专利名称：一种地塞米松大分子前药及其制备方法
技术领域：
本发明属于生物医学工程医药技术领域，特别涉及一种地塞米松(dexamethasone)大分子前药及其制备方法。
背景技术：
地塞米松(dexamethasone)作为ー种肾上腺皮质激素类药物,具有抗炎、抗过敏、抗风湿、免疫抑制等作用，可用于治疗风湿性关节炎、细菌感染、过敏性疾病、血小板減少性 紫癜及糖皮质激素敏感的眼部炎症等。然而，将地塞米松単独使用，则存在水溶性差、生物利用度低、毒副作用大等问题，致使其临床应用受到限制。而利用水溶性高分子对地塞米松进行化学结构修饰，通过优化合成条件制备出性能优良的地塞米松大分子前药，则可望克服这些应用局限性。为此，Wang等及Krakovicova等将地塞米松与聚羟丙基甲基丙烯酰胺(HPMA)进行化学偶联(Arthritis Research & Therapy, 2007,9 R2 ；Arthritis Research&Therapy,2010，12 R170 ;MoIecuIar Pharmaceutics, 2010，7 1041-1049 ;EuropeanJournal of Pharmaceutical Sciences，2009，37 :405-412)，Wang 等还研究了 前药对风湿性关节炎的抗炎性能，Brayden等将地塞米松与水溶性聚ニ甲基氨基こ基甲基丙烯酸酯(pDMAEMA)进行化学偶联(Journal of Controlled Release, 2009,135 :35-43),并证明了其体外生物活性，Wang等先将地塞米松叠氮化，然后通过点击化学途径与炔基化的聚こニ醇(PEG)反应制备地塞米松前药(Biomacromolecules，2010，11 :2621-2628)。但迄今为止，这类改性研究大都使用了不易生物降解、生物相容性欠佳且不具有生物活性的合成类水溶性高分子。不仅如此，所得地塞米松大分子前药功能相对单ー或缺乏对体内病灶部位的环境响应性，难以实现病变部位的特异性治疗。因此，能否利用具有生物相容性和降解性好且具生物活性的天然聚多糖，制备出综合性能优良的地塞米松大分子前药，是目前值得关注的研究课题。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种地塞米松大分子前药的制备方法。本发明的另ー目的在于提供上述方法制备的地塞米松大分子前药。本发明的目的通过下述技术方案实现一种地塞米松大分子前药的制备方法，该方法是先利用肝素钠分子中的羧酸根与己ニ酸ニ酰肼反应，得到肼基化肝素，再由肼基化肝素侧链中的的肼基与地塞米松分子结构中的酮羰基反应形成具有酸响应性的腙键，制备得到地塞米松大分子前药。上述地塞米松大分子前药的制备方法具体包括下述步骤(I)肼基化肝素的制备将肝素钠与己ニ酸ニ酰肼溶于水中，调节pH至6. O 7. 0，得到混合液；用混合溶剂溶解催化剂后，滴入上述混合液中，再次调节pH至6. O 7. O,室温反应10 48小时，反应结束后调节pH至中性，对反应液进行透析，冻干，得到肼基化肝素；(2)地塞米松大分子前药的制备将地塞米松溶于ニ甲基亚砜中，得到地塞米松溶液；将步骤(I)制备的肼基化肝素溶于水，得到肼基化肝素水溶液，将肼基化肝素水溶液滴入地塞米松溶液中，混合均匀，加入催化剂后，于25 50°C下反应24 48小时，反应结束，将反应液冷却至室温，经过沉淀、过滤、洗涤和干燥，得到黄白色产物，即为地塞米松大分子前药(简称hep-dex)。
