CN102614110B

CN102614110B - 稳定的聚乙二醇化药物型胶束组合物及其制备方法

Info

Publication number: CN102614110B
Application number: CN 201210128392
Authority: CN
Inventors: 张强; 卢敬凯; 代文兵; 王坚成
Original assignee: Peking University
Current assignee: Peking University
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2032-04-27
Also published as: CN102614110A

Abstract

本发明涉及一种稳定的聚乙二醇化药物型胶束组合物及其制备方法，本发明的胶束组合物由聚乙二醇化紫杉醇与紫杉醇组成，以亲水性聚乙二醇、紫杉醇和小分子连接剂为起始原料，先制备聚乙二醇化紫杉醇，然后以此为胶束载体材料，将游离紫杉醇包封在此胶束内核，形成胶束组合物，本发明制备的胶束组合物粒径在100nm左右，实验证明此胶束组合物对紫杉醇有很好的稳定化作用，并能显著增加紫杉醇的抗肿瘤疗效。

Description

稳定的聚乙二醇化药物型胶束组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种疏水性药物与其亲水性聚合物衍生物形成的胶束组合物及其制备方法，具体涉及以聚乙二醇化紫杉醇为胶束载体材料制备紫杉醇的胶束组合物，属于药物制剂领域。

背景技术：

紫杉醇是从紫杉属植物太平洋紫杉树中分离得到的天然二萜类物质，其分子式为C47H51NO14，分子量为853.9。紫杉醇是目前广泛使用的一种天然抗癌药物，其作用机制主要是与游离的微管次体结合，并且不断促进微管聚合，进而干扰有丝分裂和细胞复制的进行；紫杉醇注射液

在1992年经美国药物食品管理局批准为抗癌新药，用于治疗卵巢癌、乳腺癌、皮肤癌、肺癌等多种癌症，具有非常明显的治疗作用。

紫杉醇，脂溶性强，易溶于氯仿、乙醇等有机溶剂；难溶于水，其溶解度小于0.004g/L，为了改善紫杉醇在水溶液中的溶解度，

应用了Cremophor EL(聚乙氧基蓖麻油和环氧乙烷的缩合产物)与无水乙醇1∶1的混合液来增溶紫杉醇。Cremophor EL已被证实是有较大毒副作用，在给狗静脉给药后会产生血管舒张、呼吸困难、昏睡、低血压和死亡，而且该溶媒具有血管高致敏性，临床使用前，需要通过抗组胺药进行预处理，使得紫杉醇注射剂在临床上的应用受到很多限制。

目前增加紫杉醇水溶性的方法主要有二类，一类是利用紫杉醇母核C2’位、C7位的羟基引入水溶性基团，获得水溶性紫杉醇衍生物；另一类是通过制备紫杉醇的微粒制剂，如乳剂、脂质体和胶束等。中国专利(公开号CN1895676)以聚乙二醇为载体，羟基乙酸或乳酸作为连接臂的紫杉烷类水溶性前药，与紫杉醇相比，水溶性和抑瘤率明显增强。中国专利00109748.2利用氨基酸或寡肽把水溶性的聚乙二醇与紫杉醇化合键合起来构成紫杉醇水溶性衍生物。这些亲水性衍生物虽然都能在一定程度上增大紫杉醇的水溶性，但这些亲水性聚合物修饰方法有一个共同的不足之处，PEG载体对药物分子的载药量非常有限，一般每一条PEG链只能连接一个紫杉醇分子。近年来，以两亲性共嵌段聚合物为载体材料制备难溶性药物的胶束递药系统已被广泛的应用。韩国Samyang公司研制的胶束化紫杉醇Genexol-PM已在韩国上市，该产品以二嵌段聚合物聚乙二醇-聚乳酸为胶束载体材料。有人采用二嵌段聚合物聚乙二醇-聚乳酸制备了紫杉醇胶束载体系统，紫杉醇同位素分布试验显示，此胶束进入体内后，胶束迅速解体，释放药物。(Zhang X.，et al.，Anti-tumor efficacy and biodistribution of intravenouspolymeric micellar paclitaxel.Anticancer Drugs，1997，8(7)：696-701；Kim S.C.，et al.，In vivo evaluation of polymeric micellar paclitaxel formulation：toxicity and efficacy.J Control Release，2001，72(1-3)：191-202)。另外，中国专利(公开号102198083)公开了一种以二嵌段聚合物甲氧基聚乙二醇-聚己内酯为载体材料的紫杉烷类药物胶束，载药量可达到5-16％，与市售制剂相比，消除较快，可以减小紫杉醇对血管的毒性。以二嵌段聚合物为载体制备的紫杉醇胶束能够显著降低

