一种抗肿瘤缓释药物材料及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于抗肿瘤缓释药物技术领域，具体涉及一种抗肿瘤缓释药物材料及其制 备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 癌症是一组可影响身体任何部位的100多种疾病的通称，是当今世界上危及人类 健康的重大疾病之一。在众多抗癌药物中，喜树碱类药物是一类从喜树中提取的一种微量 生物碱及其衍生物，其中1〇 -羟基喜树碱（l〇-Hydroxy camptothecin，HCPT)是临床应用较 好的一种广谱抗肿瘤药物，效果比喜树碱好10倍，对胃癌，肝癌，直肠癌(包括膀胱癌等），头 颈部癌及白血病治疗均有效果。
[0003] 然而10-羟基喜树碱类抗肿瘤药物对肿瘤组织和正常细胞几乎无选择性，普遍存 在疗效低、毒性大、转移灶难以控制、患者用药顺应性差等问题。因此，抗肿瘤药物传递系统 已成为药剂学领域的研究重点和热点。其中靶向传递系统和缓控释传递系统已被证明可有 效降低抗肿瘤药物的不良反应，提高临床疗效和患者用药的顺应性。壳聚糖及其衍生物因 为具有良好的生物相容性，作为抗肿瘤药物的载体，被制成微球、微囊、纳米粒、水凝胶、埋 植剂、聚合物胶束等不同的剂型，在体内可达到靶向和缓释的作用。另外，壳聚糖及其衍生 物作为抗肿瘤药物的载体，对其包载的抗肿瘤药物品种的研究也非常广泛，已经研究的如 5-氟尿嘧啶、蒽醌类药物、顺铂类、维生素类、激素类、化学免疫类药物、天然药物类(包括紫 杉醇和喜树碱类）、生物类药物(细胞因子、基因和疫苗)等，说明了壳聚糖及其衍生物作为 药物传递载体具有良好的兼容性和巨大的潜力。
[0004] 环糊精(CD)是由6个或者6个以上的葡萄糖单元构成的无毒的大环低聚糖，常见的 a、0、y和S四种环糊精分别含有6、7、8和9个葡萄糖单元。因⑶的疏水空腔大小适宜和经 济成本比较低等原因，常在食品中被用作除味剂、稳定剂、乳化剂，在药剂中用作药物包合 材料和辅料等，尤其是在药物制剂及缓释领域得到了广泛的应用。但0-CD的溶解度很小，这 就在一定程度上限制了其应用。近年来，研究者合成了一系列溶解度较大的0-CD衍生物来 包合药物。环糊精衍生物水溶性好并且低毒，与疏水性客体药物分子形成包合物后可以大 大的提高药物分子在水中的溶解度，加入到缓释材料中可以提高药物的载药量。也有人通 过冷冻干燥方法制备出一种生物可降解的矩阵支架一壳聚糖-g-e-环糊精(CS-g-P-⑶），用 来填补细胞外基质愈合过程中的缺口，同时可以负载和缓释药物;支架的形态、膨胀能力和 药物释放性能取决于支架交联密度的程度;CS-g-0-CD支架显示了比壳聚糖支架释放酮洛 芬更为缓慢，且细胞毒性实验(MTT)实验显示该支架没有明显的细胞毒性，支架对周围组织 友好并能提高其周围组织再生能力;该支架可能成为一个潜在的生物可降解的药物控释载 体和伤口愈合的填充材料。
[0005] 利用P-CD与金刚烷的包结络合作用(主客体作用)缓释药物的研究也颇多。有人将 1-金刚烷甲酸(Ad-C00H)与阿霉素 (Dox)通过N，N'_羰基基二咪唑(CDI)偶合后得到Ad-Dox， 与环糊精-聚乙烯亚胺(PEI-CD)进行自组装主客体反应生成PEI-⑶/Ad-Dox超分子纳米聚 合物。阿霉素成功结合金刚烷基并通过主客体连接与PEI-⑶组成超分子复合物PEI-⑶/Ad-Dox后，利用凝胶电泳阻滞实验证实PEI-CD/Ad-Dox在N/P比小于3时即能完全压缩并结合质 粒DNA。而且在体内外均可提高肿瘤细胞对药物敏感性，体现出较好的协同增效作用，为化 疗药物与基因药物的联合应用打下了基础。也有人通过聚乙二醇（PEG)合成了mPEG-Ad/ BAC-CD(BAC:N，N'_双丙烯酰胱氨酸)胶束用于负载喜树碱，通过胶束的稳定性保护喜树碱 的内酯环结构，从而减少了药物的使用量和副作用。
[0006] 基于壳聚糖及其衍生物对生物组织的良好生物相容性和在载药领域的杰出能力， 众多科研工作者对其进行了探索和研究，然而还存在水溶性差的问题，对抗肿瘤药物的研 究方面，还存在安全性差、靶向难和缓释效果差的问题。
【发明内容】
[0007] 为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种抗肿瘤缓释药 物材料。该材料应用一种水溶性非常好的壳聚糖衍生物，改善了 10-羟基喜树碱（10-Hydroxy camptothecin，HCPT)的水溶性，通过环糊精与金刚烧的主客体作用将羟基喜树碱 与水溶性的四乙烯五胺壳聚糖结合在一起，增溶了HCPIHCPT临床应用的主要问题不是药 效，而是频繁给药病人难以忍受药物副作用，延长HCPT的半衰期显得非常重要。将HCPT以醚 键连接在材料上，药物难易脱落，强烈地延长了药物的半衰期。基于材料结构中含有的C = N结构可以在酸性条件下还原断开、材料结构中的环糊精和金刚烷的主客体作用也可以打 开，因此材料起到双控缓释的作用。
