一种两亲性聚合物包载铁螯合剂的纳米粒子及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于制药技术领域，涉及一种两亲性聚合物包载铁螯合剂的纳米粒子及其 制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 人体内存在精确铁稳态系统，正常人体每天通过十二指肠摄入l_2mg的铁，这些 铁结合转铁蛋白后进入体内铁循环，主要参与血红素的合成。而肝脏的巨噬细胞能够吞噬 衰老或坏死的红细胞，从而再释放出血红素铁，从而回收利用或储存。人体内由遗传或者其 它原因导致体内铁富余时，由于缺少将铁排出体外的机制，过多的铁会富集在肝脏、脾脏等 器官中，长期情况下可能导致心肌功能障碍、肝硬化等疾病，更有甚者会危及生命。铁过载 疾病根据病因主要分为遗传性铁过载（先天性血色素沉着症）或继发性铁过载（输血性铁 过载等）。
[0003] 现在临床上主要使用Deferioxamine (去铁胺，DFO)、Deferiprone (去铁酮）及 Deferasirox(去铁斯若）三种铁螯合剂，其中去铁胺应用最广泛。去铁胺可结合血液中的 铁，螯合铁后从尿液及粪便中排出。主要采用皮下注射方式进行治疗，由于半衰期较短，治 疗时间一般为每天8-12小时，每周五天。鉴于以上的治疗困境，如何使去铁胺特异性进入 脏器细胞中，亟待解决。
[0004] 随着纳米技术的发展，由于尺寸效应及巨噬细胞等细胞的吞噬，纳米颗粒能被动 靶向到脏器中，已成为该领域研宄者的共识。因此，可以采用纳米颗粒包裹去铁胺来提高去 铁胺的利用效率，对铁过载疾病进行治疗。
[0005] Schlicher, E. J.等人（Int. J. Pharm. Vol. 153, 1997, 235-245)描述了去铁敏（去 铁胺）的微粒组合物。所述微粒由PLGA(聚乳酸-羟基乙酸共聚物）制备，然而所述微粒 的粒径为微米级，粒径大，在体内稳定性差，体内循环半衰期短，无器官靶向性，在体内比较 难被细胞摄取。
[0006] US 2005/175684 Al公开了铁螯合剂的靶向脂质体组合物。所述组合物能提供持 续释放和长时活性。通过组合所述螯合剂、一种或多种形成囊泡的脂质、以及至少一种靶向 剂，以所述铁螯合剂被脂质体包封的方式制备。这些脂质体的缺点在于粒子易在体内因为 渗透压或机械外力等原因破裂，造成突释，而且形状易变，包载率低，尤其对于亲水药物的 包载率极低，且其制备过程较为复杂。
[0007] 因此，在本领域中，期望开发一种能够有效包载铁螯合剂的纳米粒子来对铁过载 疾病进行有效治疗。
【发明内容】
[0008] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种两亲性聚合物包载铁螯合剂的 纳米粒子及其制备方法和应用。本发明结合两亲性聚合物纳米粒子具有的革G向性、稳定性 以及血液代谢速率慢等优点，实现对亲水性铁螯合剂的靶向运输并延缓铁螯合剂的清除速 率。
[0009] 为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
[0010] -方面，本发明提供了一种两亲性聚合物包载铁螯合剂的纳米粒子，所述纳米粒 子是以两亲性聚合物为载体包载水溶性铁螯合剂形成的纳米粒子。
[0011] 本发明以两亲性聚合物作为载体，是因为两亲性聚合物具有疏水片段和亲水片 段，在自组装过程中可以实现将亲水性铁螯合剂包裹在两亲性聚合物形成的稳定纳米颗粒 的亲水性核心，所形成的纳米颗粒在体循环中可以稳定存在，延长体循环半衰期，同时使包 载在其核心的铁螯合剂能更有效地进入器官，具有靶向和缓释的作用，提高药物疗效，降低 毒副作用。