的毒性，但此类微粒给药普遍存在体外物理稳定性问题和体内易降解性问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种稳定的疏水性药物与其聚乙二醇衍生物形成的胶束组合物及其制备方法，克服现有技术中诸如表面活性剂毒性、载药量低以及物理稳定性问题。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

本发明提供一种聚乙二醇化紫杉醇型胶束组合物，该胶束组合物以聚乙二醇化紫杉醇为胶束载体材料，并将游离的紫杉醇包封在具有核壳结构胶束的内核中；

其中所述聚乙二醇化紫杉醇为聚乙二醇通过小分子连接臂与紫杉醇C2’位或C7位的羟基共价结合形成的一端为疏水性结构、另一端为亲水性结构和中间为小分子连接臂的两亲性衍生物，其结构示意图可简单表示为：

PEG-Linker-PTX

其中，PEG为聚乙二醇；Linker为小分子连接臂，其分子量为20～500道尔顿；PTX为紫杉醇。

其中小分子化合物用作连接臂，其二端分别通过共价键与亲水性聚乙二醇和紫杉醇结合。小分子连接臂的分子量为20～500道尔顿。小分子连接臂选自：脂肪族二元酸、羟基乳酸、乳酸、寡肽和二元醇。小分子连接臂优选为丁二酸。

本发明提供的聚乙二醇化紫杉醇型胶束组合物，紫杉醇占胶束组合物总重的0.5～30％，聚乙二醇化紫杉醇占胶束组合物总重的70～99.5％。

本发明提供的聚乙二醇化紫杉醇型胶束组合物的粒径大小为30～300nm。

本发明中所用的聚乙二醇为两端带羟基的聚乙二醇或单端为羟基的聚乙二醇。

本发明提供一种聚乙二醇化紫杉醇型胶束组合物，其中所述聚乙二醇的重均分子量优选为800～20000道尔顿。

本发明中聚乙二醇化紫杉醇型胶束组合物的制备方法是以亲水性材料聚乙二醇、紫杉醇和小分子化合物为起始原料，先制备疏水性药物聚乙二醇化紫杉醇，然后以聚乙二醇化紫杉醇为胶束载体材料，通过溶剂蒸发薄膜法制备成胶束内核包封有游离疏水性药物的胶束组合物。

本发明的聚乙二醇化紫杉醇型胶束组合物可以以水分散液形式存在，也可根据产品需要，制备成适合保存和使用的药物制剂形式，如液体制剂形式或对水分散液进行冷冻干燥的冻干品制剂形式。

本发明的聚乙二醇化紫杉醇型胶束组合物具有以下优点：

1、本发明选用聚乙二醇修饰难溶性药物紫杉醇，然后以此两亲性衍生物在水溶液自组装形成胶束，同时包裹难溶性药物，无需使用聚氧乙烯蓖麻油等表面活性剂类增溶剂，消除了由传统的溶媒带来的诸如过敏性等隐患，大提高了药物的安全性。