步骤(I)中，所述肝素钠的重均相对分子量为6000 20000。所述己ニ酸ニ酰肼与肝素钠的质量比为10 20 I。所述催化剂是由I-こ基-(3-ニ甲基氨基丙基)碳酰ニ亚胺盐酸盐与I-羟基苯并三唑混合后得到的；所述I-こ基-(3-ニ甲基氨基丙基)碳酰ニ亚胺盐酸盐的质量为肝素钠质量的I. 5 2倍，所述I-羟基苯并三唑的质量为肝素钠质量的I I. 5倍。为了更好地实现本发明，所述步骤(I)中水的用量按照每毫升水中含肝素钠
O.004 O. 01克计算；所述混合溶剂为ニ甲基亚砜和水按体积比I : O. 5 I : I. 5混合后得到；所述混合溶剂的用量将催化剂溶解即可；所述的调节pH、再次调节pH及反应结束后调节pH均使用氢氧化钠溶液或盐酸进行调节；所述氢氧化钠溶液的浓度为O. 05 O. 2摩尔每升，所述盐酸的浓度为O. 05 O. 2摩尔每升；所述透析是用截留分子量为3000 10000的透析袋在水中对反应液进行透析；所述透析时间为2 5天，每隔8 12小时换一次水。步骤⑵中，所述肼基化肝素与地塞米松的质量比为I : 2 I : 8。所述地塞米松溶液中，每毫升ニ甲基亚砜加入O. 029 O. I克地塞米松；所述肼基化肝素水溶液中，每毫升水加入O. 025 O. 05克肼基化肝素。所述催化剂为冰こ酸，所述肼基化肝素与催化剂的质量体积比为(0.2 1.0)g 1ml。为了更好地实现本发明，步骤(2)中所述沉淀是将反应液滴加到无水こ醇中进行沉淀，所用无水こ醇的体积为反应液体积的5 10倍；所述洗涤是用无水こ醇进行洗涤；所述干燥是在40 50°C真空干燥24 72小时。一种地塞米松大分子前药是由上述制备方法制备得到的。本发明的原理是本发明选用易溶于水的天然聚多糖——肝素的钠盐即肝素钠对地塞米松药物进行化学修饰，以期实现以下技术目标(I)借偶联上肼基的亲水性肝素链段，提高地塞米松药物的水溶性；(2)通过引入含腙键的连接键，赋予所得地塞米松大分子前药以酸敏性；
(3)利用所得地塞米松大分子药物的两亲性质，自组装形成内为地塞米松药物、外为肝素链段的纳米胶束，降低其生物毒性，同时增强其功能性，例如形成的纳米胶束可用于负载可与肝素链段特异性结合的生长因子，或者利用所形成的纳米粒子疏水性内核包埋另ー种疏水性药物，或应用于抗凝血综合治疗等。本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果(I)本发明制备地塞米松大分子前药的原料之ー为肝素钠，来源于肝素，是ー种天然聚多糖，其来源十分丰富，生物相容性良好且具有可生物降解性。(2)本发明的地塞米松大分子前药制备条件温和、方法简单、操作简便、易于实施。(3)本发明制备的地塞米松大分子前药具有酸敏响应性，可在生物体内发生炎症、肿瘤等低PH部位特异性分解释放出地塞米松药物，实现病变部位的特异性治疗。(4)本发明所制备的地塞米松大分子前药具有两亲性，在水中自组装形成以地塞米松药物为内核，肝素链段为外壳的胶束纳米粒子，可降低地塞米松药物在体内的生物毒性，保护地塞米松药效，而当在特定部位地塞米松释放出来后即可发挥相应药效。
图I是实施例5制备的h印-dex5的1HNMR图谱(in D2O, 300MHz)。 图2是实施例6得到的h印-dex6在水中形成纳米粒子的电镜照片。图3是实施例6中用动态光散射测定得到的h印-dex5在水中形成纳米粒子的粒径分布图。图4是实施例7中hep_dex5在不同pH值的释放介质中的地塞米松释放曲线图。
