专利名称：基于紫杉醇的小分子水凝胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种基于紫杉醇的小分子水凝胶及其制备方法。
背景技术：
现在很多疏水性的药物如紫杉醇，喜树碱等由于其水溶性差的原因，限制了其在临床中的应用。以紫杉醇为例紫杉醇是20世纪90年代应用于临床的新一代广谱抗癌药。紫杉醇主要适用于卵巢癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。由于其水溶性差，目前临床上使用的紫杉醇制剂多以聚氧乙烯蓖麻油(CremophorEL)和无水乙醇(I I)混合液作为助溶剂。给药前用生理盐水或者5%葡萄糖稀释到终浓度为0. 4-1. 4_011^，这些助溶剂可导致多种不良反应，比较明确的包括过敏反应和神经毒性。另外，聚氧乙烯蓖麻油在血循环中形成的小微粒能将紫杉醇分子包裹，阻碍 了药物的作用。而且临床使用时需要静脉给药，时间比较长，同时病人也会产生输液反应。在2009年6月中国国家食品药品监督管理局批准了新型抗肿瘤药“白蛋白结合型纳米微粒紫杉醇”在中国上市，该药物可省去传统溶剂型紫杉醇给药前所需的预处理程序，并且在30分钟内完成输注。中国国家食品药品监督管理局已批准该药用于治疗联合化疗失败的转移性乳腺癌或辅助化疗6个月内复发的乳腺癌。由于紫杉醇等抗癌药物的难溶性和无靶向性，许多科学家一直在探索具有毒副作用小，靶向性强且具有缓释作用的药物载体。现在研究的紫杉醇载体主要有脂质体，两亲性共聚物，大分子多聚物和用蛋白质连接，水溶性的前体药物等，但是许多载体存在包封率低，无选择性(靶向)，合成困难等缺点，限制了这些载体的进一步应用。即使现在有比较好的药物载体，许多专利权都属于国外所有，从2008年的统计数据来看，癌症已经成为中国居民的第一死因。中国每年花在药物专利权上的费用比药物本身的成本可能会多很多，因此快速研制出属于中国自己产权且具有很好疗效的抗癌药物载体非常必要。小分子水凝胶作为药物载体的研究在近几年得到广泛的关注，因为其具有生物相容性好，易于降解、合成简单等优点。小分子水凝胶自从上个世纪90年代发现以来，迅速获得了再生医学和生物材料等领域的国内外科学家的广泛关注和研究。最近几年，基于药物分子的小分子水凝胶作为自缓释体系将有望实现其在药物传输领域的实际应用。然而，现有的绝大多数小分子水凝胶药物缓释体系都是由药物分子衍生物自组装而形成的，仅有的两例基于药物分子本身的小分子水凝胶都已经获得了 FDA认证，作为药物新剂型已经在临床应用。但尚未发现基于紫杉醇分子本身的小分子水凝胶。
发明内容
本发明提供一种基于紫杉醇的小分子水凝胶制备方法，可以得到基于紫杉醇分子本身的小分子水凝胶。本发明还提供上述制备方法得到的基于紫杉醇的小分子水凝胶。所述基于紫杉醇的小分子水凝胶的制备方法包含以下步骤(I)由紫杉醇以羟基和亲水性化合物通过酯键连接得到的紫杉醇衍生物溶于水性介质中，溶解于每毫升所述水性介质的所述紫杉醇衍生物质量为5-200毫克；(2)使所述连接紫杉醇和亲水性化合物的酯键水解得到紫杉醇，从而形成基于紫杉醇的小分子水凝胶。水解的程度可以根据具体的情况来定，只要可以形成水凝胶即可。一般从充分利用原材料和成本控制的角度来讲，水解度(水解成紫杉醇的紫杉醇衍生物与加入水性介质中总的紫杉醇衍生物的摩尔比)应当在50%以上。优选紫杉醇以2’位羟基和亲水性化合物通过酯键连接得到的紫杉醇衍生物，以获得满意的酯化反应活性和收率。优选，所述水性介质为生理盐水或者pH值为6. 