一种化学键合抗癌药物的可注射水凝胶的制备方法
【专利说明】
一、技术领域
[0001]本发明涉及一种可注射水凝胶的制备方法，具体地说是一种化学键合抗癌药物的可注射水凝胶的制备方法，为可注射水凝胶技术领域。
二、【背景技术】
[0002]水凝胶为具有3D多孔结构的一类软材料，大多为物理交联(如氢键，亲疏水相互作用，离子相互作用等)或化学交联(如酰肿键，二硫键，亚胺键等)而成，具有高含水量，高弹性，柔软等特点。因此水凝胶在生物医学，药物转运，组织工程等方面有着重要的应用价值。最近几年对水凝胶的研究主要集中于原位形成的可注射水凝胶。可注射水凝胶的组分为可以流动的液体，在混合后能够原位成胶，因此不需要入侵性的手术就植入体内，使之能够用于组织工程材料。可注射水凝胶的另一特点是可以提前将药物、蛋白质、细胞等与组分液体混合，使之能够用于药物释放领域。可注射水凝胶非常适用于临床治疗。
[0003]具有支化结构的聚酰胺胺是(HPAMAM)—种具有特定三维结构、分子尺寸的树枝状大分子。HPAMAM具有结构高度支化，且构型高度可控的特点。HPAMAM易于容纳药物于分子内部。由于HPAMMA分子量低，流动性好，使之在生物医药，靶向运输等方面具有诱人的应用前景。HPAMAM分子外围带有大量的活性官能团，能够与其他物质发生反应，形成可注射凝胶。目前，基于支化聚酰胺胺的凝胶体系已有部分文献报道。
[0004]Hongbin Zhang等使用超支化聚合物与抗癌药物结合，得到了能够在人体内释放药物的缓释体系。但该体系中药物与聚合物的只是物理共混，并没有与凝胶组分产生化学结合。(J.Mater.Chem.,2011,21,13530)
[0005]Siquan Zhu等选用超支化聚合物与药物结合，得到了可以控制多种药物释放的水凝胶体系。但该体系中药物与聚合物的结合为物理结合。(B1materials ,2010,31,5445-5454.)
[0006]Raghavendra S.Navath等利用PEG与HPAMAM得到了可注射的药物释放水凝胶，用于治疗生殖系统感染。但该体系中药物与水凝胶的结合同样也是物理共混。(Mol.Pharmaceutics,2011,8,1209-1223)。
[0007]ffe1-Qing Liu等利用ATRP技术得到了具有pH响应性的可释放药物的超支化聚合物水凝胶。该水凝胶与药物的结合为物理结合的方式。(Mater.Sc1.Eng.C 2012,32,953-960.)
[0008]由于上述报道中药物是以物理方式与支化聚酰胺胺或者以支化聚酰胺胺为基础的水凝胶结合，药物与支化聚酰胺胺的结合力不强，因此，药物的释放速率相对较快，药效持续时间相对较短。由此可能会造成用药频率高、药物的毒副作用较大等缺点。
三、
【发明内容】
[0009]本发明旨在提供一种化学键合抗癌药物的可注射水凝胶的制备方法，以解决物理结合药物的支化聚酰胺胺可注射水凝胶体系药物释放速率快，药效持续时间短的缺点，达到延长药物释放周期，延长药物在生物体内的循环时间，降低用药频率，减轻毒副作用的目的。本发明水凝胶能够很好地应用于生物医药，组织工程等领域。
[0010]本发明利用支化聚酰胺胺末端官能团的反应活性，使之与药物进行反应，形成化学键合型大分子药物载体;随后再将化学键合型大分子药物载体与氧化的海藻酸钠配合构成可注射水凝胶体系。由于药物与水凝胶是通过化学键结合的，药物的释放需要经过化学键的水解，相应地，药物释放周期延长。此外，由于药物是结合在大分子上，在大分子被生物体完全降解之前，药物始终会停留在生物体内，延长了其在生物体内的循环时间。从而可以减少用药量，降低药物的毒副作用。
