硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型藥物載體硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺及其應(yīng)用。它是在透明質(zhì)酸(HA)骨架上引入疏水性基團脂肪烴胺以及親水性基團硫酸根而形成的，具有兩親性，在水中可自組裝形成聚合物膠束，包載難溶性藥物、蛋白質(zhì)藥物、基因類藥物。該硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺具有抑制腫瘤生長，易形成載藥聚合物納米粒，穩(wěn)定性好，包封率高，制備工藝簡單，易于大規(guī)模生產(chǎn)等特點。
【專利說明】
硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域、藥用輔料或藥物制劑領(lǐng)域，特別涉及一種硫酸 化透明質(zhì)酰脂肪烴胺和其制備方法以及作為藥物載體的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚合物膠束是由兩親性聚合物在選擇性溶劑(通常是水）中自組裝形成的一種核 殼超分子結(jié)構(gòu)。聚合物膠束的形成是一個自發(fā)的過程，在水溶液中，當(dāng)兩親性聚合物的濃度 達到或超過某個臨界值（即臨界膠束濃度)時，聚合物的疏水端由于受到水分子的排斥等作 用纏繞形成疏水性內(nèi)核，而親水段則會分布在疏水性內(nèi)核周圍形成親水性外殼。聚合物膠 束具有較大的藥物增溶空間，顯著提高包埋藥物的水溶解度，增加藥物的穩(wěn)定性，改善藥物 體內(nèi)生物藥劑學(xué)的特性，通過聚合物表面的修飾，可提高腫瘤藥物的主動靶向功能，增強藥 物活性，降低毒性，但是許多全合成聚合物膠束材料安全性有待研究。
[0003] 透明質(zhì)酸(Hyaluronan，HA)是一種由N-乙酰-D-葡萄糖胺和D-葡萄糖醛酸經(jīng)e-l，4 糖苷鍵連接而成的線性多糖，人體內(nèi)天然HA的相對分子質(zhì)量分布廣泛，由1000到1000萬不 等，因HA水溶性好，生物可降解，生物相容性好，無毒，無免疫原性，容易進行化學(xué)修飾等特 點，HA作為藥物載體被廣泛應(yīng)用。HA通過與細胞表面HA受體CD44和RHAM結(jié)合，調(diào)節(jié)細胞的生 長，增殖和迀移，尤其在腫瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要的作用。其中CD44是癌細胞表面 過量表達的最重要的HA受體，是與HA結(jié)合的主要部位，研究HA納米粒在腫瘤主動靶向方面 具有重要的意義。但是HA和HA納米材料本身對腫瘤細胞的增殖和轉(zhuǎn)移的影響值得關(guān)注和研 究。
[0004] 對多糖進行硫酸化改性，如硫酸化肝素、皮膚素、軟骨素、殼聚糖、香菇多糖顯示具 有多種生物活性，如抗凝血活性、抗病毒活性，特別是抗艾滋病病毒(HIV)等。由于它們的毒 副作用小，有的已經(jīng)應(yīng)用于臨床，顯示了廣泛的應(yīng)用前景和深遠意義。
[0005] Anaid Benitez等發(fā)現(xiàn)硫酸化透明質(zhì)酸一方面通過下調(diào)Bcl_2、磷酸化-Bad水平， 誘導(dǎo)依賴caspase-8型凋亡，另一方面通過下調(diào)HA受體的水平，從而抑制前列腺癌細胞如 LNCaP，LNCaP-A 1，DU 145，LAPC-4的生長。動物模型實驗中也顯示，硫酸化透明質(zhì)酸對于 LNCaP-Al型前列腺癌細胞具有很強的抑制作用，同時不會導(dǎo)致明顯的體重減輕及血清毒性 (Anaid Benitez,Travis J.Yates,Luis E.Lopez,et alTargeting Hyaluronidase for Cancer Therapy：Antitumor Activity of Sulfated Hyaluronic Acid in Prostate Cancer Cel Is，Cancer Re s;71(12); 4085-95) D Stephan ieMSller 等合成硫酸化透明質(zhì)酸和 硫酸化甲基透明質(zhì)酸，通過靶向I型皰疹病毒證明二者均有抗病毒活性，且抗病毒活性隨著 硫酸化程度的提高而增強（Stephanie MSller, Michaela Schmidtke，DieterWeiss，et al ?， Synthesis and AntiherpeticActivity of Carboxymethylated and Sulfated Hyaluronan Derivatives ? Carbohydrate Polymers;90(2012):608-615)。但是這種生物活 性的硫酸化HA是水溶性性，不具有兩親性，不能作為藥物納米載體材料。
