氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于药用高分子材料领域,具体涉及一种氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚 乳酸及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 恶性肿瘤是危害人类健康的头号杀手。靶向药物在治疗肿瘤患者延长生存期、改 善生活质量中备受关注。大多数恶性肿瘤细胞具有高代谢特征,有氧和无氧代谢并存,肿瘤 细胞过表达葡萄糖转运蛋白以摄取足够的葡萄糖,所以葡萄糖可以作为识别肿瘤细胞的靶 向分子。
[0003] 目前,D-氨基葡萄糖等被标上放射性核素18F,作为肿瘤诊断和分析的利器已有大 量报道,但修饰生物降解材料(比如PLA-PEG)形成聚合物作为药物载体未见报道。
[0004] 聚乳酸是由乳酸脱水聚合成的丙交酯,再由丙交酯开环聚合而成,其化学结构式 可简单表不为: _[-O-CH(CH3) _C0_]η-。
[0005] 聚乳酸是一种具有优良的生物相容性和生物可降解性的聚合物,经美国FDA批准 可用作医用手术缝合线和注射用微胶囊、微球及埋植剂等制剂的材料。聚乳酸和聚乙二醇 结合而成的嵌段共聚物(PLA-b-PEG),由于PEG的引入,破坏了原有晶体的结构规整性,使 其结晶性能下降,分子链的柔性也随着PEG柔性链的引入而提高,有效的调节了材料的物 理机械性能和表面性能,使其成为性能更加优良的医用生物高分子材料。PLA-b-PEG作为一 些半衰期短,稳定性差,易降解且毒副作用大的药物控制释放制剂的可溶蚀基材,有效拓宽 了给药次数和给药量,提高了药物的生物利用度,最大程度减少了药物对全身特别是肝、肾 的毒副作用。然而,PLA-b-PEG作为药物载体在运输药物治疗过程中,由于缺乏特定的靶向 性,而带来较低的疗效和较高的毒副作用。
【发明内容】
[0006] 为解决现有技术的缺点和不足之处,本发明的首要目的在于提供一种氨基葡萄糖 修饰的聚乙二醇-聚乳酸。
[0007] 本发明的另一目的在于提供上述氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的制备方 法。
[0008] 本发明的再一目的在于提供上述氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的用途。
[0009] 为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:
[0010] 一种氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸,其化学结构式如下:
[0011]
[0012] 化学结构式中的X和y为大于零的整数。
[0013] 所述化学结构式中X优选为10~1000, y优选为10~1000。
[0014] 上述氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的制备方法,包括以下步骤:
[0015] (1)在氮气的保护下,将10~50g M-COOH-PEG(羧基修饰的聚乙二醇)加入80~ 400g乳酸(LA)溶液中,室温搅拌反应4~10小时,抽真空氮气置换,在真空状态下加热 熔融并搅拌使各原料混合均匀,氮气保护恢复常压,加入1~IOg催化剂辛酸亚锡后真空 状态下反应20~30小时;将产物用二氯甲烷溶解,乙醚沉淀纯化,减压真空干燥,得到 M-C00H-PEG-PLA 聚合物;
[0016] (2)将5~20g氨基葡萄糖(AG)室温溶解在10~40mL二甲基甲酰胺(DMF)中形 成AG溶液;取10~40g步骤(1)制得的M-C00H-PEG-PLA聚合物室温溶解在20~80mL溶 剂中,先后加入5~20g二环己基碳二亚胺(DCC)和2~IOgN-羟基琥珀酰亚胺(NHS)搅 拌8~12小时,得NHS-PEG-PLA ;而后将AG溶液滴加入NHS-PEG-PLA溶液中,滴加时间维 持1~4小时,调节pH值为7. 4~7. 6,搅拌40~60小时得产物;过滤,滤液纯化后减压 冷冻干燥,即得最终产物氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸(AG-PEG-PLA)。
[0017] 步骤(1)所述加热熔融并搅拌使各原料混合均匀的真空条件是-0. 05~-0.1 MPa。
[0018] 步骤(2)所述过滤是用滤纸过滤。
[0019] 步骤(2)所述滤液纯化是使用1500~3000分子量透析袋纯化,纯化时间为24~ 48小时。
[0020] 步骤(2)所述的溶剂为三氯甲烷、二氯甲烷或二甲基甲酰胺。
[0021] 根据上面的合成方法,用于M-C00H-PEG-PLA的溶剂并无限制,只要具有适当的溶 解度即可,适合的溶剂实例包括三氯甲烷、二氯甲烷、二甲基甲酰胺等。
[0022] M-COOH-PEG中PEG的分子量并无特殊限制,可以是低分子量的,如分子量为400, 600 ;也可以是高分子量的,如5000,10000等。
[0023] 上述氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸作为靶向给药系统的载体的应用。
