G5.NHAc-CD；
(4)将G3.NHAc-BM、G5.NHAc-CD按摩尔比1:9分别溶入pH＝7.4的PBS缓冲液中，混合搅拌反应48h，透析、冷冻干燥，得到pH响应的核-壳超结构树状大分子G5.NHAc-CD/BM-G3.NHAc。


2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中EDC/NHS与BM-COOH的投料摩尔比为15:1；BM-CO...

【专利技术属性】
技术研发人员：史向阳，王建洪，范钰，史梦晗，李杜，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31