一种靶向聚乙二醇纳米粒子药物载体的超声制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种靶向聚乙二醇纳米粒子药物载体的超声制备方法与应用，本发明专利技术采用超声聚合法制备靶向聚乙二醇纳米粒子，该方法无引发剂、催化剂引入，尤其适用于生物样品的制备。同时超声聚合法还具有聚合时间短，单体转化效率高的优点，用于抗肿瘤药物的负载，得到负载顺铂前药分子的靶向聚乙二醇纳米药物载体(Pt‑loaded PEG‑RGD NPs)，可以实现基于肿瘤微环境的特点对抗癌药物分子顺铂进行可控释放，降低抗癌药物分子的毒副作用。

Ultrasonic preparation and application of a drug carrier targeting peg nanoparticles

【技术实现步骤摘要】
一种靶向聚乙二醇纳米粒子药物载体的超声制备方法与应用
本专利技术涉及一种靶向聚乙二醇纳米粒子药物载体的超声制备方法与应用，属于高分子材料

技术介绍
癌症是21世纪的世界性科学难题，同时也是当今世界严重影响人类生命健康的疾病之一。其常见的治疗手段有手术治疗、放疗、化疗、基因治疗和免疫治疗等。化疗作为一种重要的癌症治疗手段，其在肿瘤的控制及术后治疗等方面有着非常良好的应用。但是传统的抗癌药物存在药物利用率较低，毒副作用较大及无特异识别性等缺点。近些年来，不同类型的药物运载体(如：胶束、胶囊、树枝状大分子、无机纳米颗粒，蛋白质和水凝胶等)逐渐发展起来。这些药物运载体的设计，只是在某种程度上缓解了利用率低，毒副作用大的问题，但是并没有从根本上解决。因此，如何增强化学药物的利用率和安全性对于提升肿瘤的治疗效果和人类的健康具有不可替代的意义，也是当今科学和临床研究的重大挑战。延长载体在血液中的循环时间，增加在肿瘤部位富集的概率是提高抗癌药物传输效率的有效途径。聚乙二醇(Poly(ethyleneglycol))是一种被美国食品药品安全监督局(FDA)批准的可以用于生物医药的聚合物材料。自1977年第一次被报道可以用于延长体内循环时间以来，一直被广泛地用于纳米药物载体的表面修饰。聚乙二醇由于其高度水合的特性，可以降低蛋白在纳米粒子表面的吸附，从而有利于降低载体与生物体的非特异性相互作用，延长在体内的循环时间。目前，一些聚乙二醇表面修饰的纳米药物载体(如：和)已经上市，并在临床领域取得了有效的治疗效果。自组装含聚乙二醇的嵌段聚合物和后修饰聚乙二醇是两种主要的聚乙二醇化的策略。但是由于聚乙二醇的空间位阻较大，聚乙二醇的修饰密度较低，从而导致生物防污性能不好。近些年来，主要由聚乙二醇作为构筑基元的纳米载体开始被设计和报道出来，这在一定程度上克服了聚乙二醇修饰密度不够的问题。但是聚乙二醇纳米粒子在与生物体非特异性相互作用的同时也会降低与肿瘤细胞的相互作用，使得治疗效果下降。如何增加纯聚乙二醇药物载体在肿瘤部位的靶向递送效率是一个重要的科学问题。目前，聚乙二醇纳米粒子的制备方法主要有模板法和体相聚合法。对于模板法来说，常用的模板有二氧化硅，碳酸钙，聚苯乙烯等。二氧化硅模板法形貌多样，尺寸易于控制，但是去除模板时需使用氢氟酸等危险性物质。碳酸钙和聚苯乙烯模板去除相对容易，但是很难用于制备小尺寸的聚乙二醇颗粒。对于体相聚合法来说，通常合成条件复杂严苛，耗时耗力，且反应过程一般会引入一些催化剂等有机物质，对于后续应用有一定的生物毒性。因此，开发一种新型的靶向聚乙二醇纳米药物载体，有助于提高纳米载体的制备效率，降低载体与生物体的非特异性相互作用，提高载体的靶向传输效率，增强肿瘤治疗效果。
技术实现思路
为解决现有技术存在的难题，本专利技术提供一种靶向聚乙二醇纳米粒子药物载体的超声制备方法与应用。说明书中，甲基丙烯酸2-氨基乙基酯盐酸盐，简称：AEMA；4-(4,6-二甲氧基三嗪)-4-甲基吗啉盐酸盐，简称：DMTMM；甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯，聚乙二醇分子量为2k，简称：ACLT-PEG2K；甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯，聚乙二醇分子量为5k，简称：ACLT-PEG5K；丙烯酸酯聚乙二醇活性酯，聚乙二醇分子量为5k，简称：ACLT-PEG5K-NHS；丙烯酸酯聚乙二醇环状RGD，聚乙二醇分子量为5k，简称：ACLT-PEG5K-RGD；环状RGD，简称：CRGDfk；聚乙二醇纳米粒子，简称：PEGNPs；靶向聚乙二醇纳米粒子，简称：PEG-RGDNPs；荧光染料AF647标记的聚乙二醇纳米药物载体，简称：AF647-loadedPEGNPs；荧光染料AF647标记的靶向聚乙二醇纳米药物载体，简称：AF647-loadedPEG-RGDNPs；负载了顺铂前药分子c,c,t-[Pt(NH3)2Cl2(OH)(O2CCH2CH2CO2H)]的聚乙二醇纳米药物载体，简称：Pt-loadedPEGNPs；负载了顺铂前药分子c,c,t-[Pt(NH3)2Cl2(OH)(O2CCH2CH2CO2H)]的靶向聚乙二醇纳米药物载体，简称：Pt-loadedPEG-RGDNPs；以下均用简称。为解决以上问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种靶向聚乙二醇纳米粒子药物载体，结构如下式Ⅰ所示：一种靶向聚乙二醇纳米粒子药物载体的超声聚合制备方法，包括步骤如下：分别将ACLT-PEG、AEMA、ACLT-PEG5k-RGD加入到超纯水中搅拌溶解后，得混合溶液，将混合溶液去除氧气后，置于35-50℃下进行超声聚合10-30min，超声功率为35-45W，超声频率为400-420kHz，聚合反应结束后，纯化，冷冻干燥，得到靶向聚乙二醇纳米粒子药物载体。根据本专利技术优选的，所述的ACLT-PEG为ACLT-PEG2k或ACLT-PEG5k，优选的，所述的ACLT-PEG为ACLT-PEG2k。根据本专利技术优选的，所述的ACLT-PEG5k-RGD是按如下方法制得：将ACLT-PEG5k-NHS与cRGDfk按摩尔比为1:3的比例混合，加入DMSO中，在温度25℃下，反应12h，采用3.5kDa的透析袋纯水透析1天，冷冻干燥得ACLT-PEG5k-RGD。ACLT-PEG5k-RGD的制备如下路线1所示：根据本专利技术优选的，ACLT-PEG：AEMA：ACLT-PEG5k-RGD的摩尔比为：(5-7)：(2-4)：(0.5-1.5)。进一步优选的，ACLT-PEG：AEMA：ACLT-PEG5k-RGD的摩尔比为：6:3:1。根据本专利技术优选的，ACLT-PEG、AEMA、ACLT-PEG5k-RGD加入水中，三者的总质量浓度为15-25％。根据本专利技术优选的，超声聚合温度为40℃，超声功率为40W，超声频率为412kHz，超声时间为20min。根据本专利技术优选的，所述的除氧气为鼓氮气30min。根据本专利技术优选的，聚合反应结束为采用冷水终止聚合反应，所述的纯化为采用8k-14kDa的透析袋透析2天。一种靶向聚乙二醇纳米粒子药物载体，用于抗肿瘤药物的负载。一种载药体系，包含靶向聚乙二醇纳米粒子药物载体和该靶向聚乙二醇纳米粒子药物载体负载的药物。根据本专利技术优选的，靶向聚乙二醇纳米粒子药物载体负载的药物为还原响应的抗癌药物分子，优选的，靶向聚乙二醇纳米粒子药物载体负载的药物为顺铂前药分子c,c,t-[Pt(NH3)2Cl2(OH)(O2CCH2CH2CO2H)]。上述载药体系的制备方法，包括步骤如下：将靶向聚乙二醇纳米粒子药物载体与顺铂前药分子加入到磷酸盐缓冲溶液中，加入DMTMM作为羧基活化剂，在25℃下，反应24h，纯化后得到负载顺铂前药分子的靶向聚乙二醇纳米药物载体(Pt-loadedPEG-RGDNPs)；靶向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种靶向聚乙二醇纳米粒子药物载体，结构如下式Ⅰ所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种靶向聚乙二醇纳米粒子药物载体，结构如下式Ⅰ所示：