2、本发明中制备的胶束组合物载药量高、粒径分布均一，体外稳定性好。

3、本发明的胶束组合物，通过动物体内试验表明，可明显提高紫杉醇的抗肿瘤疗效，具有良好的临床应用价值。

附图说明：

图1实施例1中合成的聚乙二醇化紫杉醇的MALDI-TOF质谱图

图2实施例4制备的聚乙二醇化紫杉醇型胶束的结构示意图

图3显示了激光粒度仪测定的聚乙二醇化紫杉醇型胶束组合物的粒径分布图和电镜图。A：粒径分布；B：透射电镜图

图4是本发明的胶束组合物与PEG-PLA胶束药物析晶图

图5PEG-PTX/PTX胶束和市售制剂Taxol的溶血结果

图6是本发明的胶束组合物与紫杉醇PEG-PLA胶束的抗肿瘤药效学比较研究。A：肿瘤大小图；B：肿瘤生长曲线；C：给药后裸鼠体重变化曲线；

具体实施方式

以下通过实施例进一步说明和解释本发明，但不作为本发明进行的限制。

实施例1、聚乙二醇化紫杉醇的合成

将MPEG₅₀₀₀(20g，4mmol)加到100mL甲苯中，回流分水，然后减压蒸去甲苯，加入CHCl₃(100mL)，丁二酸酐(2.00g，20mmol)和吡啶(1mL)，回流48h，减压蒸去CHCl₃，加入蒸馏水，抽滤除去产生的固体，将滤液以CHCl₃萃取(100mL×3)，合并CHCl₃层，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩至约30mL，加入大量乙醚使析出固体，抽滤，烘干，得产物为白色固体。

将MPEG-丁二酸(560mg，0.11mmol)以甲苯回流分水1h，然后减压蒸去甲苯，以CH₂Cl₂(5mL)溶解，于0℃下加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)(38mg，0.20mmol)，反应20min后，加入PTX(86mg，0.10mmol)，N，N-二异丙基乙胺(DIEA)(33μL，0.20mmol)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)(1.2mg，0.01mmol)，自然升至室温，反应24h。过柱分离后，以CH₂Cl₂溶解，饱和食盐水洗，过滤，浓缩至干。质谱检测，结果如图1，显示紫杉醇已连接到聚乙二醇上。

实施例2、聚乙二醇化紫杉醇的合成

合成方法同实施例1，其中以辛二酸代替丁二酸酐，得到以辛二酸为连接臂的紫杉醇聚乙二醇。

实施例3、聚乙二醇化紫杉醇的合成

合成方法同实施例1，其中以MPEG₂₀₀₀代替MPEG₅₀₀₀，得到不同分子量的紫杉醇聚乙二醇衍生物。

实施例4、聚乙二醇化紫杉醇型胶束组合物的制备及表征

采用溶剂蒸发薄膜水化法制备胶束。称取实施例1中合成的10mg PEG-PTX和1mg PTX置于25ml茄形瓶中，加入3ml乙腈溶解，然后在37℃水浴中减压旋转蒸干，待有机溶剂挥干后加入2mlPBS溶液涡旋水化，水化完全后在60℃水浴中超声至溶液澄清，即得聚乙二醇化紫杉醇型胶束组合物(PEG-PTX/PTX胶束)。制备的胶束的结构示意图如图2。利用动态光散射(Dynamic Light Scattering，DLS)测定其粒度及分布；利用透射式电子显微镜观察聚合物胶束的形态。其胶束性质见表1和图3。

实施例5、聚乙二醇化紫杉醇型胶束组合物的制备及表征

按照实施例4的制备方法分别称取20mg的PEG-PTX和1mg的PTX制备聚乙二醇化紫杉醇型胶束组合物。粒径分布结果见表1。

PEG-PTX∶PTX	粒径	PDI
			10∶1	110.2nm±5.3	0.201±0.016
20∶1	102.5nm±4.6	0.194±0.023

实施例6稳定性考察

取制备的PEG-PTX/PTX胶束和PEG-PLA/PTX胶束，在室温相同环境下观察制剂变化用照片记录，并在0h、2h、4h、8h分别取少量用显微镜观察，结果见图4。结果表明PEG-PLA/PTX组中在2h开始便有紫杉醇针晶出现，以紫杉醇的聚乙二醇衍生物为载体的胶束稳定性明显好于PEG-PLA/PTX胶束。

