一种基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物制剂、制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物制剂。该制剂仅由白蛋白和疏水性二氢卟吩光敏剂组成，不含有其他交联剂或辅料；使用的疏水性二氢卟吩光敏剂结构简单，不含有羟基、烷氧基、氨基等提高二氢卟吩光敏剂水溶性的官能团，合成容易。本发明还公开了该纳米药物制剂的制备方法和应用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米药物制剂，具体涉及一种基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏 剂纳米药物制剂、制备方法及其应用。

背景技术

血清白蛋白广泛分布于血液之中。血清白蛋白是血浆中含量最多、分子最小、 溶解度大、功能较多的一种蛋白质。由于血清白蛋白具有可降解性，被认为是一种 潜在的、安全的药物载体。由于白蛋白含有氨基、羧基和巯基官能团，所以，先前 的研究是通过引入交联剂来获得白蛋白纳米粒子，并进一步在白蛋白纳米粒子上负 载化疗药物和亲水性二氢卟吩衍生物分子，期望能够提高病变部位的药物分布 （US2006/0234960A1；US2011/0142948A1；US2011/0275686A1；CN101569609A； CN1736489A）。

1976年临床上应用一种血卟啉衍生物治疗膀胱癌获得成功，由此开创了光动力 学疗法治疗癌症的历史。1996年美国食品药品署批准该疗法用于治疗食管癌；1997 年法国和荷兰批准治疗中晚期肺癌和食管癌；德国批准治疗早期肺癌；日本批准治 疗早期食管癌以及肺、胃和宫颈癌；1998年美国批准治疗早期支气管内癌，1998年 又批准治疗梗阻型支气管内癌(肺癌)。近年来由于光敏物质、光激活装置和导光系统 的发展和进步，该疗法已逐步成为肿瘤的基本治疗手段之一。光动力疗法近期在动 脉粥样硬化、老年性眼底黄斑病变、鲜红斑痣、病毒和细菌性感染性病变、类风湿 性关节炎等常规手段难以奏效的良性疾病的治疗研究中也取得一系列进展，其应用 领域得到很大的延伸和扩展。

光动力学治疗的机理在于：光敏剂被病变细胞摄取后，能较长时间停留在病变 细胞内；光敏剂本身无毒性，但经一种特殊波长的光照射后，可与氧起反应，产生 一种具有毒性作用的活性态氧，氧化破坏周围细胞和组织的成分，从而破坏病变细 胞。

光动力学治疗，作为一种具有深厚科学基础的疗法，对某些癌症的治疗效果不 亚于手术、化疗或放疗；对某些早期癌症，可达到治愈目的。它具有以下优点：（1） 主要破坏癌细胞，不损伤正常细胞；（2）光敏剂无毒性，安全，不会抑制人的免疫 功能，也不会抑制骨髓而引起白细胞、红细胞和血小板减少；（3）与手术、放疗和 化疗有相辅相成作用，可同时应用；（4）可作多疗程，不会产生耐药性；（5）治疗 时间短，一般48～72小时后即可出现疗效。迄今全世界已有数万例患者接受该疗法 治疗，治疗的癌症多达数十种，包括食管癌、肺癌、脑瘤、头颈部癌症、眼肿瘤、 咽癌、胸壁肿瘤、乳腺癌、胸膜间皮瘤、腹腔肉瘤、膀胱癌、妇科肿瘤、直肠癌、 皮肤癌等。本疗法十分安全，唯一缺点是可引起皮肤光敏毒性反应，这是因为正常 组织内有少许光敏剂存在，在日光或强光照射后可发生日光性皮炎，所以在注射光 敏剂后1个月内，病人应避日光。室内用黑布遮光，但可开小灯，夜间可去室外活 动，白天如需短暂外出，应穿黑色或深色衣服，黑布包头，戴有色眼镜，避免直接 暴露于日光下；如果发生皮肤日光晒伤，可对症处理，均能自愈。少数可发生便秘， 无需特殊治疗。

由于红光和近红外光对生物组织有最大的穿透深度，所以，目前研究的二代光 敏剂主要集中于在红光波段有较大吸收系数的二氢卟吩类光敏剂。为了使光敏剂能 够进行血液循环，对二氢卟吩大环进行了亲水性修饰，如修饰羟基、烷氧基、氨基 等官能团（US005162519A；US007319147B2；US006479477B1；US007375215B2）。 目前上市的二代光敏剂主要有替莫泊芬。替莫泊芬分子上有四个羟基，具有较好的 水溶性，但是合成过程中需要对羟基进行保护和脱保护，从而在药物合成上引起成 本上升。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物制 剂。该制剂仅由白蛋白和疏水性二氢卟吩光敏剂组成，不含有其他交联剂或辅料； 使用的疏水性二氢卟吩光敏剂结构简单，不含有羟基、烷氧基、氨基等提高二氢卟 吩光敏剂水溶性的官能团，合成容易。