2.一种靶向聚乙二醇纳米粒子药物载体的超声聚合制备方法，包括步骤如下：
分别将ACLT-PEG、AEMA、ACLT-PEG5k-RGD加入到超纯水中搅拌溶解后，得混合溶液，将混合溶液去除氧气后，置于35-50℃下进行超声聚合10-30min，超声功率为35-45W，超声频率为400-420kHz，聚合反应结束后，纯化，冷冻干燥，得到靶向聚乙二醇纳米粒子药物载体。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的ACLT-PEG为ACLT-PEG2k或ACLT-PEG5k，优选的，所述的ACLT-PEG为ACLT-PEG2k；所述的ACLT-PEG5k-RGD是按如下方法制得：将ACLT-PEG5k-NHS与cRGDfk按摩尔比为1:3的比例混合，加入DMSO中，在温度25℃下，反应12h，采用3.5kDa的透析袋纯水透析1天，冷冻干燥得ACLT-PEG5k-RGD。


4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，ACLT-PEG：AEMA：ACLT-PEG5k-RGD的摩尔比为：(5-7)：(2-4)：(0.5-1.5)；优选的，ACLT-PEG：AEMA：ACLT-PEG5k-RGD的摩尔比为：6:3:1。


5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，ACLT-PEG、AEMA、ACLT-PEG5k-RGD加入水中，三者的总质量浓度为15-25％。


6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，超声聚合温度为40℃，超声功率为40W，超声频率为412kHz，超声时间为20min，所述的除氧气为鼓氮气30mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔基炜，高至亮，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37