本发明属于药物,具体地,涉及一种表面电荷反转型双亲性铂前药纳米粒子及其制备方法和应用。
背景技术:
1、自顺铂的抗肿瘤活性被发现以来,顺铂及其二价铂衍生物已被广泛用作肿瘤治疗的首选药物。四价铂化合物是二价铂药物的前药,它的发现改善了以顺铂为代表的二价铂类药物的系统毒性。然而,四价铂终究是小分子类化疗药物,存在小分子类药物共有的问题:血液循环时间短,药物利用率低等。高分子载体的引入可改善小分子类药物的瓶颈问题。
2、菲啶铂(cis-[pt(nh3)2-(phenanthridine)cl]no3,phenanthriplatin)是一种阳离子单功能铂络合物,通过用空间位阻菲啶基团替换其中一个氯化配体来合成,比类似的单功能度铂基复合物更有效。但是菲啶铂本身带正电荷,容易与周围生理环境中带负电的大分子迅速结合,降低了药物在肿瘤部位的蓄积。经全身给药后,铂类药物被自身的先天免疫系统识别并被捕获清除,导致了药物的治疗效果欠佳,并造成了其脱靶毒性。
3、阿仑膦酸钠三水合物(alendronate sodium,ale)是一种氨基双膦酸盐,常被用于预防和治疗骨质疏松症,骨转移肿瘤和其他骨相关疾病。骨骼的主要矿物成分是羟基磷灰石。由于双膦酸盐与羟基磷灰石表现出很强的亲和力,因此可以选择性地积聚在骨和骨转移瘤肿瘤中,是目前最常用的骨靶向配体。
4、研究表明,带正电荷的纳米粒子可以与带负电荷的肿瘤细胞细胞膜通过静电作用迅速内化。因此,与中性或带负电的纳米颗粒相比,带正电的纳米颗粒具有更强的肿瘤细胞靶向能力,从而增加药物在肿瘤细胞内的富集,并最终实现对肿瘤细胞的高效杀伤效果。然而,带正电荷的纳米粒子很容易与血液循环中带负电荷的生物大分子结合,从而导致其快速清除。显然,在这种情况下,设计一种既能靶向肿瘤部位,又能有效进入肿瘤细胞的纳米粒子具有重要意义。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的问题,本发明提供一种表面电荷反转型双亲性铂前药纳米粒子及其制备方法,该纳米粒子是一种响应性纳米粒子,在血液循环中带负电荷,但在肿瘤的酸性条件下,阿仑膦酸钠发生ph响应脱附,纳米粒子的表面电位由负转变为正,并通过静电吸附作用与带负电荷的细胞膜结合,最终实现了肿瘤部位纳米粒子的高效内吞,这种设计思路被称为电荷反转策略。
2、为了实现本发明的目的,本发明的第一方面提供一种表面电荷反转型双亲性铂前药纳米粒子,该铂前药纳米粒子包括式i所示化合物自组装形成的纳米粒子np-pplp,以及负载于所述np-pplp上的阿仑膦酸钠ale;
3、
4、其中,n为20-100,优选为40-60。
5、本发明的第二方面提供一种表面电荷反转型双亲性铂前药纳米粒子的制备方法,包括以下步骤:
6、(1)将顺铂、agno3和菲啶进行反应,得到二价菲啶铂phenpt(ii);
7、(2)将步骤(1)得到的phenpt(ii)加入到氧化剂溶液中,反应得到四价菲啶铂phenpt(iv);
8、(3)将步骤(2)中得到的phenpt(iv)和l-赖氨酸二异氰酸酯进行聚合反应,然后加入聚乙二醇将聚合反应产物封端,得到聚合物pplp;
9、(4)将步骤(3)中得到聚合物pplp与阿仑膦酸钠三水合物混合并进行自组装,得到纳米粒子np-pplp/ale。
10、本发明的第三方面提供一种所述的制备方法制得的表面电荷反转型双亲性铂前药纳米粒子。
11、本发明的第四方面提供一种所述的表面电荷反转型双亲性铂前药纳米粒子在制备靶向药物特别是抗肿瘤靶向药物中的应用,所述肿瘤优选为骨转移肿瘤或骨肉瘤。
12、本发明具有如下有益效果:
13、(1)设计并合成了具有对肿瘤酸性微环境响应的聚合物,通过共价结合将cis-[pt(nh3)2-(phenanthridine)cl]no3+键合在高分子的支链上,形成表面带正电的纳米粒子poly(phenpt(iv)-lyaine diisocyanate)-mpeg(np-pplp);这极大降低了菲啶铂的毒性并提高了其疗效。