[0024] 所述应用为将氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸制备成微球、纳米粒或者凝胶 作为靶向给药系统的载体。
[0025] 与现有技术相比,本发明具有以下优点及有益效果:
[0026] 本发明将AG接枝在PEG-PLA上,得到一种新型的靶向聚合物,其作为药物载体使 用,能达到提高治疗肿瘤疗效的目的。其中PEG-PLA已经被美国FDA认可,并广泛用于生物 医药领域,因此AG-PEG-PLA安全性高,能较好的运用于临床。
【附图说明】
[0027] 图 1 为 PEG-PLA 的 HNMR 图。
[0028] 图 2 为 AG-PEG-PLA 的 HNMR 图。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限 于此。
[0030] 实施例1
[0031] 一种氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的制备方法,包括以下步骤:
[0032] (1)在氮气的保护下,将IOg M-COOH-PEG4tltl (羧基修饰的聚乙二醇,北京键凯科技 有限公司)加入到80g乳酸(LA)溶液中,室温搅拌反应6hrs,抽真空氮气置换3次,在真空 状态下(-0.1 MPa)加热熔融并搅拌使各原料混合均匀,氮气保护恢复常压,加入催化剂辛 酸亚锡(2g)后真空状态下反应25hrs ;将产物用二氯甲烷溶解,乙醚沉淀纯化,减压真空干 燥,得到 m-cooh-peg_-pla72Q聚合物;
[0033] (2)将5g氨基葡萄糖(AG)室温溶解在IOmL DMF中形成AG溶液;取IOg步骤⑴制 得的M-Cooh-PEG4qq-PLA72q聚合物室温溶解在20mL二甲基甲酰胺(DMF)中,先后加入5g二 环己基碳二亚胺(DCC)、2g N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)搅拌整夜(IOhrs)得NHS-PEG4qq-PLA72q 溶液,而后将AG溶液滴加入到NHS-PEG4qq-PLA72q溶液中(维持70min),调节pH 7. 5,搅拌 48hrs得产物;滤纸过滤,滤液使用3000分子量透析袋纯化(48hrs),减压冷冻干燥,即得最 终产物氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸(AG-PEG 4cici-PLA72ci)。
[0034] 分别取2mg PEG4qq-PLA72q和AG-PEG 4Q(I-PLA72Q溶解在重水中,而后使用仪器: (Avance?600, Bruker, Germany)做核磁共振氢谱,PEG4qq-PLA72c!的核磁共振氢谱(HNMR)见 图1,氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的核磁共振氢谱(HNMR)见图2。
[0035] 图 2 中:δ = PLA :1. 5ppm (1H, m) ;5. 2ppm(lH, m) ; PEG : 3 . 6ppm ; AG: 5. 43ppm(lH, m) ; 3. 90-3. 84ppm (1H, m) ;3. 90-3. 84 (1H, m) ; 3. 78-3. 73 (1H, m); 3. 49-3. 44 (1H, m) ;2. 66-2. 22 (2H, m)。
[0036] 从图I和图2中可看到,在PEG-PLA中,显著没有AG: 3. 90-3. 84ppm(lH, m); 3. 90-3. 84 (1H, m)
[0037] 本实施例制得的AG-PEG4cici-PLA72ci的结构式如下:
[0038]
[0039] 实施例2
[0040] 一种氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的制备方法,包括以下步骤:
[0041] (1)在氮气的保护下,将50g m-cooh-peg2_(羧基修饰的聚乙二醇,北京键凯科技 有限公司)加入到400g乳酸(LA)溶液中,室温搅拌反应6hrs,抽真空氮气置换3次,在真 空状态下(_〇. IMPa)加热熔融并搅拌使各原料混合均匀,氮气保护恢复常压,加入催化剂 辛酸亚锡(IOg)后真空状态下反应30hrs;将产物用二氯甲烷溶解,乙醚沉淀纯化,减压真 空干燥,得到 m-cooh-peg_-pla66(i(^合物;
[0042] (2)将20g氨基葡萄糖(AG)室温溶解在40mL DMF中形成AG溶液;取40g步骤 (1)制得的M-Cooh-PEG2qqq-PLA66qq聚合物室温溶解在80mL二甲基甲酰胺(DMF)中,先后 加入20g二环己基碳二亚胺(DCC)UOg N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)搅拌整夜(12hrs)得 NHS-PEG2cicici-PLA66cici溶液,而后将 AG 溶液滴加入到 NHS-PEG 2(I(I(I-PLA66(I(I溶液中(维持 4hrs), 调节pH 7. 5,搅拌60hrs得产物;滤纸过滤,滤液使用3000分子量透析袋纯化(48hrs),减 压冷冻干燥,即得最终产物氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸(AG-PEG 2cicici-PLA66J。