[0008] 本发明的另一目的在于提供上述抗肿瘤缓释药物材料的制备方法。
[0009] 本发明的再一个目的在于提供上述抗肿瘤缓释药物材料的应用。
[0010] 本发明的目的通过下述技术方案实现：
[0011] -种抗肿瘤缓释药物材料，其结构如式I所示：
[0012]
J、I。
[0013]
[0014] -种抗肿瘤缓释药物材料的制备方法，包含如下步骤：
[0015] (1)称取HCPT-C00H，溶解于溶剂中，室温搅拌，加入氨基环糊精，加入交联剂，室温 反应;加入低温水溶液，低温静止，析出固体;离心沉淀出固体，烘干即得HCPT-CD;
[0016] (2)四乙烯五胺壳聚糖(TEPACS)的合成，可分为三步;A:称取壳聚糖，溶解;慢慢加 入甲醇，继续搅拌，停止搅拌，获得A溶液，待用；B:将四乙烯五胺溶解，获得四乙烯五胺溶 液;将苯甲醛溶解，然后加入到四乙烯五胺溶液中，加热回流;缓慢滴加环氧氯丙烷反应，获 得B溶液;C:将B溶液加入A溶液中，室温下搅拌;调节pH，沉淀，过滤，洗涤，真空干燥即得四 乙烯五胺壳聚糖(TEPACS);
[0017] (3)将步骤⑵获得的TEPACS溶解，得到TEPACS溶液;称取Ad-CHO (1 -金刚烧甲酸- 4-苯甲醛酯）溶解，然后将其加入到TEPACS溶液中，室温反应;旋蒸出甲醇，洗涤，干燥得产 品TEPACS-Ad;
[0018] (4)将步骤（1)和(3)得到的产品通过嵌套方法结合在一起。嵌套就是材料结构中 的金刚烷与环糊精混合，理论上使得金刚烷嵌套在环糊精中。称取步骤(3)所得的TEPACS-Ad，溶解，加入HCPT-CD，溶解并使环糊精充分嵌套金刚烷，干燥，得产品抗肿瘤缓释药物材 料TEPACS-Ad/HCPT-CD。
[0019] 步骤(1)中所述的HCPT-C00H结构如式n所示：
[0020]
[0021] 式n;
[0022] 步骤(1)中所述的氨基环糊精(⑶-nh2)的结构如式m所示：
[0023]
[0024] 式 m;
[0025] 步骤(1)中所述的HCPT-⑶的结构如式IV所示：
[0026]
[0027]式 IV;
[0028] 步骤（1)中所述的HCPT-C00H是参照参考文献(Wani et al，1980)合成；
[0029] 步骤（1)中所述的溶剂为DMS0、THF和水等溶剂中的任意一种或者至少两种，所述 的溶剂优选为DMS0;
[0030] 所述的交联剂为m)C ? HC1和NHS的任意一种或者两种；
[0031 ]步骤(1)中所述的 HCPT-C00H 的终浓度为 3 ? 75mmol/L ~10mmol/L;
[0032]步骤(1)中所述的室温搅拌的搅拌时间优选为1~5h;
[0033] 步骤(1)中所述的加入氨基环糊精的终浓度为3.75mmol/L~10mmol/L;
[0034]步骤(1)中所述的室温反应的反应时间优选为6~24h;
[0035]步骤(1)中所述的低温水溶液优选为0~4°C水溶液；
[0036]步骤(2)A中所述的溶解为溶解于2%的乙酸水溶液中；
[0037] 步骤(2)A中所述的壳聚糖在A溶液中的终浓度为0.05mol/L~0.25mol/L;
[0038]步骤(2)A中所述的溶解的时间优选为1~3d;
[0039]步骤(2) A中所述的继续搅拌的时间优选为3~6h;
[0040] 步骤(2) B中所述的四乙烯五胺在B溶液中的终浓度为1~5mo 1 /L;
[00411 步骤(2) B中所述的苯甲醛在B溶液中的终浓度为1~5mo 1 /L;
[0042] 步骤(2) B中所述的加热回流的条件优选为40~80 °C回流12~24h。
[0043]步骤(2)B中所述的环氧氯丙烷在B溶液中的终浓度为1~5mol/L;
[0044] 步骤(2)B中所述的反应的条件优选为40~60°C反应12~24h;
[0045] 步骤(2)C中所述的机械搅拌的时间优选为4~5d;
[0046] 步骤(2)C中所述的pH优选为5~6;
[0047] 步骤(3)中所述的Ad-CH0(1-金刚烷甲酸-4-苯甲醛酯)结构如式V所示：
[0048]
[0049] 式V;
[0050] 步骤(3)中所述的TEPACS-Ad是参照参考文献(Kulkarni et al，2012)合成；
[0051]步骤(3)中所述的TEPACS中的壳聚糖单体与Ad-CHO的摩尔比优选为(2~5):1; [0052]步骤(3)中所述的反应的时间优选为6~