14、(2)通过将游离的ale包裹在纳米颗粒中,使pplp与ale进行自组装,得到具有骨靶向功能的纳米粒子np-pplp/ale,能够提高化疗药物在肿瘤部位的富集,这对骨肿瘤的治疗具有重要意义。
15、(3)本发明设计的np-pplp/ale,在血液循环中纳米粒子表面带负电荷,一旦到达肿瘤部位,在酸性条件下,np-pplp/ale中的ale与骨肿瘤部位的羟基磷灰石中的ca2+发生螯合作用,ale发生响应性脱附,纳米粒子的表面电位被逆转为正电荷,并通过静电吸附作用进入肿瘤细胞释放药物。
16、(4)血液循环中的np-pplp/ale可以屏蔽phenpt(iv)的正电荷,减少其脱靶的毒副作用,并通过ale的静电吸附进一步增强phenpt(iv)的靶向性,进而提高phenpt(iv)的肿瘤抑制作用。
17、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
1.一种表面电荷反转型双亲性铂前药纳米粒子,其特征在于,该铂前药纳米粒子包括式i所示化合物自组装形成的纳米粒子np-pplp,以及负载于所述np-pplp上的阿仑膦酸钠ale;
2.根据权利要求1所述的表面电荷反转型双亲性铂前药纳米粒子,其中,式i所示化合物由四价菲啶铂与l-赖氨酸二异氰酸酯、聚乙二醇聚合得到;所述阿仑膦酸钠ale以静电络合的形式负载于纳米粒子np-pplp表面。
3.根据权利要求1所述的表面电荷反转型双亲性铂前药纳米粒子,其中,所述铂前药纳米粒子具有如下特征:np-pplp的含量为70-95%,ale的含量为5-30%,平均粒径为100-160nm,zeta电位为-5.09±0.5mv。
4.一种表面电荷反转型双亲性铂前药纳米粒子的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的制备方法,其中,步骤(1)包括:在避光条件下,将顺铂和agno3分散在溶剂中,在50~70℃下搅拌反应10~20h;过滤后,将菲啶溶解在滤液中,在避光条件下,在50~70℃下搅拌反应10~20h,除去溶剂后干燥得到二价菲啶铂phenpt(ii)。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其中,所述溶剂为二甲基亚砜、四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺等,优选为n,n-二甲基甲酰胺;
7.根据权利要求4所述的制备方法,其中,步骤(2)中,phenpt(ii)与氧化剂反应的温度为30~50℃,时间为10-18h;反应后冷却析出固体,过滤并干燥后得到四价菲啶铂phenpt(iv);
8.根据权利要求4所述的制备方法,其中,步骤(3)包括:将phenpt(iv)与l-赖氨酸二异氰酸酯加入溶剂中,在20-40℃下搅拌反应45~55h,然后加入聚乙二醇在20-40℃下搅拌反应20~30h,透析并真空干燥得到聚合物pplp。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其中,所述溶剂为二甲基亚砜、四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺等,优选为n,n-二甲基甲酰胺;
10.根据权利要求4所述的制备方法,其中,步骤(4)包括:将聚合物pplp和阿仑膦酸钠三水合物溶解在溶剂中并逐滴加入超纯水中,透析去除溶剂,离心分离后得到纳米粒子np-pplp/ale。
11.根据权利要求4所述的制备方法,其中,聚合物pplp与阿仑膦酸钠三水合物的重量比为2-20:1,优选为5-8:1;
12.根据权利要求4~11中任意一项所述的制备方法制得的表面电荷反转型双亲性铂前药纳米粒子。
13.权利要求1-3和12中任意一项所述的表面电荷反转型双亲性铂前药纳米粒子在制备靶向药物特别是抗肿瘤靶向药物中的应用,所述肿瘤优选为骨转移肿瘤或骨肉瘤。