[0006] 本發(fā)明是將透明質(zhì)酸上的羥基改性為硫酸根基團，并在HA羧基上接枝疏水性的脂 肪烴胺，發(fā)明一種硫酸化透明酰脂肪烴胺。它是兩親性聚合物納米材料，引入的脂肪烴胺是 疏水基團，有利于形成疏水內(nèi)核，包裹藥物，引入的硫酸根同時有利于改善材料本身的親水 性，形成親水性外殼，提高藥物對CD44過量表達癌細胞的靶向作用；同時硫酸化透明質(zhì)酰脂 肪烴胺本身具有一定的抗腫瘤活性，是一種潛在的抗腫瘤活性納米材料，且無毒，生物相容 性好。
[0007] 目前尚沒有將硫酸化透明質(zhì)酸接枝脂肪烴胺制備抗腫瘤納米材料的報道。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008] 本發(fā)明描述并要求一種新型硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺、其制備方法以及其作為藥 物膠束載體材料的應(yīng)用；它是一種安全性好、可生物降解、臨界膠束濃度低的兩親性聚合 物，可在水中自組裝形成聚合物膠束，作為納米藥物傳遞系統(tǒng)，同時材料本身具有抑制腫瘤 生長的作用。
[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺及其制備方法。
[0010] 本發(fā)明的目的在于提供硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺在藥物制劑領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0011] 本發(fā)明涉及的硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺，其特征是在透明質(zhì)酸骨架上引入疏水性 基團脂肪烴胺以及親水基團硫酸根，使其具有兩親性，可在水中自組裝形成聚合物膠束。
[0012] 本發(fā)明所述的硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺，是指疏水性的脂肪烴胺通過酰胺鍵接枝 到透明質(zhì)酸中葡萄糖醛酸-N乙酰葡萄糖胺重復(fù)單元的羧基上，親水性基團硫酸根取代透明 質(zhì)酸重復(fù)單元上的羥基。
[0013] 本發(fā)明所述的硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺，其中接枝的疏水性基團脂肪烴胺的總?cè)?代度為為5 %~40 %。
[0014]本發(fā)明所述的硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺，其中硫酸化率為2~30%。
[0015] 本發(fā)明所述的硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺，其特征在于選用的HA分子量為5X103~ 5X105Da〇
[0016] 具體地，本發(fā)明提供了一種硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺的制備方法，包括以下過程： [0017] 透明質(zhì)酸鈉(HA-Na)溶于雙蒸水中，室溫下磁力攪拌過夜；另稱取適量Dowex WX8 陽離子交換樹脂（四丁銨型)加入HA-Na中，室溫下磁力攪拌過夜，過濾，冷凍真空干燥，40 °C 下真空干燥，得透明質(zhì)酸四丁銨鹽(TeBA-HA);
[0018] TeBA-HA溶于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，50 °C磁力攪拌5h使其溶解；另精密稱取 一定量的硫酸化劑（三氧化硫吡啶絡(luò)合物）溶于DMF中，室溫下攪拌至溶解后，加入上述 TeBA-HA溶液中，充氮保護，室溫磁力攪拌20min;反應(yīng)液加入冰水終止反應(yīng)，1M NaOH溶液調(diào) 節(jié)pH至9.0,加入乙醇洗滌、離心2次，沉淀用水溶解后蒸餾水透析ld，冷凍真空干燥，室溫下 真空干燥得硫酸化透明質(zhì)酸(sHA);
