一種化學鍵合抗癌藥物的可注射水凝膠的制備方法
【專利說明】
一、技術領域
[0001]本發明涉及一種可注射水凝膠的制備方法，具體地說是一種化學鍵合抗癌藥物的可注射水凝膠的制備方法，為可注射水凝膠技術領域。
二、【背景技術】
[0002]水凝膠為具有3D多孔結構的一類軟材料，大多為物理交聯(如氫鍵，親疏水相互作用，離子相互作用等)或化學交聯(如酰腫鍵，二硫鍵，亞胺鍵等)而成，具有高含水量，高彈性，柔軟等特點。因此水凝膠在生物醫學，藥物轉運，組織工程等方面有著重要的應用價值。最近幾年對水凝膠的研究主要集中于原位形成的可注射水凝膠。可注射水凝膠的組分為可以流動的液體，在混合后能夠原位成膠，因此不需要入侵性的手術就植入體內，使之能夠用于組織工程材料。可注射水凝膠的另一特點是可以提前將藥物、蛋白質、細胞等與組分液體混合，使之能夠用于藥物釋放領域。可注射水凝膠非常適用于臨床治療。
[0003]具有支化結構的聚酰胺胺是(HPAMAM)—種具有特定三維結構、分子尺寸的樹枝狀大分子。HPAMAM具有結構高度支化，且構型高度可控的特點。HPAMAM易于容納藥物于分子內部。由于HPAMMA分子量低，流動性好，使之在生物醫藥，靶向運輸等方面具有誘人的應用前景。HPAMAM分子外圍帶有大量的活性官能團，能夠與其他物質發生反應，形成可注射凝膠。目前，基于支化聚酰胺胺的凝膠體系已有部分文獻報道。
[0004]Hongbin Zhang等使用超支化聚合物與抗癌藥物結合，得到了能夠在人體內釋放藥物的緩釋體系。但該體系中藥物與聚合物的只是物理共混，并沒有與凝膠組分產生化學結合。(J.Mater.Chem.,2011,21,13530)
[0005]Siquan Zhu等選用超支化聚合物與藥物結合，得到了可以控制多種藥物釋放的水凝膠體系。但該體系中藥物與聚合物的結合為物理結合。(B1materials ,2010,31,5445-5454.)
[0006]Raghavendra S.Navath等利用PEG與HPAMAM得到了可注射的藥物釋放水凝膠，用于治療生殖系統感染。但該體系中藥物與水凝膠的結合同樣也是物理共混。(Mol.Pharmaceutics,2011,8,1209-1223)。
[0007]ffe1-Qing Liu等利用ATRP技術得到了具有pH響應性的可釋放藥物的超支化聚合物水凝膠。該水凝膠與藥物的結合為物理結合的方式。(Mater.Sc1.Eng.C 2012,32,953-960.)
[0008]由于上述報道中藥物是以物理方式與支化聚酰胺胺或者以支化聚酰胺胺為基礎的水凝膠結合，藥物與支化聚酰胺胺的結合力不強，因此，藥物的釋放速率相對較快，藥效持續時間相對較短。由此可能會造成用藥頻率高、藥物的毒副作用較大等缺點。
三、
【發明內容】
[0009]本發明旨在提供一種化學鍵合抗癌藥物的可注射水凝膠的制備方法，以解決物理結合藥物的支化聚酰胺胺可注射水凝膠體系藥物釋放速率快，藥效持續時間短的缺點，達到延長藥物釋放周期，延長藥物在生物體內的循環時間，降低用藥頻率，減輕毒副作用的目的。本發明水凝膠能夠很好地應用于生物醫藥，組織工程等領域。
[0010]本發明利用支化聚酰胺胺末端官能團的反應活性，使之與藥物進行反應，形成化學鍵合型大分子藥物載體;隨后再將化學鍵合型大分子藥物載體與氧化的海藻酸鈉配合構成可注射水凝膠體系。由于藥物與水凝膠是通過化學鍵結合的，藥物的釋放需要經過化學鍵的水解，相應地，藥物釋放周期延長。此外，由于藥物是結合在大分子上，在大分子被生物體完全降解之前，藥物始終會停留在生物體內，延長了其在生物體內的循環時間。從而可以減少用藥量，降低藥物的毒副作用。