[0012] 在本发明所述两亲性聚合物包载铁螯合剂的纳米粒子中，所述两亲性聚合物为选 用生物相容性好、安全，由FDA批准可以对人使用的材料，所述两亲性聚合物可以为但不限 于PEG-PLA(聚乙二醇-聚乳酸嵌段共聚物）、PEG-PCL(聚乙二醇-聚己内酯嵌段共聚物） 或mPEG-PLGA(单甲氧基聚乙二醇-聚乳酸羟基乙酸共聚物）中的任意一种或至少两种的 组合，优选为mPEG-PLGA。
[0013] 优选地，所述铁螯合剂为去铁胺（DFO)。
[0014]另一方面，本发明提供了本发明所述两亲性聚合物包载铁螯合剂的纳米粒子的制 备方法，所述方法以两亲性聚合物为载体，通过复乳法包载水溶性铁螯合剂形成纳米粒子。
[0015] 本发明所述两亲性聚合物包载铁螯合剂的纳米粒子的制备方法包括以下步骤：
[0016] (1)将两亲性聚合物溶于有机溶剂中，向其中加入铁螯合剂的水溶液，超声，形成 第一乳液；
[0017] (2)将步骤（1)制备的第一乳液加入表面活性剂的水溶液中，超声，形成第二乳 液；
[0018] (3)将步骤⑵形成的第二乳液加入表面活性剂的水溶液中，搅拌；
[0019] (4)除去有机溶剂，得到纳米粒子悬液，分离，得到所述两亲性聚合物包载铁螯合 剂的纳米粒子。
[0020] 本发明采用复乳法来制备两亲性聚合物包载铁螯合剂的纳米粒子，所述复乳法是 指利用两次乳化的方法，第一次乳化两亲性聚合物形成亲水内核和疏水外壳，将去铁胺包 裹在两亲性聚合物形成的亲水性内核中，第二次乳化使纳米粒子表层形成亲水层，且使纳 米颗粒结构更加稳定。因此，利用本发明的方法得到的纳米粒子是最内层为两亲性聚合物 亲水片段形成的包载铁鳌合剂的亲水内核，其外层为两亲性聚合物疏水片段形成的疏水 层，通过第二次乳化使疏水层外形成亲水层，提高其在体循环中的稳定性。而且形成的纳米 粒子的形貌稳定性高，能承受外力机械强度，不易造成包载的药物（去铁胺）的突释。
[0021] 利用本发明所述方法可以将纳米粒径控制在10_300nm之内，该粒度大小适合在 脏器内富集，易被巨噬细胞等识别，从而将纳米粒子运输到脏器中。如果粒度太大则容易在 肺部富集，引起肺部免疫系统疾病，粒度太小容易直接通过肾脏排出体外。
[0022] 在本发明所述两亲性聚合物包载铁螯合剂的纳米粒子的制备方法中，步骤（1)所 述两亲性聚合物与铁螯合剂的质量比为4:1-150:1，例如4:1、5 :1、10:1、15:1、20:1、25:1、 30:1、40:1、50:1、60:1、70:1、80:1、90:1、100:1、110:1、120:1、130:1、140:1 或 150:1，优选 为 10:1-40:1。
[0023] 优选地，步骤（1)所述有机溶剂为二氯甲烷、二甲基亚砜、四氢呋喃或丙酮中的任 意一种或至少两种的组合。
[0024] 优选地，步骤⑴所述有机溶剂与铁螯合剂的水溶液的体积比为4:1-10:1，例如 4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1。使有机相的体积大于水相体积，以便于在第一次乳化 过程中使两亲性聚合物形成具有亲水内核和疏水外壳的纳米颗粒，以便将亲水的铁螯合剂 包载至亲水内核中。
[0025] 优选地，步骤（1)所述超声利用超声波细胞破碎仪来实现，功率为190W-380W，例 如 190W、200W、210W、220W、230W、240W、250W、270W、290W、300W、320W、340W、350W、360W、370W 或 380W，超声时间为 5-lOmin，例如 5min、6min、7min、8min、9min 或 lOmin。