本发明的第二个目的是提供一种基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物制 剂的制备方法。该制备方法在制备过程中，无需添加交联剂，便可获得稳定的纳米 药物制剂，进而可以避免使用交联剂引起的不良临床反应。

本发明的第三个目的是提供一种基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物制 剂的应用。该制剂可在光动力学治疗肿瘤和其他浅表层疾病或内腔疾病。

本发明的一种基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物制剂，由白蛋白和疏 水性二氢卟吩光敏剂组成；

所述疏水性二氢卟吩光敏剂为间-四苯基二氢卟吩；间-四苯基二氢卟吩的结构式 如下：

进一步地，所述制剂中，疏水性二氢卟吩光敏剂与白蛋白的质量比为1:1至 1:1000。优选地，为1:4至1:150。应了解，若疏水性二氢卟吩光敏剂与白蛋白的质 量比例过高，不容易形成纳米颗粒，治疗效果也不好；比例过低，临床应用会遇到 辅料（白蛋白）过多的问题。

该制剂中的纳米药物的平均粒径小于200纳米。平均粒径是指通过SEM，TEM 和DLS等仪器设备手段表征的纳米药物颗粒，并进行统计计算得到的粒径平均值, 并非指所含的所有纳米药物的粒径均小于200纳米。

进一步地，所述白蛋白为牛血清白蛋白、人血清白蛋白、人重组血清白蛋白、 羊血清白蛋白或兔血清白蛋白。优选地，为牛血清白蛋白、人血清白蛋白或人重组 血清白蛋白。

该制剂可以是溶液形式或冻干形式。

本发明提供一种基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物制剂的制备方法， 包括以下步骤；

（1）将白蛋白溶解于水、生理盐水或缓冲溶液中，形成白蛋白溶液；将疏水性 二氢卟吩光敏剂溶解于有机溶剂中，形成二氢卟吩光敏剂溶液；

（2）搅拌中，将二氢卟吩光敏剂溶液滴加于白蛋白溶液中，得到混合溶液；离 心得到的混合溶液，除去沉淀物，收集上清液；

（3）透析得到的上清液，得到基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物溶液， 灭菌，之后浓缩或冻干，得到基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物制剂。

溶解白蛋白的水为去离子水或高纯水，缓冲溶液为磷酸缓冲液或柠檬酸缓冲液， pH为4.0～8.5，优选为6.0～7.6。所述白蛋白的浓度为0.1～60毫克/毫升。

溶解疏水性二氢卟吩光敏剂的有机溶剂为甲醇、乙醇、二甲亚砜、四氢呋喃、 N,N-二甲基甲酰胺中的一种或两种以上混合物。所述二氢卟吩光敏剂溶液的质量浓 度为0.01%～30%，优选为0.05%～15%。

搅拌为磁搅拌、机械搅拌等，搅拌速度为60～1500转/分钟，优选为500～850转/ 分钟。所述混合溶液中，有机溶剂所占的体积分数为0.1%～30%，优选为5%～20%。

离心转速一般为5000～40000转/分钟，优选为9000～16000转/分钟。

所述透析使用的透析袋截留分子量为500～20000，优选为1000～13000。

所述灭菌包括伽马射线灭菌、0.22微米滤膜过滤灭菌、0.20微米滤膜过滤灭菌 等。

本发明的一种基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物制剂的应用，该纳米 药物制剂可用作光动力学治疗，在合适波长光线照射下，可以用于治疗肿瘤和其他 浅表层疾病或内腔疾病。该制剂所包含的二氢卟吩光敏剂在红光波长区有较强吸收， 既可以用于肿瘤和其他浅表层疾病的治疗，又可以光纤引导治疗光线用于治疗内腔 肿瘤和疾病。该制剂可通过静脉注射或肌肉注射使用。

