一种两亲性嵌段聚合物胶束纳米载药系统及制备方法

摘要

本发明涉及一种利用疏水性分子增加聚合物胶束对抗肿瘤药物的载药量和包封率的方法，所述的聚合物胶束由两亲性聚合物如聚乙二醇-磷脂酰乙醇胺(PEG-DSPE)通过膜水化法制备而成，胶束可用于包载难溶性或低水溶性的抗肿瘤药物，用于肿瘤的化学治疗。在利用膜水化法制备聚合物胶束的过程中添加一定比例的具有较长脂肪链(10-20个碳原子)的疏水性分子如磷脂分子得到的聚合物胶束，与未添加疏水性分子制得的聚合物胶束相比，前者对抗肿瘤药物原料药的包封率及载药量明显增加。聚合物胶束对原料药包封率的增加也就提高了对原料药的利用率，聚合物胶束的载药量增加则使其在用于肿瘤治疗时药物传输的效率提高，也就为进一步增加抗肿瘤药物的疗效建立了基础。

说明书

技术领域：

本发明属于生物医药领域，特别涉及一种两亲性嵌段聚合物胶束纳米载药系统及制备方法，具体地讲，在利用膜水化法制备聚合物胶束的过程中添加磷脂如磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱等，进而增加胶束药物包封率和载药量的方法，以达到提高原料药的利用率和药物载体的传输效率的目标。

背景技术：

聚合物胶束是一种利用两亲性聚合物在水中自组装而成的纳米粒子，其粒径范围通常在10-100nm之间，聚合物的亲水端组成胶束的外壳，聚合物的疏水端组成胶束的内核，构成一个疏水微环境，从而为疏水性药物提供了一个容纳空间，对其具有显著的增溶作用。聚合物胶束具有很高的稳定性，其临界胶束浓度(CMC)常可达mg/L数量级以下，即使浓度很低时解缔合速率也很低。此外，聚合物胶束粒径小而均匀，具有优良的组织透过性，尤其在具有渗漏性血管的组织如肿瘤或炎症区域聚集增加，即所谓增强的穿透和保留效应，这使胶束具有天然的被动靶向作用。聚合物胶束表面的亲水性长链使其在体内循环时可在一定程度上逃避人体网状内皮系统的吞噬，具有较长的循环时间，有利于胶束在肿瘤或炎症区域的聚集。此外，胶束表面的亲水性分子还可用靶向性配体如抗体或小分子配体(如叶酸、生物素等)修饰，从而对具有相应细胞表面抗原或受体的细胞具有主动靶向性，有利于在靶细胞或组织聚集较高浓度的药物。总之，由于聚合物胶束具有高稳定性、对疏水性药物的增溶作用、靶向性和体内长循环性等特点，使得近年来越来越多的研究人员将其作为药物载体，研究其在疾病尤其是肿瘤的化学治疗和基因治疗等领域的应用。

用来制备胶束的两亲性聚合物的亲水段分子常常是聚乙二醇，因为聚乙二醇具有良好的生物相容性和体内安全性；而疏水段分子常见类型则较多，如脂肪链为10到20碳原子的磷脂酰乙醇胺和磷脂酰胆碱等合成磷脂，又如聚酯类(聚乳酸、聚己内酯)，还有低聚的疏水性氨基酸如聚组氨酸和苯丙氨酸等。由于聚合物胶束是通过疏水微环境来容纳疏水性小分子药物的，因此在聚合物胶束用作药物载体的研究中，常发现在制备载药胶束的过程中，药物包封率偏低以及载药量偏小，这在较大程度上影响了原料药物的利用率及聚合物胶束在体内传输药物的效率。

发明内容

本发明目的是提供一种两亲性嵌段聚合物胶束纳米载药系统及制备方法。在利用膜水化法制备聚合物胶束的过程中，通过添加具有10-20个碳原子脂肪链的疏水性分子如磷脂酰乙醇胺，增加聚合物胶束对原料药的包封率或者载药量，进而提高原料药物的利用率或药物载体的传输效率。

本发明提供的一种两亲性聚合物胶束纳米载药系统，它包括两亲性聚合物作为载体材料、添加疏水性分子并包埋疏水性或水溶性低的抗肿瘤药物制成，平均粒径为在10nm-100nm范围内。

两亲性嵌段聚合物为聚乙二醇-磷脂酰乙醇胺、聚乙二醇-聚赖氨酸或聚乙二醇-聚苯丙氨酸等。

疏水性分子为含10-20个碳原子脂肪链的生物相容性和生物安全性良好的磷脂，包括磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱等，但不局限于所列含脂肪链的疏水性分子。