[0019] sHA溶于甲酰胺中，50°C磁力攪拌2h使其溶解，冷卻至室溫后，加定量的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)、N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)，冰浴下反應(yīng)2h;另精 密稱取一定量脂肪烴胺(ALA)溶于DMF中，將其逐滴加入sHA溶液中，充氮保護，35°C磁力攪 拌24h;反應(yīng)液加入乙醇洗滌、離心兩次，沉淀用水溶解后蒸餾水透析2d，冷凍真空干燥得硫 酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺(sHA-ALA)。
[0020]本發(fā)明所述的硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺，可包載難溶性藥物(如多西紫杉醇等）、 基因類藥物、蛋白質(zhì)藥物，制成載藥聚合物膠束納米粒。
[0021] 本發(fā)明所述的載藥聚合物納米粒是將硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺溶于雙蒸餾水，自 組裝成濃度為1~5mg/mL的空白膠束溶液，將難溶或微溶性藥物溶于有機溶劑后，逐滴加入 上述的空白膠束溶液中，經(jīng)超聲處理后，置于雙蒸餾水中透析除去有機溶劑，透析液經(jīng)離 心、過濾后，必要時凍干，制得粒徑為1~l〇〇〇nm的聚合物載藥膠束。
[0022] 上述硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺，具有抑制腫瘤生長，易形成載藥聚合物納米粒，制 備納米粒工藝簡便，納米粒膠束穩(wěn)定性好，包封率高，納米粒給藥途徑多等特點。
【附圖說明】
[0023]圖1:硫酸化透明質(zhì)酸的IR圖譜
[0024]圖2:硫酸化透明質(zhì)酰十八胺的1H-NMR圖譜
[0025]圖3:硫酸化透明質(zhì)酰十八胺的Im/Im與聚合物對數(shù)濃度關(guān)系圖
[0026]具體實施方法
[0027]通過下面實施例說明本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍，不局限于此。
[0028]實施例1透明質(zhì)酸四丁銨鹽的制備
[0029] 透明質(zhì)酸鈉(1^5000，骱-他，2.(^)溶于4001^雙蒸水中，室溫下磁力攪拌過夜；另 稱取20g Dowex WX8陽離子交換樹脂（四丁銨型）加入HA-Na中，室溫下磁力攪拌過夜混，過 濾，冷凍真空干燥，40°C下真空干燥，得透明質(zhì)酸四丁銨鹽(TeBA-HA)。
[0030]實施例2硫酸化透明質(zhì)酸(sHA)的制備
[0031] 精密稱取實施例1中的TeBA-HA(MW5000,500mg)溶于25ml N，N'_二甲基甲酰胺 (DMF)中，50°C磁力攪拌5h使其溶解；另精密稱取1400mg的硫酸化劑三氧化硫吡啶絡(luò)合物 (S03 ? Py)溶于25mL DMF中，室溫下攪拌至溶解后，加入TeBA-HA中，充氮保護，室溫磁力攪 拌20min;反應(yīng)液加入100mL冰水終止反應(yīng)，1M NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至9.0，加入乙醇洗滌、離心2 次，沉淀用水溶解后蒸餾水透析2d，冷凍真空干燥，室溫下真空干燥得硫酸化透明質(zhì)酸 (sHA)。IR圖譜確認(rèn)sHA結(jié)構(gòu)(見圖1) JMMB法測定硫酸化程度，硫含量(S% )為5.56%。
[0032]實施例3硫酸化透明質(zhì)酰十八胺(sHA-ODA)的制備
[0033] 精密稱取實施例2中的sHA(lOOmg)溶于5ml甲酰胺中，50°C磁力攪拌2h使其溶解， 冷卻至室溫后，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC，95mg)、N-羥基琥珀 酰亞胺(NHS，58mg)，冰浴下反應(yīng)2h;另精密稱取一定量十八胺(0DA)溶于9mLDMF中，將其逐 滴加入sHA溶液中，充氮保護，35 °C磁力攪拌24h;反應(yīng)液加入乙醇洗滌、離心兩次，沉淀用水 溶解后蒸餾水透析2d，冷凍真空干燥得硫酸化透明質(zhì)酰十八胺（sHA-ODA) ^H-NMR圖譜（見 圖2)確認(rèn)sHA-ODA結(jié)構(gòu)。
