一种新型癌症治疗用高分子药物的制作方法
【专利说明】一种新型癌症治疗用高分子药物 所属技术领域
[0001] 本发明涉及一种新型癌症治疗用高分子药物，特别是涉及一种具有癌症细胞靶向 性的嵌段高分子材料药物载体胶束的制备方法。属于高分子化学及聚合物技术领域。
【背景技术】
[0002] 癌症已成为危害人类健康的最主要疾病，治疗癌症的重要手段之一是药物治疗， 然而许多抗癌药物存在着难溶于水、稳定性差等缺陷。如喜树碱、紫杉醇、阿霉素、5-氟尿嘧 啶等都因溶解度差而难以被生物体很好地利用，解决其水溶性问题是这类药物制剂临床 应用的关健。此外，肿瘤治疗和诊断药物其作用大多是非选择性的，一些正常组织器官常有 较多分布，治疗剂量下对正常组织器官毒副作用大。故解决如何增溶难溶性抗癌药物以及 增加药物稳定性、提高对癌细胞的选择性迫在眉睫。因此，寻找一种可靠的靶向药物载体是 解决以上两个问题的关键。
[0003] 高分子胶束药物载体一般采用的都为线性高分子胶束。Bae课题组开展的研 究工作最为引人注目，其在所发表的研究论文中指出，以腙键将Dox键连到聚合物主链 上，并利用癌细胞微环境中PH呈弱酸性使腙键断裂，实现了Dox的靶点释放。而且， Bae于 2005 年在MolecularBioSystems杂志上发表的一篇论文（BaeY,JangW-D, NishiyamaN,FukushimaS,KataokaK. 2005; 1 (3): 242-250.)，首次 同时将Fol和Dox分别键连到PEG以及PASP(聚天冬氨酸）上，从而兼具药物的靶向传递 以及靶点释放多功能性，流式细胞实验（FCM)表明细胞对聚合物胶束的摄入量较不含Fol 的聚合物胶束有明显增加。GongShaoqin课题组也从事了相似的研究。其以聚马来酸 己内酯无规共聚物为内核，PEG为壳，制备了聚合物纳米胶束。以腙键连接Dox，并利用Fol修饰了PEG端基，制备了pH敏感型靶向载药胶束，测试了细胞摄入量以及细胞毒性，证 明在酸性条件下Dox由于腙键的断裂而快速释放（YangX，GrailerJJ,PillaS,Steeber DA,GongS. CAe? 2010; 21(3): 496-504.) 〇
[0004] 尽管线性聚合物胶束作为水难溶性药物的载体，在递药过程中已显示出巨大的优 势和潜力，但仍然存在胶束稳定性差、增溶效果不明显、药物释放率低的问题。目前聚合物 胶束的载药量通常只能达到5%左右，要获得更高的载药量很困难。研究发现，聚合物通过 化学键连接药物单体，可达到较高的载药量。而线性嵌段共聚物负载能力往往偏低，但如果 过多键连药物分子其胶束结构又不稳定。而星型聚合物可以克服这个不足。
[0005] 上海交通大学颜德岳（LiuJ,PangY,HuangW,HuangX，MengL,ZhuX，Zhou Y,YanD?价咖acra咖心cWes2011; 12(5): 1567-1577.)合成了树枝状聚磷酸酯-聚 乳酸嵌段共聚物应用于药物载体研究，包裹Dox后对海拉细胞有明显抑制作用。另一具有 代表性的研究是中国科技大学刘世勇，利用功能化P-环糊精制备了用Fol和Dox修饰的聚 马来酸酐星型聚合物，同时键连了对磁共振效应敏感的钆元素，在小鼠实验中发现，聚合物 胶束在肝、肾部位的聚集有明显加强（LiuT,LiX，QianY,HuX，LiuS.SioazaferiaZs 2012; 33(8): 2521-2531. )〇
[0006] 但是，由于星型聚合物中聚合物结构较为复杂，所制备的药物载体出现生物相容 性差，药物包载能力下降，dendrimer表面药物分子水溶性降低等问题。此外，dendrimer结 构复杂，合成成本较高。这些问题都限制了星型聚合物纳米载药系统的应用。因此，不论是 性聚合物还是普通星型聚合物药物载体，并不能同时具备：药物靶向性，高药物负载能力， 胶束结构稳定，靶点释放的pH敏感性，生物相容性高这几项对聚合物药物载体系统的临床 应用起至关重要作用的性能。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是建立一种新型癌症治疗用高分子药物，该药物载体胶束具有以下 优点：属于纳米微粒；可实现药物对癌细胞靶向传递以及癌细胞内PH敏感性释放；载药量 大；稳定性好；其靶向功能可有效减小药物对正常组织器官毒副作用。