[0011]本发明化学键合抗癌药物的可注射水凝胶的制备方法，是以接枝了抗癌药物(如喜树碱、阿霉素、5-氟尿嘧啶、紫杉醇等)的超支化聚酰胺胺为第一组分，以氧化的海藻酸钠作为第二组分，两种组分通过形成-C = N-键作为交联位点，得到了能够在体内持续释放抗癌药物的可注射水凝胶，包括如下步骤:
[0012](I)将等摩尔量的抗癌药物与溴乙酸甲酯溶解在甲醇中，在催化剂的存在下室温反应2_4h，得到中间产物一一接枝溴乙酸甲酯的抗癌药物;将中间产物与超支化聚酰胺胺同时溶解在甲醇里，加热至回流温度，反应4_6h，反应结束后将反应液在45°C下旋蒸除去溶剂，随后在冰丙酮中沉淀1-2次，室温下真空干燥，得到抗癌药物接枝的超支化聚酰胺胺；
[0013]所述抗癌药物为喜树碱、阿霉素、5-氟尿嘧啶或紫杉醇等；
[0014]所述催化剂为三乙胺或甲醇钠;催化剂的添加量为抗癌药物质量的5-15%。
[0015]超支化聚酰胺胺与中间产物的质量比为30:1;
[0016]所述超支化聚酰胺胺的制备为常规方法，具体是以6.146g亚甲基双丙烯酰胺与2.584g N-氨乙基哌嗪为单体在60mL的甲醇/水混合溶剂(V鴨:Va= 1:2)中通过迈克尔加成反应于50°C反应五天后得到的(Chem.Commun., 2007,2587-2589) 0
[0017](2)将抗癌药物接枝的超支化聚酰胺胺溶解在去离子水中，记为溶液A;将氧化的海藻酸钠溶解在去离子水中，记为溶液B;将溶液A与溶液B同时注射至生物体内后，便可原位得到可注射水凝胶。
[0018]溶液A中抗癌药物接枝的超支化聚酰胺胺的浓度为50-350mg/mL;
[0019]溶液B中氧化的海藻酸钠的浓度为50-250mg/mL;
[0020]注射至生物体内时溶液A与溶液B的体积比为3:1到1:3。
[0021 ]所述氧化的海藻酸钠是以0.173g/mL的高碘酸钠为氧化剂与0.2g/mL的海藻酸钠以体积比1:1，在室温条件下反应6h得到的。
[0022]本发明具有如下特点:
[0023]1、相比较其他支化聚酰胺胺水凝胶体系，本发明所提供的水凝胶与药物以化学键结合，药物的释放依赖于化学键的水解，因此，延长了药物释放周期。
[0024]2、相比较其他支化聚酰胺胺水凝胶体系，本发明所提供的水凝胶中，药物与超支化聚酰胺胺以化学键结合。在超支化聚酰胺胺完全被生物体完全降解之前，药物始终会停留在生物体内，延长了药物在生物体内的循环时间。
[0025]3、相比较其他支化聚酰胺胺水凝胶体系，本发明所提供的技术能够降低用药频率，从而降低药物的毒副作用。
[0026]4、这种具有长效药物释放能力的可注射水凝胶有望应用于生物医药，组织工程等领域。
四、【附图说明】
[0027]图1是以5-氟尿嘧啶为模型抗癌药物，合成抗癌药物接枝的超支化聚酰胺胺的反应过程示意图。
[0028]图2是可注射水凝胶的形成过程以及水凝胶的实物照片。其中左图是海藻酸钠溶液被注射入超支化聚酰胺溶液后快速形成凝胶;右图是海藻酸钠溶液与超支化聚酰胺胺溶液均匀混合后形成的大块凝胶。
[0029]图3是载药水凝胶的降解过程。其中横坐标为时间/天，纵坐标为降解后水凝胶与原始水凝胶的质量比。
[0030]图4是实施例中接枝了抗癌药物的超支化聚酰胺胺/氧化后海藻酸钠可注射水凝胶的药物释放曲线。(横坐标为时间/小时;纵坐标为累计释放率/% )。
[0031]图5