具体实施例方式下面结合实施例及附图对本发明作进ー步详细的描述，但发明的实施方式不限于此。实施例I(I)肼基化肝素的制备将O. 4克肝素钠(相对分子量范围为6000 20000，购于齐云生物技术有限公司)溶于100毫升去离子水中，加入8. O克己ニ酸ニ酰肼，搅拌使之溶解，用O. 05摩尔每升的HCl调节溶液pH为6. 0，得到混合液，称取O. 6克I-こ基-(3- ニ甲基氨基丙基)碳酰ニ亚胺盐酸盐及O. 4克I-羟基苯并三唑，使之溶于ニ甲基亚砜/水混合溶剂(体积比为I O. 5，共6毫升)中后，滴入上述混合液中，用O. 05摩尔每升的NaOH调节pH至6.0，室温下反应10小时。反应结束后，用O. I摩尔每升的NaOH调节pH至中性，在水中透析2天(透析袋截留分子量为3000)，每隔8小时换一次水，冻干，得到肼基化肝素。(2)地塞米松大分子前药的制备将O. 2克地塞米松溶于7毫升ニ甲基亚砜中，得到地塞米松溶液，将O. I克步骤(I)制备的肼基化肝素溶于4毫升去离子水中，得到肼基化肝素水溶液，将肼基化肝素水溶液滴入地塞米松溶液中，搅拌使之混合均匀，加入O. I毫升冰こ酸作为催化剂，于25°C下反应48小吋。反应结束后，反应液冷却至室温，滴入到55毫升无水こ醇中进行沉淀，过滤，滤饼用无水こ醇反复洗涤沉淀两次，毎次用20毫升无水こ醇，最后滤饼在50°C真空干燥器中干燥24小时得黄白色产物，即为地塞米松肝素大分子前药h印-dexl。实施例2(I)肼基化肝素的制备将O. 5克肝素钠(相对分子量范围为6000 20000，购于齐云生物技术有限公司)溶于100毫升去离子水中，加入6. 5克己ニ酸ニ酰肼，搅拌使之溶解，用O. I摩尔每升的HCl调节溶液PH为6. 8，得到混合液，称取I. O克I-こ基-(3- ニ甲基氨基丙基)碳酰ニ亚胺盐酸盐及O. 675克I-羟基苯并三唑，使之溶于ニ甲基亚砜/水混合溶剂(体积比为I : 1，共10毫升)中后，滴入上述混合液中，用O. I摩尔每升的NaOH调节pH至6. 8，室温下反应24小时。反应结束后，用O. I摩尔每升的NaOH调节pH至中性，在水中透析3天(所选用透析袋截留分子量为8000)，每隔10小时换一次水，冻干，即得肼基化肝素。(2)地塞米松大分子前药的制备
将O. 2克地塞米松溶于7毫升ニ甲基亚砜中，得到地塞米松溶液，将O. I克步骤(I)制备的肼基化肝素溶于3毫升去离子水中，得到肼基化肝素水溶液，将肼基化肝素水溶液滴入地塞米松溶液中，搅拌使之混合均匀，加入O. 25毫升冰こ酸作为催化剂，于50°C下反应24小吋。反应结束后，反应液冷却至室温，滴入到80毫升无水こ醇中进行沉淀，过滤，滤饼用无水こ醇反复洗涤沉淀两次，毎次用20毫升无水こ醇，最后滤饼在45°C真空干燥器中干燥48小时得黄白色产物，即为地塞米松肝素大分子前药h印-dex2。实施例3(I)肼基化肝素的制备将1.0克肝素钠(相对分子量范围为6000 20000，购于齐云生物技术有限公司)溶于100毫升去离子水中，加入10. O克己ニ酸ニ酰肼，搅拌使之溶解，用O. 2摩尔每升的HCl调节溶液pH为7. O,得到混合液，称取I. 3克I-こ基-(3- ニ甲基氨基丙基)碳酰ニ亚胺盐酸盐及I. 5克I-羟基苯并三唑，使之溶于ニ甲基亚砜/水混合溶剂(体积比为I I.5，共15毫升)中后，滴入上述混合液中，用0.2摩尔每升的NaOH调节pH至7.0，室温下反应48小时。反应结束后，用O. 2摩尔每升的NaOH调节pH至中性，在水中透析5天(所选用透析袋截留分子量为10000)，每隔12小时换一次水，冻干，即得肼基化肝素。(2)地塞米松大分子前药的制备将O. 