[0008] 该胶束是一种具有亲水性和疏水性嵌段的星型嵌段聚合物；可以将阿霉素键连与 嵌段聚合物之上；高分子材料具有两条亲水链段，一条疏水链段：高分子材料其亲水段为 聚丙烯酰胺，通过叶酸进行修饰。疏水段为聚赖氨酸，通过腙键接枝阿霉素；高分子的胶束 结构具有核壳双层结构，外层为亲水性聚丙烯酰胺，内层为药物分子包裹层。
[0009] 所述的嵌段聚合物为以下结构式中的聚合物：
嵌段共聚物胶束的制备技术方案如下： 1) 制备叠氮小分子引发剂
2) 叶酸-NHS分子的合成
3) 聚丙烯酰胺的原子转移自由基聚合以及叶酸修饰
4) 双臂炔端基聚赖氨酸苄酯的合成
5) Dox分子与聚赖氨酸苄酯的腙键连接
6) 星型嵌段共聚物的合成
7)制备纳米胶束 用透析法制备聚合物纳米胶束。具体方法为：将一种或两种星形聚合物分别溶于THF后，移入透析袋中，用1000mL纯水透析，定期换水。透析液用滤膜过滤后，冷冻干燥得到共 聚物载药胶束。
[0010] 通过以上技术方案，本发明具有如下优点：1)该新型癌症治疗用高分子药物体积 小，具有纳米级结构，能够穿越人体内各种屏障； 2) 该新型癌症治疗用高分子药物临界胶束浓度小，结构稳定； 3) 该新型癌症治疗用高分子药物负载量大，且生物相容性好； 4) 该新型癌症治疗用高分子药物具有靶向释放药物功能，可有效减小药物对正常组织 器官毒副作用。
【附图说明】
[0011] 图1为该高分子药物的结构示意图； 图2为该高分子药物的示意图； 图3为该高分子药物的AFM扫描图。
【具体实施方式】
[0012] 为使本发明的实施目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合本发明的附图和具 体实施例对本发明进行详细说明： 如图1所示，为该新型癌症治疗用高分子药物的化学结构示意图。该高分子为六82型 嵌段高分子，具有两个亲水段②，和一个疏水段③所构成。每个链段上的键连了不同的分子 结构： 叶酸小分子①键连于聚丙烯酰胺分子链段②上，②是通过原子转移自由基聚合法制 备； 利用1，3-偶极环加成反应所得到的五元环与聚赖氨酸③进行偶联； 利用腙键将链段③与阿霉素分子④键连起来。
[0013] 如图2所示，新型癌症治疗用高分子药物由该AB2杂臂星型嵌段高分子组装形成。 其结构分别由①叶酸小分子；②聚丙烯酰胺分子；③聚赖氨酸；④阿霉素分子等组成。高分 子在水溶液中通过疏水相互作用，可以自组装为球状的胶束结构，高分子的胶束结构具有 核壳双层结构： 外层为亲水性聚丙烯酰胺②； 内层为聚赖氨酸③，为药物分子包裹层，内层可使药物分子包裹于球体内部，从而实现 药物运载功能。
[0014] 图3所示为AB2杂臂星型嵌段共聚物在水溶液中自组装形成的球状胶束结构的 AFM扫描图像。证明高分子所形成球状胶束结构均一，分散性好，在水溶液中不发生团聚，有 利于实现对药物分子的运载和释放功能。
[0015] 下面给出实施例以对本发明进行具体描述，但值得指出的是以下实施例只用于对 本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根 据上述本
【发明内容】
对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。
[0016] 实施例1 : ①备叠氮小分子引发剂 步骤一：将2-氯乙氧基乙醇5mL溶解于25mL丁酮中，溶液中加入4. 5gNaN3, 2. 5gBu4NI，IOmg二环己烷并-18-冠醚-6,将混合物加热至沸腾，搅拌24小时。将混合物 进行过滤，沉淀用丙酮进行彻底冲洗。所得到的混合溶液即为产物的粗品，将混合溶液浓缩 以后，在90°C进行蒸馏得到纯净物。所得到的2-叠氮乙氧基乙醇1HNMR(⑶Cl3) : 53. 70 (t, 2H,C^2OH), 3.65 (t, 2H,HOCH2C^2O), 3. 56 (t, 2H,N3CH2C^2O), 3. 37 (t, 2H, C"2N3)，and2. 56 (s, 1H, 0H) 〇
[0017] 步骤二：将步骤一种制得的2-叠氮乙氧基乙醇2g，a-氯代酰氯5. 09g溶解于 30mL二氯甲烷中，将反应体系转移至冰域中，将6.Sg二环己基碳二亚胺缓慢加入反应容器 中，并搅拌。将〇.4g二甲氨基吡啶溶于二氯甲