0-8. 0的缓冲液。优选步骤(2)中，在20°C 45°C静置使所述连接紫杉醇和亲水性化合物的酯键水解得到紫杉醇。静置时间优选为2小时以上，更优选为6-12小时。 对于步骤(2)而言，为了成功的进行所述酯键的水解得到紫杉醇，水性介质的选择是一个相对重要的因素，具体水解的温度和时间可以根据水解反应的难易程度和速度以及所预期的水解度来确定。考虑到所得小分子水凝胶的医药用途，所述亲水性化合物应该选择可体内应用的物质，同时，所述亲水性化合物的亲水性应该满足紫杉醇衍生物在上述水性介质中的溶解性要求。所述亲水性化合物优选为带羟基、氨基或羧基的可用于人体的亲水性化合物，进一步优选为氧化性谷胱甘肽(以下简称GSSG)或PEG(聚乙二醇)。这里的PEG可以是未羧基化的PEG(双羟基结构)，也可以是羧基化的PEG，以满足通过酯键与紫杉醇连接的要求。通过酯键连接的方法可以试亲水性化合物的具体结构进行选择，例如，可以是紫杉醇2’位的羟基和C4-C6的烷基二元酸进行酯化反应，得到带一个羧基的中间产物，所述中间产物和带羟基或氨基的亲水性化合物反应，得到所述紫杉醇衍生物，所述亲水性化合物优选为氧化性谷胱甘肽或数均分子量为400-20，000g/mol的未羧基化的PEG，所述二元酸优选为对身体无毒副作用的丁二酸(以下简称SA);或者所述亲水性化合物为数均分子量为400-20，000g/mol的羧基化PEG，紫杉醇2’位的羟基和羧基化PEG进行酯化反应，得到所述紫杉醇衍生物。作为本发明的改进，本发明所述制备方法得到的基于紫杉醇的小分子水凝胶还可以作为其他类型的药物分子的载体。步骤(I)中，由紫杉醇以羟基和亲水性化合物通过酯键连接得到的紫杉醇衍生物溶于水性介质中时，所述水性介质中还加入药物分子。步骤(2)酯键水解后，形成负载药物分子的小分子水凝胶。所述药物分子为常用的可小分子水凝胶负载的药物分子，如阿霉素。本发明的有益效果是首先本发明所用到的原料为紫杉醇和亲水性的氧化型谷胱甘肽或PEG，均为临床使用的药物，合成方法简单，只需1-2步反应，所述紫杉醇衍生物提纯也简单(如可通过重结晶提纯)，产率可以达到85%，最突出的是该紫杉醇衍生物分子的生理盐水或者缓冲液均可以在20°C 45°C通过酯键的自水解形成可以注射的小分子水凝胶；其次该类缓释体系使用药物分子本身作为载体，无需再对载体的安全性进行评价，该水凝胶能局部注射到肿瘤部位提高对肿瘤的杀伤力并且减轻对其他正常组织的毒副作用，提高化疗效果；同时，其它类型的药物分子也能以物理包裹的形式在形成紫杉醇小分子水凝胶的过程中包裹于其中，该类缓释体系能同时缓释数种药物分子，提高化疗或者其它需要紫杉醇药物的治疗(如风湿性关节炎)的效果。
图I :化合物I的1HNMR谱图；图2 =Taxol-SA-GSSG的PBS溶液(pH = 7. 4)以及由其放置在37°C后形成的小分子水凝胶的液质联用色谱图，其中2a为Taxol-SA-GSSG的PBS溶液(pH = 7. 4)的液质联用色谱图，2b为Taxol-SA-GSSG的PBS溶液(pH = 7. 4)在37°C放置12h后形成的小分子水凝胶的液质联用色谱图；图3 :用原子力显微镜观察小分子水凝胶的三维形貌结构。
具体实施例方式实施例I :(I)Taxol-SA 的合成(参照文献 J. Med. Chem. , 1989,32(4), pp 788-792)， Taxol-SA的结构式如下所示
/OH
M “ I
ff q"ho°0/ 0
pH / - _/ j y w jj
\、义 HfV0