本发明的有益结果在于：

该制剂仅由白蛋白和疏水性二氢卟吩光敏剂组成，不含有其他交联剂或辅料；

在制备该制剂的过程中，无需添加交联剂进行交联即可获得稳定的制剂，可以 避免使用交联剂引起的不良临床反应；

该制剂中包含的二氢卟吩光敏剂为疏水的二氢卟吩光敏剂，结构简单，不含有 羟基、烷氧基、氨基等能够提高光敏剂水溶性的官能团，合成过程中无需保护和脱 保护步骤，容易合成，成本低廉，其负载于白蛋白纳米粒子后能够有效分散于水中 进行血液循环，可以提高其在肿瘤等病灶部位的累积量；

该制剂在红光波段具有很高的光吸收能力，能够在浅表层至较深组织部位有效 地吸收利用治疗性光源。

通过体外对人口腔上皮样癌KB细胞和宫颈癌Hela细胞的光动力试验发现，该 制剂能够有效抑制癌细胞的增殖；通过对小鼠KB移植瘤的光动力试验发现，该制剂 能够富集于肿瘤组织，施加光照后能够显著抑制肿瘤的生长，提高了小鼠的存活期。

附图说明

图1为基于人血清白蛋白的二氢卟吩光敏剂的纳米药物制剂对人口腔上皮样癌 KB细胞的体外光动力抗增值实验；

图2为基于人血清白蛋白的二氢卟吩光敏剂的纳米药物制剂对宫颈癌Hela细胞 的体外光动力抗增值实验；

图3为基于人血清白蛋白的二氢卟吩光敏剂的纳米药物制剂对人口腔上皮样癌 KB移植瘤的体内光动力生长抑制试验；

图4为基于人血清白蛋白的二氢卟吩光敏剂的纳米药物制剂对人口腔上皮样癌 KB移植瘤的体内光动力治疗存活时间试验。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行进一步说明。

实施例1

一种基于人血清白蛋白的光敏剂的纳米药物制剂的制备和应用：

将人血清白蛋白溶解于水中，形成10毫克/毫升的人血清白蛋白的水溶液。

将光敏剂间-四苯基二氢卟吩溶解于四氢呋喃中，形成1毫克/毫升的光敏剂溶液。

搅拌过程中，将10毫升的光敏剂溶液（1毫克/毫升）滴加于50毫升的人血清 白蛋白溶液（10毫克/毫升），得到混合溶液。

离心（13000转/分钟）混合溶液，除去沉淀物，收集上清液。

透析得到的上清液，得到人血清白蛋白的光敏剂纳米药物溶液，0.22微米滤膜 过滤灭菌。浓缩得到人血清白蛋白-光敏剂的纳米药物溶液。

将基于人血清白蛋白的光敏剂纳米药物溶液加入提前24小时铺种KB细胞的96 孔板中，24小时后，使用波长660纳米，功率50毫瓦/平方厘米激光光照10分钟， 光剂量30焦耳/平方厘米。再过24小时进行MTT法细胞活力检测。进行无激光光照 的对照试验组。实验重复三次。实验结果见图1。结果发现这种基于人血清白蛋白的 光敏剂纳米药物制剂对于KB细胞有很好的增殖抑制效果。

实施例2

一种基于人血清白蛋白的光敏剂的纳米药物制剂的制备及应用：

将人血清白蛋白溶解于水中，形成5毫克/毫升的人血清白蛋白的水溶液。

将光敏剂间-四苯基二氢卟吩溶解于四氢呋喃中，形成1毫克/毫升的光敏剂溶液。

搅拌过程中，将12毫升的光敏剂溶液（1毫克/毫升）滴加于50毫升的人血清 白蛋白溶液（5毫克/毫升），得到混合溶液。

离心（14800转/分钟）混合溶液，除去沉淀物，收集上清液。

透析得到的上清液，得到人血清白蛋白的光敏剂纳米药物溶液，0.22微米滤膜 过滤灭菌。浓缩得到人血清白蛋白-光敏剂的纳米药物溶液。

将基于人血清白蛋白的光敏剂纳米药物溶液加入提前24小时铺种Hela细胞的 96孔板中，24小时后，使用波长660纳米，功率50毫瓦/平方厘米激光光照10分钟， 光剂量30焦耳/平方厘米。再过24小时进行MTT法细胞活力检测。进行无激光光照 的对照试验组。实验重复三次。实验结果见图2。结果发现这种基于人血清白蛋白- 光敏剂的纳米药物制剂对于Hela细胞有很好的增殖抑制效果。