[0043] 取2mg AG-PEG2qqq-PLA66qc^解在重水中,而后使用仪器: (Avance?600, Bruker, Germany)做核磁共振氢谱。
[0044] AG-PEG50-PLA9^ 磁共振氢谱为:δ = PLA: I. 5ppm(lH, m) ;5· 2ppm(lH, m); PEG: 3. 6ppm ;AG:5. 43ppm(lH, m) ;3. 90-3. 84ppm(lH, m) ; 3. 90-3. 84 (1H, m); 3. 78-3. 73 (1H, m) ;3. 49-3. 44 (1H, m) ;2. 66-2. 22 (2H, m)。
[0045] 本实施例制得的AG-PEG_-PLA_的结构式如下:
[0046]
[0047] 上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化, 均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸,其特征在于,其化学结构式如下:化学结构式中的X和y为大于零的整数。2. 根据权利要求1所述的氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸,其特征在于,所述化学 结构式中X为10~1〇〇〇, y为10~1〇〇〇。3. 权利要求1或2所述的氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的制备方法,其特征在 于,包括以下步骤: (1) 在氮气的保护下,将10~50g羧基修饰的聚乙二醇加入80~400g乳酸溶液中,室 温搅拌反应4~10小时,抽真空氮气置换,在真空状态下加热熔融并搅拌使各原料混合均 匀,氮气保护恢复常压,加入1~IOg催化剂辛酸亚锡后真空状态下反应20~30小时;将 产物用二氯甲烷溶解,乙醚沉淀纯化,减压真空干燥,得到M-COOH-PEG-PLA聚合物; (2) 将5~20g氨基葡萄糖室温溶解在10~40mL二甲基甲酰胺中形成AG溶液; 取10~40g步骤(1)制得的M-COOH-PEG-PLA聚合物室温溶解在20~80mL溶剂中,先 后加入5~20g二环己基碳二亚胺和2~IOg N-羟基琥?自酰亚胺搅拌8~12小时,得 NHS-PEG-PLA ;而后将AG溶液滴加入NHS-PEG-PLA溶液中,滴加时间维持1~4小时,调节 pH值为7. 4~7. 6,搅拌40~60小时得产物;过滤,滤液纯化后减压冷冻干燥,即得最终产 物氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸。4. 根据权利要求3所述的氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的制备方法,其特征在 于,步骤(1)所述加热熔融并搅拌使各原料混合均匀的真空条件是-〇. 05~-0.1 MPa。5. 根据权利要求3所述的氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的制备方法,其特征在 于,步骤(2)所述过滤是用滤纸过滤。6. 根据权利要求3所述的氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的制备方法,其特征在 于,步骤(2)所述滤液纯化是使用1500~3000分子量透析袋纯化,纯化时间为24~48小 时。7. 根据权利要求3所述的氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸的制备方法,其特征在 于,步骤(2)所述的溶剂为三氯甲烷、二氯甲烷或二甲基甲酰胺。8. 权利要求1或2所述的氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸作为靶向给药系统的载 体的应用。9. 根据权利要求8所述应用,其特征在于,将氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸制备 成微球、纳米粒或者凝胶作为靶向给药系统的载体。
【专利摘要】本发明公开了一种氨基葡萄糖修饰的聚乙二醇-聚乳酸及其制备方法和应用。其化学结构如下:结构中的x和y为大于零的整数。本发明将AG接枝在PEG-PLA上,得到一种新型的靶向聚合物,能提高治疗肿瘤疗效的目的,能作为药物载体使用。其中PEG-PLA已经被美国FDA认可,并广泛用于生物医药领域,因此AG-PEG-PLA安全性高,能较好的运用于临床。
【IPC分类】C08G63/664, C08G63/91, A61K9/06, A61K47/34, A61P35/00, A61K9/16, A61K9/14
【公开号】CN104892917
【申请号】CN201510114628
【发明人】周毅, 王赫, 杜玲然, 彭维
【申请人】广州医科大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月16日