[0034]實施例4 sHA-ODA臨界膠束濃度的測定
[0035] 精密稱取10mg sHA-ODA，分散于少量蒸餾水中，磁力攪拌24h，冰浴探頭超聲30min (超聲功率95W，工作2s，間歇5s)，定容至10mL，得lmg/mL的空白膠束溶液;將lmg/mL的空白 膠束溶液稀釋至 sHA-ODA 濃度(C)為 1X10-3、2X10-3、5X10-3、1X10-2、2.5X10- 2、5X10-2、 7.5 X 10'1 X 10'5 X HTVg/mL的系列膠束溶液，分別加入定量的芘（終濃度為5 X 10-6mo 1/L)中，混合液超聲30min，60 °C水浴lh，40°C避光水浴過夜，利用熒光分光光度計測定 芘的熒光強度。激發(fā)波長為335nm，發(fā)射波長I^371nm，I 3為382nm，狹縫寬度Ex為3nm，EM為 3nm〇
[0036]以lgC(g/L)與芘在371nm和382nm出的熒光強度比值（h/13)作圖（見圖3)，曲線的 拐點對應(yīng)的聚合物濃度即為該聚合物材料的臨界膠束濃度(CMC)。計算得sHA-ODA的CMC值 為60 . lyg/mL。由此表明sHA-ODA膠束的臨界膠束濃度比較小，以此制備的載藥膠束具有較 好的稀釋穩(wěn)定性。
[0037] 實施例5空白sHA-ODA膠束納米粒的制備
[0038] 按1~5mg/mL的濃度將兩親性sHA-ODA溶于蒸餾水中，經(jīng)超聲處理制備成粒徑為 100~lOOOnm的空白膠束納米粒溶液(sHA-ODA NDs)。
[0039]實施例6載多西紫杉醇sHA-ODA膠束納米粒的制備
[0040] l〇mg sHA-ODA溶于蒸餾水制得濃度2mg/mL的空白膠束溶液，將2. Omg的多西紫杉 醇（DTX)溶于400此甲醇中，逐滴加入到上述空白膠束溶液中，冰浴超聲30min(超聲功率 95W，工作2s，間歇5s)，置于蒸餾水中透析除去甲醇，透析液經(jīng)離心，過濾后，制得粒徑為1~ 300nm的載藥sHA-ODA膠束納米粒(DTX-sHA-〇DA NPs)。表1是DTX-sHA-〇DA膠束納米粒及空 白膠束納米粒的一些性質(zhì)。
[0041] 表1 DTX-sHA-ODA膠束納米粒及空白膠束納米粒的一些性質(zhì)
[0043] 結(jié)果顯示，硫酸化透明質(zhì)酰十八胺（sHA-ODA)這種兩親性材料，可在水中自發(fā)形成 膠束，且納米粒粒徑小于250nm，藥物包封率高（> 98 % )，對多西紫杉醇有明顯的增溶作用。
[0044] 實施例7 DTX-sHA-ODA NPs體外對腫瘤細胞的抑制作用
[0045] 納米制劑組:DTX-sHA-ODA NPs，培養(yǎng)液稀釋至濃度為0.41yM~100yM。
[0046] 陽性對照組:市售制劑多西紫杉醇注射液，培養(yǎng)液稀釋至濃度為0.41yM~100yM。 [0047]陰性對照組:sHA-ODA空白膠束納米粒，培養(yǎng)液稀釋至上述相同濃度。
[0048]取處于指數(shù)生長期狀態(tài)良好的人乳腺癌細胞MCF-7，加入0.25 %胰蛋白酶消化液， 消化使貼壁細胞脫落，計數(shù)制成細胞懸液;分別以6 X103個/孔的密度接種于96孔培養(yǎng)板 中，置C〇2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h;按上述實驗方案分別給予所需濃度的納米制劑組、陰性對照 組、陽性對照組溶液，每一濃度平行6孔，繼續(xù)培養(yǎng)。24h后，向每孔加入10此MTT液，放入孵 箱4h后，向每孔加入150yL DMS0，使用酶標(biāo)儀檢測490nm處吸光度。處理數(shù)據(jù)，計算半數(shù)抑制 濃度IC5Q值(見表2)。
[0049] 表2 DTX-sHA-ODA NPs體外對腫瘤細胞增殖的抑制作用（IC5q值）
[0051] 結(jié)果顯示，sHA-ODA空白膠束納米粒（陰性對照組)對于乳腺癌細胞的生長不僅沒 有促進作用，且具有一定的抑制作用。DTX-sHA-ODA NP制劑組的IC5Q小于多西紫杉醇注射液 (陽性對照組)3.1倍，說明載藥sHA-ODA NPs能使多西紫杉醇對乳腺癌細胞毒性明顯增強， 可能是通過CD44受體介導(dǎo)的主動靶向作用將藥物遞送至腫瘤細胞，提高抗腫瘤活性。