两亲性嵌段聚合物、疏水性分子与药物的质量比为10∶0.5-2∶1-3，两亲性聚合物的分子量为2,000道尔顿到15,000道尔顿。

所述的药物为米托蒽醌，还可以是其它的疏水性或低水溶性的抗肿瘤药物。

本发明提供的一种两亲性聚合物胶束纳米载药系统的制备方法包括如下步骤：

1)室温下在有机溶剂中将两亲性聚合物溶液、抗肿瘤药物和疏水性分子混合均匀，在25-45℃范围水浴中旋蒸挥干除去有机溶剂，形成聚合物药膜；所述的有机溶剂为氯仿、甲醇或乙腈；

2)聚合物药膜真空干燥6-8小时；

3)30-55℃下，聚合物药膜在为其重量1-10倍的水中搅拌(800-1500rpm)5-60min，形成聚合物胶束；

4)将制成的聚合物胶束转移至透析袋透析6-8小时，分离未被包载的游离药物。透析袋的截留分子量为1,000-20,000道尔顿，透析液为水。

两亲性聚合物为聚乙二醇-磷脂酰乙醇胺，该溶液的浓度1-10mg/ml；原料药物(疏水性或水溶性低药物)的浓度0.1-5mg/ml；

两亲性嵌段聚合物、疏水性分子与原料药物的体积比：1-2∶1-5∶1-10，v/v/v。

本发明提供了一种两亲性聚合物胶束纳米载药系统及制备方法。在利用膜水化法制备聚合物胶束的过程中，通过添加具有10-20个碳原子脂肪链的疏水性分子如磷脂酰乙醇胺，增加聚合物胶束对原料药的包封率或者载药量，进而提高原料药物的利用率或药物载体的传输效率。与不添加疏水性分子(如磷脂)制备的胶束相比，本发明所述方法可将聚合物胶束载药量或包封率提高10-100％。

附图说明

图1HPLC法建立的米托蒽醌标准曲线。

图2mPEG2000-DSPE的分子式。

图3动态光散射法检测的胶束粒径分布图。

图4动态光散射法检测的胶束粒径分布图。

具体实施方式

实施例1

取5mg/ml的聚乙二醇-磷脂酰乙醇胺(mPEG2000-DSPE，购自美国Avantipolar lipid公司)的氯仿溶液1ml及0.5mg/ml的米托蒽醌(购自北京新泽科技有限公司)氯仿溶液0.1ml加入到圆底烧瓶中，再加入0.1mg/ml的磷脂酰乙醇胺(DSPE，购自美国Avanti polar lipid公司)的氯仿混悬液0.5ml，混匀后在30℃水浴中旋蒸挥干有机溶剂，形成聚合物药膜；同批次平行制备不添加磷脂酰乙醇胺溶液的药膜作为对照。然后将药膜真空干燥过夜(8小时)，再将含药膜的烧瓶置50℃水浴并加入5ml双蒸水磁力搅拌20min，载药胶束即形成。最后将制成的聚合物胶束用截留分子量为1.4万道尔顿的透析袋透析过夜(透析液为双蒸水)以分离未被包载的游离药物。动态光散射法分析对照组和试验组的粒径分布(结果见图3，A是对照组，B是试验组)，平均粒径分别约为10nm-11nm。

用高效液相色谱法建立米托蒽醌含量分析的标准曲线(见图1)，并检测透析后聚合物胶束包载的米托蒽醌药物浓度。计算聚合物胶束的包封率和载药量。试验重复3次，结果见表1，说明通过添加磷脂酰乙醇胺，使得包封率增加了23.6％，载药量增加了23.2％。

包封率＝胶束包载的药物含量/投药量×100％

载药量＝胶束包载的药物含量/(聚合物材料的质量+药物含量)×100％。

表1  聚合物胶束的包封率和载药量

实施例2

取5mg/ml的聚乙二醇-磷脂酰乙醇胺(mPEG2000-DSPE，购自美国Avantipolar lipid公司)的甲醇溶液1ml及0.5mg/ml的米托蒽醌(购自北京新泽科技有限公司)甲醇溶液0.1ml加入到圆底烧瓶中，再加入0.1mg/ml的磷脂酰乙醇胺(DSPE，购自美国Avanti polar lipid公司)的甲醇混悬液0.5ml，混匀后在35℃水浴中旋蒸挥干有机溶剂，形成聚合物药膜；然后将药膜真空干燥过夜，再将含药膜的烧瓶置40℃水浴并加入5ml双蒸水磁力搅拌20min，载药胶束即形成。最后将制成的聚合物胶束用截留分子量为14,000道尔顿的透析袋透析过夜(透析液为双蒸水)以分离未被包载的游离药物。动态光散射法分析胶束的粒径分布，结果见图4，其平均粒径约11nm。