2克地塞米松溶于7毫升ニ甲基亚砜中，得到地塞米松溶液，将O. I克步骤(I)制备的肼基化肝素溶于3毫升去离子水中，得到肼基化肝素水溶液，将肼基化肝素水溶液滴入地塞米松溶液中，搅拌使之混合均匀，加入O. 5毫升冰こ酸作为催化剂，于35°C下反应36小吋。反应结束后，反应液冷却至室温，滴入到80毫升无水こ醇中进行沉淀，过滤，滤饼用无水こ醇反复洗涤沉淀两次，毎次用25毫升无水こ醇，最后滤饼在40°C真空干燥器中干燥72小时得黄白色产物，即为地塞米松肝素大分子前药hep-deX3。实施例4(I)肼基化肝素的制备将O. 5克肝素钠(相对分子量范围为6000 20000，购于齐云生物技术有限公司)溶于100毫升去离子水中，加入6. 5克己ニ酸ニ酰肼，搅拌使之溶解，用O. I摩尔每升的HCl调节溶液PH为6. 8，得到混合液，称取I. O克I-こ基-(3- ニ甲基氨基丙基)碳酰ニ亚胺盐酸盐及O. 675克I-羟基苯并三唑，使之溶于ニ甲基亚砜/水混合溶剂(体积比为I : 1，共10毫升)中后，滴入上述混合液中，用O. I摩尔每升的NaOH调节pH至6. 8，室温下反应24小时。反应结束后，用O. I摩尔每升的NaOH调节pH至中性，在水中透析3天(所选用透析袋截留分子量为8000)，每隔12小时换一次水，将透析后的反应液冻干，即得肼基化肝素。(2)地塞米松大分子前药的制备将O. 5克地塞米松溶于7毫升ニ甲基亚砜中，得到地塞米松溶液，将O. I克步骤(I)制备的肼基化肝素溶于3毫升去离子水中，得到肼基化肝素水溶液，将肼基化肝素水溶液滴入地塞米松溶液中，搅拌使之混合均匀，加入O. 25毫升冰こ酸作为催化剂，于50°C下反应24小吋。反应结束后，反应液冷却至室温，滴入到80毫升无水こ醇中进行沉淀，过滤，滤饼用无水こ醇反复洗涤沉淀两次，毎次用20毫升无水こ醇，最后滤饼在50°C真空干燥器中干燥48小时得黄白色产物，即为地塞米松肝素大分子前药h印-dex4。实施例5(I)肼基化肝素的制备将O. 5克肝素钠(相对分子量范围为6000 20000，购于齐云生物技术有限公司)溶于100毫升去离子水中，加入6. 5克己ニ酸ニ酰肼，搅拌使之溶解，用O. I摩尔每升的HCl调节溶液PH为6. 8，得到混合液，称取I. O克I-こ基-(3- ニ甲基氨基丙基)碳酰ニ亚胺盐酸盐及O. 675克I-羟基苯并三唑，使之溶于ニ甲基亚砜/水混合溶剂(体积比为I : 1，共10毫升)中后，滴入上述混合液中，用O. I摩尔每升的NaOH调节pH至6. 8，室温下反应24小时。反应结束后，用O. I摩尔每升的NaOH调节pH至中性，在水中透析3天(所选用透析袋截留分子量为8000)，每隔12小时换一次水，将透析后的反应液冻干，即得肼基化肝素。(2)地塞米松大分子前药的制备将O. 8克地塞米松溶于8毫升ニ甲基亚砜中，得到地塞米松溶液，将O. I克步骤
(I)制备的肼基化肝素溶于2毫升去离子水中，得到肼基化肝素水溶液，将肼基化肝素水溶液滴入地塞米松溶液中，搅拌使之混合均匀，加入O. 25毫升冰こ酸作为催化剂，于50°C下反应24小吋。反应结束后，反应液冷却至室温，滴入到80毫升无水こ醇中进行沉淀，过滤，滤饼用无水こ醇反复洗涤沉淀两次，毎次用20毫升无水こ醇，最后滤饼在50°C真空干燥器中干燥48小时得黄白色产物，即为地塞米松肝素大分子前药h印-dex5，其核磁氢谱结果如图I所示。其中肝素钠可能的结构为
权利要求
1.一种地塞米松大分子前药的制备方法，其特征在于该方法是先将肝素钠与己ニ酸ニ酰肼反应，得到肼基化肝素，再由肼基化肝素中的肼基与地塞米松中的酮羰基反应形成腙键，制备得到地塞米松大分子前药。