实施例3

一种基于人血清白蛋白的光敏剂的纳米药物制剂的制备：

将人血清白蛋白溶解于水中，形成5毫克/毫升的人血清白蛋白的水溶液。

将光敏剂间-四苯基二氢卟吩溶解于乙醇中，形成0.2毫克/毫升的光敏剂溶液。

搅拌过程中，将15毫升的光敏剂溶液（0.2毫克/毫升）滴加于50毫升的人血清 白蛋白溶液（5毫克/毫升），得到混合溶液。

离心（14800转/分钟）混合溶液，除去沉淀物，收集上清液。

透析得到的上清液，得到人血清白蛋白的光敏剂纳米药物溶液，0.22微米滤膜 过滤灭菌。浓缩得到人血清白蛋白-光敏剂的纳米药物溶液。

将基于人血清白蛋白的光敏剂纳米药物溶液通过尾静脉注射入预先移植有KB 肿瘤的Bal b/c小鼠体内，实验小鼠分为两组，24小时后，其中一组使用波长660纳 米，功率50毫瓦/平方厘米激光光照10分钟，光剂量30焦耳/平方厘米。另外一组 未作处理。按照预定日期测量小鼠移植肿瘤的体积。实验结果见图3。结果发现这种 基于人血清白蛋白的光敏剂纳米药物制剂对于KB移植瘤有很好的增殖抑制效果。

进一步延长试验时间，按照肿瘤体积大于700mm³处死小鼠进行统计小鼠的存活 数量。实验结果见图4。结果发现这种基于人血清白蛋白的光敏剂纳米药物制剂能够 有效延长KB移植瘤小鼠的存活时间。

实施例4

一种基于人血清白蛋白的光敏剂的纳米药物制剂的制备：

将人血清白蛋白溶解于水中，形成20毫克/毫升的人血清白蛋白的水溶液。

将光敏剂间-四苯基二氢卟吩溶解于四氢呋喃中，形成1毫克/毫升的光敏剂溶液。

搅拌过程中，将10毫升的光敏剂溶液（1毫克/毫升）滴加于50毫升的人血清 白蛋白溶液（20毫克/毫升），得到混合溶液。

离心（14000转/分钟）混合溶液，除去沉淀物，收集上清液。

透析得到的上清液，得到人血清白蛋白的光敏剂纳米药物溶液，0.22微米滤膜 过滤灭菌。浓缩得到人血清白蛋白-光敏剂纳米药物溶液。

实施例5

一种基于人血清白蛋白的光敏剂的纳米药物制剂的制备：

将人血清白蛋白溶解于水中，形成30毫克/毫升的人血清白蛋白的水溶液。

将光敏剂间-四苯基二氢卟吩溶解于四氢呋喃中，形成1毫克/毫升的光敏剂溶液。

搅拌过程中，将10毫升的光敏剂溶液（1毫克/毫升）滴加于50毫升的人血清 白蛋白溶液（30毫克/毫升），得到混合溶液。

离心（13800转/分钟）混合溶液，除去沉淀物，收集上清液。

透析得到的上清液，得到人血清白蛋白的光敏剂纳米药物溶液，0.22微米滤膜 过滤灭菌。浓缩得到人血清白蛋白-光敏剂纳米药物溶液。

实施例6

一种基于人血清白蛋白的光敏剂的纳米药物制剂的制备：

将人血清白蛋白溶解于水中，形成10毫克/毫升的人血清白蛋白的水溶液。

将光敏剂间-四苯基二氢卟吩溶解于四氢呋喃中，形成1毫克/毫升的光敏剂溶液。

搅拌过程中，将5毫升的光敏剂溶液（1毫克/毫升）滴加于50毫升的人血清白 蛋白溶液（10毫克/毫升），得到混合溶液。

离心（14800转/分钟）混合溶液，除去沉淀物，收集上清液。

透析得到的上清液，得到人血清白蛋白的光敏剂纳米药物溶液，0.22微米滤膜 过滤灭菌。浓缩得到人血清白蛋白-光敏剂纳米药物溶液。

实施例7

一种基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物制剂的制备方法，包括以下步 骤；

（1）将白蛋白溶解于生理盐水中，形成白蛋白溶液；将疏水性二氢卟吩光敏剂 溶解于甲醇和乙醇（体积比1：1）中，形成二氢卟吩光敏剂溶液；

（2）搅拌中，将二氢卟吩光敏剂溶液滴加于白蛋白溶液中，得到混合溶液；离 心得到的混合溶液，除去沉淀物，收集上清液；

（3）透析得到的上清液，得到基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物溶液， 灭菌，之后浓缩或冻干，得到基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物制剂。