0H -\ U(2)Taxol-SA-GSSG(化合物I)的合成，步骤如下所示
权利要求
1.一种基于紫杉醇的小分子水凝胶的制备方法，其特征在于，包含以下步骤 (1)由紫杉醇以羟基和亲水性化合物通过酯键连接得到的紫杉醇衍生物溶于水性介质中，溶解于每毫升所述水性介质的所述紫杉醇衍生物质量为5-200毫克； (2)使所述连接紫杉醇和亲水性化合物的酯键水解得到紫杉醇，从而形成基于紫杉醇的小分子水凝胶。
2.如权利要求I所述的基于紫杉醇的小分子水凝胶的制备方法，其特征在于，所述水性介质为生理盐水或者PH值为6. 0-8. 0的缓冲液。
3.如权利要求I所述的基于紫杉醇的小分子水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，在20°C 45°C静置2小时以上使所述连接紫杉醇和亲水性化合物的酯键水解得到紫杉醇，优选在20°C 45°C静置6-12小时使所述连接紫杉醇和亲水性化合物的酯键水解得到紫杉醇。
4.如权利要求I所述的基于紫杉醇的小分子水凝胶的制备方法，其特征在于，紫杉醇以2’位羟基和亲水性化合物通过酯键连接得到的紫杉醇衍生物。
5.如权利要求I所述的基于紫杉醇的小分子水凝胶的制备方法，其特征在于，所述亲水性化合物为带羟基、氨基或羧基的亲水性化合物。
6.如权利要求5所述的基于紫杉醇的小分子水凝胶的制备方法，其特征在于，紫杉醇2’位的羟基和C4-C6的烷基二元酸进行酯化反应，得到带一个羧基的中间产物，所述中间产物和带羟基或氨基的亲水性化合物反应，得到所述紫杉醇衍生物，所述二元酸优选为丁二酸。
7.如权利要求6所述的基于紫杉醇的小分子水凝胶的制备方法，其特征在于，所述亲水性化合物为氧化性谷胱甘肽或数均分子量为400-20，000g/mol的未羧基化的PEG。
8.如权利要求5所述的基于紫杉醇的小分子水凝胶的制备方法，其特征在于，所述亲水性化合物为数均分子量为400-20，000g/mol的羧基化PEG，紫杉醇2’位的羟基和羧基化PEG进行酯化反应，得到所述紫杉醇衍生物。
9.如权利要求1-8中任一项所述的基于紫杉醇的小分子水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(I)中，由紫杉醇以羟基和亲水性化合物通过酯键连接得到的紫杉醇衍生物溶于水性介质中时，所述水性介质中还加入药物分子，所述药物分子优选为阿霉素。
10.权利要求1-9中任一项所述制备方法得到的基于紫杉醇的小分子水凝胶。
全文摘要
本发明涉及基于紫杉醇的小分子水凝胶及其制备方法。所述基于紫杉醇的小分子水凝胶的制备方法包含以下步骤(1)由紫杉醇以羟基和亲水性化合物通过酯键连接得到的紫杉醇衍生物溶于水性介质中，溶解于每毫升所述水性介质的所述紫杉醇衍生物质量为5-200毫克；(2)使所述连接紫杉醇和亲水性化合物的酯键水解得到紫杉醇，从而形成基于紫杉醇的小分子水凝胶。水解的程度可以根据具体的情况来定，只要可以形成水凝胶即可。本发明的有益效果是合成方法简单，只需1-2步反应，所述紫杉醇衍生物的生理盐水或者缓冲液通过酯键的自水解形成可以注射的小分子水凝胶；其次该类缓释体系使用药物分子本身作为载体，该水凝胶能局部注射到肿瘤部位，提高化疗效果。
文档编号A61P35/00GK102772356SQ20121006029
公开日2012年11月14日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者杨志谋, 杨成彪, 王怀民, 王玲 申请人:南开大学