2.根据权利要求I所述的地塞米松大分子前药的制备方法，其特征在于包括下述步骤 (1)肼基化肝素的制备 将肝素钠与己ニ酸ニ酰肼溶于水中，调节PH至6. O 7. O，得到混合液；用混合溶剂溶解催化剂后，滴入上述混合液中，再次调节pH至6. O 7. O，室温反应10 48小时，反应结束后调节PH至中性，对反应液进行透析，冻干，得到肼基化肝素； (2)地塞米松大分子前药的制备 将地塞米松溶于ニ甲基亚砜中，得到地塞米松溶液；将步骤(I)制备的肼基化肝素溶于水，得到肼基化肝素水溶液，将肼基化肝素水溶液滴入地塞米松溶液中，混合均匀，加入催化剂后，于25 50°C下反应24 48小时，反应结束，将反应液冷却至室温，经过沉淀、过滤、洗涤和干燥，得到地塞米松大分子前药。
3.根据权利要求2所述的地塞米松大分子前药的制备方法，其特征在干步骤(I)中，所述肝素钠的重均相对分子量为6000 20000。
4.根据权利要求2所述的地塞米松大分子前药的制备方法，其特征在干步骤(I)中，所述己ニ酸ニ酰肼与肝素钠的质量比为10 20 I。
5.根据权利要求2所述的地塞米松大分子前药的制备方法，其特征在干步骤(I)中，所述催化剂是由I-こ基-(3- ニ甲基氨基丙基)碳酰ニ亚胺盐酸盐与I-羟基苯并三唑混合后得到的；所述I-こ基-(3-ニ甲基氨基丙基)碳酰ニ亚胺盐酸盐的质量为肝素钠质量的I. 5 2倍，I-羟基苯并三唑的质量为肝素钠质量的I I. 5倍。
6.根据权利要求2所述的地塞米松大分子前药的制备方法，其特征在于步骤(I)中，所述水的用量按照每毫升水中含肝素钠O. 004 O. 01克计算； 所述混合溶剂为ニ甲基亚砜和水按体积比I : 0.5 I : I. 5混合后得到的混合溶剂； 所述的调节pH、再次调节pH及反应结束后调节pH均使用氢氧化钠溶液或盐酸进行调节；所述氢氧化钠溶液的浓度为O. 05 O. 2摩尔每升，所述盐酸的浓度为O. 05 O. 2摩尔姆升。
7.根据权利要求2所述的地塞米松大分子前药的制备方法，其特征在干步骤(2)中，所述肼基化肝素与地塞米松的质量比为I : 2 I : 8。
8.根据权利要求2所述的地塞米松大分子前药的制备方法，其特征在干步骤(2)中，所述的催化剂为冰こ酸，所述肼基化肝素与催化剂的质量体积比为(0.2 1.0)g 1ml。
9.根据权利要求2所述的地塞米松大分子前药的制备方法，其特征在于步骤(2)中，所述地塞米松溶液中，每毫升ニ甲基亚砜加入O. 029 O. I克地塞米松；所述肼基化肝素水溶液中，每毫升水加入O. 025 O. 05克肼基化肝素； 所述沉淀是将反应液滴加到无水こ醇中进行沉淀，所用无水こ醇的体积为反应液体积的5 10倍；所述洗涤是用无水こ醇进行洗涤；所述干燥是在40 50°C真空干燥24 72小吋。
10. ー种根据权利要求I所述的制备方法制备得到的地塞米松大分子前药。
全文摘要
本发明属于生物医学工程医药技术领域，公开了一种地塞米松大分子前药及其制备方法，该方法是首先将肝素侧链肼基化，然后通过肼基化肝素侧链中的肼基与地塞米松分子中的酮羰基反应形成具有酸响应性的腙键，从而制备得到地塞米松大分子前药。本发明所制备的前药在水中可自组装形成分布均匀、粒径约为125nm的球形纳米粒子并且可实现酸响应型释放，为制备地塞米松大分子前药提供了一种新方法。
文档编号A61P37/06GK102614523SQ20121010983
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者张黎明, 李楠楠, 高迪 申请人:中山大学