[0011]本發明化學鍵合抗癌藥物的可注射水凝膠的制備方法，是以接枝了抗癌藥物(如喜樹堿、阿霉素、5-氟尿嘧啶、紫杉醇等)的超支化聚酰胺胺為第一組分，以氧化的海藻酸鈉作為第二組分，兩種組分通過形成-C = N-鍵作為交聯位點，得到了能夠在體內持續釋放抗癌藥物的可注射水凝膠，包括如下步驟:
[0012](I)將等摩爾量的抗癌藥物與溴乙酸甲酯溶解在甲醇中，在催化劑的存在下室溫反應2_4h，得到中間產物一一接枝溴乙酸甲酯的抗癌藥物;將中間產物與超支化聚酰胺胺同時溶解在甲醇里，加熱至回流溫度，反應4_6h，反應結束后將反應液在45°C下旋蒸除去溶劑，隨后在冰丙酮中沉淀1-2次，室溫下真空干燥，得到抗癌藥物接枝的超支化聚酰胺胺；
[0013]所述抗癌藥物為喜樹堿、阿霉素、5-氟尿嘧啶或紫杉醇等；
[0014]所述催化劑為三乙胺或甲醇鈉;催化劑的添加量為抗癌藥物質量的5-15%。
[0015]超支化聚酰胺胺與中間產物的質量比為30:1;
[0016]所述超支化聚酰胺胺的制備為常規方法，具體是以6.146g亞甲基雙丙烯酰胺與2.584g N-氨乙基哌嗪為單體在60mL的甲醇/水混合溶劑(V鴨:Va= 1:2)中通過邁克爾加成反應于50°C反應五天后得到的(Chem.Commun., 2007,2587-2589) 0
[0017](2)將抗癌藥物接枝的超支化聚酰胺胺溶解在去離子水中，記為溶液A;將氧化的海藻酸鈉溶解在去離子水中，記為溶液B;將溶液A與溶液B同時注射至生物體內后，便可原位得到可注射水凝膠。
[0018]溶液A中抗癌藥物接枝的超支化聚酰胺胺的濃度為50-350mg/mL;
[0019]溶液B中氧化的海藻酸鈉的濃度為50-250mg/mL;
[0020]注射至生物體內時溶液A與溶液B的體積比為3:1到1:3。
[0021 ]所述氧化的海藻酸鈉是以0.173g/mL的高碘酸鈉為氧化劑與0.2g/mL的海藻酸鈉以體積比1:1，在室溫條件下反應6h得到的。
[0022]本發明具有如下特點:
[0023]1、相比較其他支化聚酰胺胺水凝膠體系，本發明所提供的水凝膠與藥物以化學鍵結合，藥物的釋放依賴于化學鍵的水解，因此，延長了藥物釋放周期。
[0024]2、相比較其他支化聚酰胺胺水凝膠體系，本發明所提供的水凝膠中，藥物與超支化聚酰胺胺以化學鍵結合。在超支化聚酰胺胺完全被生物體完全降解之前，藥物始終會停留在生物體內，延長了藥物在生物體內的循環時間。
[0025]3、相比較其他支化聚酰胺胺水凝膠體系，本發明所提供的技術能夠降低用藥頻率，從而降低藥物的毒副作用。
[0026]4、這種具有長效藥物釋放能力的可注射水凝膠有望應用于生物醫藥，組織工程等領域。
四、【附圖說明】
[0027]圖1是以5-氟尿嘧啶為模型抗癌藥物，合成抗癌藥物接枝的超支化聚酰胺胺的反應過程示意圖。
[0028]圖2是可注射水凝膠的形成過程以及水凝膠的實物照片。其中左圖是海藻酸鈉溶液被注射入超支化聚酰胺溶液后快速形成凝膠;右圖是海藻酸鈉溶液與超支化聚酰胺胺溶液均勻混合后形成的大塊凝膠。
[0029]圖3是載藥水凝膠的降解過程。其中橫坐標為時間/天，縱坐標為降解后水凝膠與原始水凝膠的質量比。
[0030]圖4是實施例中接枝了抗癌藥物的超支化聚酰胺胺/氧化后海藻酸鈉可注射水凝膠的藥物釋放曲線。(橫坐標為時間/小時;縱坐標為累計釋放率/% )。
[0031]圖5