[0026] 在本发明所述两亲性聚合物包载铁螯合剂的纳米粒子的制备方法中，步骤（2)和 步骤（3)所述表面活性剂为聚乙烯醇、聚氧乙烯-聚氧丙烯醚嵌段共聚物、聚山梨酯、十二 烷基磺酸钠或十六烷基三甲基氯化铵中的任意一种或至少两种的组合。
[0027] 优选地，步骤⑵所述表面活性剂水溶液的浓度为1 % -5%，例如1 %、1. 5%、2%、 2· 5%、3%、3· 5%、4%、4· 5%或 5%〇
[0028] 优选地，步骤（2)所述表面活性剂的水溶液与步骤（1)所述有机溶剂的体积比为 2:1-5:1，例如2:1、2.5:1、3 :1、3.5:1、4:1、4.5:1或5:1。第二次乳化过程中，加大水相体 积，使得在水环境中进行乳化从而在已经形成的纳米粒子表面形成亲水层，以便纳米粒子 可以在水环境中稳定存在。
[0029] 在本发明所述两亲性聚合物包载铁螯合剂的纳米粒子的制备方法中，步骤（2) 所述超声利用超声波细胞破碎仪来实现，功率为190W-285W，例如190W、200W、210W、220W、 230W、240W、250W、260W、270W、280W 或 285W，超声时间为 5-10min，例如 5min、6min、7min、 8min、9min 或 IOmin0
[0030] 本发明步骤（2)将第一乳液加入表面活性剂的水溶液中后，可以将混合液搅拌均 匀，而后再进行超声，搅拌均匀的目的是使第一乳液更好地分散于表面活性剂水溶液中。
[0031] 在本发明的两次超声中，使步骤（1)的超声功率稍大于或等于步骤⑵的超声功 率，这是为了在步骤（1)超声后得到相对较小的粒径，而在步骤（2)中再次超声时，保证纳 米粒子不过于小，因此采用稍小的功率，因为如果采用太大的功率可能会使得产生的纳米 粒子粒径太小，容易直接通过肾脏排出体外，从而降低了其针对特定组织的靶向性，不利于 治疗应用。
[0032] 优选地，步骤（3)所述表面活性剂水溶液的浓度为0. 2% -1 %，例如0. 2%、0. 3%、 0· 4%、0· 5%、0· 6%、0· 7%、0· 8%、0· 9%或 1%。
[0033] 当表面活性剂为聚乙烯醇、聚氧乙烯-聚氧丙烯醚嵌段共聚物、聚山梨酯、十二烷 基磺酸钠或十六烷基三甲基氯化铵中至少两种的组合时，步骤（2)或步骤（3)所述浓度指 的是组合中每种成分在溶液中的浓度均为1% -5%或0. 2% -1%例如当表面活性剂为十二 烷基磺酸钠和十六烷基三甲基氯化铵的组合时，1%浓度的表面活性剂水溶液，指的是表面 活性剂水溶液中十二烷基磺酸钠和十六烷基三甲基氯化铵的浓度均为1%。
[0034] 步骤（2)采用浓度较高的表面活性剂水溶液目的是使第一乳液得到较稳定的纳 米体系，而步骤（3)采用较低浓度的表面活性剂水溶液是因为由第一乳液与表面活性剂形 成的第二乳液已经相对较稳定，为了进一步得到稳定的体系，需要再次加入表面活性剂进 行搅拌，但是并不需要太大浓度，0. 2% -1%浓度的表面活性剂水溶液便足以达到此目的。
[0035] 在本发明所述两亲性聚合物包载铁螯合剂的纳米粒子的制备方法中，步骤（3)所 述揽拌时间为 l〇_40min，例如 10min、15min、20min、25min、30min、35min 或 40min。
[0036] 优选地，步骤（3)所述表面活性剂水溶液与步骤（1)所述有机溶剂的体积比为 5:1-15:1，例如5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1或15:1。步骤（3)中将 第二乳液放入表面活性剂水溶液中使得该体系中水