[0052]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細描述，但只是作為范例，本發(fā)明并不限制 于以上描述的具體實施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對本發(fā)明進行的等同修改和替 代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修 改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺，其特征是在于（1)它是透明質(zhì)酸(HA)骨架的羧基上引入 疏水性基團脂肪烴胺以及在HA的羥基上引入親水基硫酸根而形成的，具有兩親性，（2)在水 中能自組裝形成聚合物膠束，作為難溶性藥物、蛋白質(zhì)藥物、基因類藥物的納米載體，其包 含η個重復(fù)單元并具有以下結(jié)構(gòu)通式(I):式中，m= 10~17中任意一個整數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺，其中HA的分子量為5 X103~5 X 105Da〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺，其中疏水性基團脂肪烴胺的取代 度為5%~40%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺，其中硫酸化率為2~30 %。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺，其制備方法包括以下過程： 透明質(zhì)酸鈉(HA-Na)溶于雙蒸水中，室溫下磁力攪拌過夜；另稱取適量Dowex WX8陽離 子交換樹脂（四丁銨型）加入HA-Na中，室溫下磁力攪拌過夜，過濾，冷凍真空干燥，40 °C下真 空干燥，得透明質(zhì)酸四丁銨鹽(TeBA-HA); TeBA-HA溶于N，N' -二甲基甲酰胺(DMF)中，50°C磁力攪拌5h使其溶解；另精密稱取一定 量的硫酸化劑(三氧化硫吡啶絡(luò)合物)溶于DMF中，室溫下攪拌至溶解后，加入上述TeBA-HA 溶液中，充氮保護，室溫磁力攪拌20min;反應(yīng)液加入冰水終止反應(yīng)，1M NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至 9.0，加入乙醇洗滌、離心2次，沉淀用水溶解后蒸餾水透析Id，冷凍真空干燥，室溫下真空干 燥得硫酸化透明質(zhì)酸(sHA); sHA溶于甲酰胺中，50°C磁力攪拌2h使其溶解，冷卻至室溫后，加定量的1-乙基-(3-二 甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)、N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)，冰浴下反應(yīng)2h;另精密稱 取一定量脂肪烴胺(ALA)溶于DMF中，將其逐滴加入sHA溶液中，充氮保護，35°C磁力攪拌 24h;反應(yīng)液加入乙醇洗滌、離心兩次，沉淀用水溶解后蒸餾水透析2d，冷凍真空干燥得硫酸 化透明質(zhì)酰脂肪烴胺(sHA-ALA)。6. -種載藥聚合物納米粒的組合物，其特征在于，如權(quán)利要求1~5任何一項所述的硫 酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺，包載難溶性藥物、蛋白質(zhì)藥物、基因類藥物，制成載藥聚合物膠束 納米粒，加上醫(yī)藥學(xué)上可接受的輔料制備而成的藥物組合。7. 根據(jù)權(quán)利要求6中所述的載藥聚合物納米粒組合物，其制備方法包括以下過程:將硫 酸化透明質(zhì)酰脂肪烴胺溶于雙蒸餾水，自組裝形成濃度為1~5mg/mL的空白膠束溶液，將難 溶或微溶性藥物溶于有機溶劑后，逐滴加入上述的空白膠束溶液中，經(jīng)超聲處理后，置于雙 蒸餾水中透析除去有機溶劑，透析液經(jīng)離心、過濾后，必要時凍干，制得粒徑為1~l〇〇〇nm的 聚合物載藥膠束。
【文檔編號】A61K9/107GK105820270SQ201610201033
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】欒立標(biāo), 蒲嘉琪
【申請人】中國藥科大學(xué)