所述白蛋白为牛血清白蛋白；所述白蛋白的浓度为0.1毫克/毫升。所述二氢卟 吩光敏剂溶液的质量浓度为0.01%。搅拌速度为60转/分钟。所述混合溶液中，有机 溶剂所占的体积分数为0.1%。离心转速一般为5000转/分钟。所述透析使用的透析 袋截留分子量为500。所述灭菌为伽马射线灭菌。

实施例8

一种基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物制剂的制备方法，包括以下步 骤；

（1）将白蛋白溶解于磷酸缓冲液中，形成白蛋白溶液；将疏水性二氢卟吩光敏 剂溶解于二甲亚砜和四氢呋喃（体积比1:2）中，形成二氢卟吩光敏剂溶液；

（2）搅拌中，将二氢卟吩光敏剂溶液滴加于白蛋白溶液中，得到混合溶液；离 心得到的混合溶液，除去沉淀物，收集上清液；

（3）透析得到的上清液，得到基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物溶液， 灭菌，之后浓缩或冻干，得到基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物制剂。

所述白蛋白为人重组血清白蛋白；所述白蛋白的浓度为60毫克/毫升。所述二氢 卟吩光敏剂溶液的质量浓度为30%。搅拌速度为1200转/分钟。所述混合溶液中，有 机溶剂所占的体积分数为30%。离心转速为40000转/分钟。所述透析使用的透析袋 截留分子量为20000。

实施例9

一种基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物制剂的制备方法，包括以下步 骤；

（1）将白蛋白溶解于柠檬酸缓冲液中，形成白蛋白溶液；将疏水性二氢卟吩光 敏剂溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，形成二氢卟吩光敏剂溶液；

（2）搅拌中，将二氢卟吩光敏剂溶液滴加于白蛋白溶液中，得到混合溶液；离 心得到的混合溶液，除去沉淀物，收集上清液；

（3）透析得到的上清液，得到基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物溶液， 灭菌，之后浓缩或冻干，得到基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物制剂。

所述白蛋白的浓度为30毫克/毫升。所述二氢卟吩光敏剂溶液的质量浓度为 0.05%。搅拌速度为500转/分钟。所述混合溶液中，有机溶剂所占的体积分数为5%。 离心转速为9000转/分钟。所述透析使用的透析袋截留分子量为1000。

实施例10

一种基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物制剂的制备方法，包括以下步 骤；

（1）将白蛋白溶解于柠檬酸中，形成白蛋白溶液；将疏水性二氢卟吩光敏剂溶 解于N,N-二甲基甲酰胺中，形成二氢卟吩光敏剂溶液；

（2）搅拌中，将二氢卟吩光敏剂溶液滴加于白蛋白溶液中，得到混合溶液；离 心得到的混合溶液，除去沉淀物，收集上清液；

（3）透析得到的上清液，得到基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物溶液， 灭菌，之后浓缩或冻干，得到基于白蛋白的疏水二氢卟吩光敏剂纳米药物制剂。

所述白蛋白的浓度为30毫克/毫升。所述二氢卟吩光敏剂溶液的质量浓度为 15%。搅拌速度为850转/分钟。所述混合溶液中，有机溶剂所占的体积分数为20%。 离心转速为16000转/分钟。所述透析使用的透析袋截留分子量为13000。

实施例11

同实施例1，区别在于使用牛血清白蛋白。

实施例12

同实施例1，区别在于使用人重组血清白蛋白。

实施例13

同实施例1，区别在于使用羊血清白蛋白。

实施例14

同实施例1，区别在于使用兔血清白蛋白。

实施例15

同实施例1，区别在于使用疏水性二氢卟吩光敏剂溶液的溶剂为二甲亚砜。

实施例16

同实施例1，区别在于使用疏水性二氢卟吩光敏剂溶液的溶剂为甲醇。

实施例17

同实施例1，区别在于使用疏水性二氢卟吩光敏剂溶液的溶剂为乙醇。

实施例18

同实施例1，区别在于使用疏水性二氢卟吩光敏剂溶液的溶剂为二甲亚砜与甲醇 的混合液（体积比1：1）。

实施例19

同实施例1，区别在于使用疏水性二氢卟吩光敏剂溶液的溶剂为四氢呋喃与甲醇 的混合液（体积比1：1）。

实施例20

同实施例1，区别在于使用10000转/分钟的离心速度以除去沉淀物。

实施例21

同实施例1，区别在于使用8000转/分钟的离心速度以除去沉淀物。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，并非对本发明的 实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以 做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于 本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之 列。