实施例7溶血性考察

取PEG-PTX/PTX胶束和市售制剂Taxol各2.5ml，置于试管中，作为样品管。另取新鲜蒸馏水5ml作为阳性对照管，以0.9％氯化钠溶液5ml作为阴性对照管。上述各管分别加入2％红细胞混悬液2.5ml，混匀。37℃水浴保温30min，取出，然后置离心机中离心5min(5000rpm)，吸取上清液移入比色皿中，以0.9％氯化钠溶液为空白，分别在570nm波长处测定各事关溶液的吸收度，并根据下公式计算各制剂样品的溶血度：

溶血度％＝(A样-A阴)/(A阳-A阴)×100％

结果见图5，结果表明，以聚乙二醇化紫杉醇为载体的胶束基本无溶血性，明显好于市售制剂。

实施例8抗肿瘤活性试验

雌性BALB/c裸鼠(18-22g，北京维通利华实验动物)，于右侧腋皮下接种4×10⁶个接种MCF-7细胞，分别与接种后第10天、12天、14天、16天和18天给予PEG-PTX/PTX胶束和PEG-PLA/PTX胶束，给药剂量均为mg/kg，每次给药后的第二天测量裸鼠的体重，并观察裸鼠的体征和行为活动，并使用游标卡尺测量各组肿瘤的长短径，计算肿瘤体积V(V＝[Length×(Width)2]/2)，绘制肿瘤体积-时间变化图。于肿瘤接种后的第18天处死动物，剥离肿瘤，称量瘤重，并对肿瘤进行照相记录。

结果见图6，显示相同剂量的PEG-PTX/PTX胶束的抗肿瘤活性明显高于PEG-PLA/PTX胶束，动物体重变化与PEG-PLA/PTX基本相似，无显著性差异。

实施例9，

胶束组合物中，紫杉醇占胶束组合物总重的0.5％，聚乙二醇化紫杉醇占胶束组合物总重的99.5％。

称取实施例1中合成的PEG-PTX和PTX置于茄形瓶中，加入乙腈溶解，然后在37℃水浴中减压旋转蒸干，待有机溶剂挥干后加入PBS溶液涡旋水化，水化完全后在60℃水浴中超声至溶液澄清，即得聚乙二醇化紫杉醇型胶束组合物。

实施例10，

胶束组合物中，紫杉醇占胶束组合物总重的30％，聚乙二醇化紫杉醇占胶束组合物总重的70％。

Claims

1.一种聚乙二醇化紫杉醇与紫杉醇形成的胶束组合物，其特征在于，该胶束组合物以聚乙二醇化紫杉醇为胶束载体材料，将游离的紫杉醇包封在此胶束的内核中，

其中所述聚乙二醇化紫杉醇为聚乙二醇通过小分子连接臂与紫杉醇C2’位或C7位的羟基共价结合形成的一端为疏水性结构、另一端为亲水性结构和中间为小分子连接臂的两亲性衍生物，其结构表示为：

PEG-Linker-PTX

其中，PEG为聚乙二醇；Linker为小分子连接臂，其分子量为20～500道尔顿；PTX为紫杉醇，

其中，所述用于连接紫杉醇和聚乙二醇的小分子连接臂选自：脂肪族二元酸、乳酸、寡肽和二元醇。

2.如权利要求1所述的胶束组合物，其特征在于，所述小分子连接臂为丁二酸。

3.如权利要求1所述的胶束组合物，其特征在于，所述胶束组合物中，紫杉醇占胶束组合物总重的0.5～30%，聚乙二醇化紫杉醇占胶束组合物总重的70～99.5%。

4.如权利要求1所述的胶束组合物，其特征在于，所述胶束组合物的粒径大小为30～300nm。

5.如权利要求1所述的胶束组合物，其特征在于，所述聚乙二醇为两端带羟基的聚乙二醇或单端为羟基的聚乙二醇。

6.如权利要求1所述的胶束组合物，其特征在于，所述聚乙二醇的平均分子量为800～20000道尔顿。

7.权利要求1所述的胶束组合物的制备方法，其特征在于，以亲水性材料聚乙二醇、紫杉醇和小分子化合物为起始原料，先制备聚乙二醇化紫杉醇，然后以聚乙二醇化紫杉醇为胶束载体材料，通过常规方法制备成胶束内核包封有紫杉醇的胶束组合物。

8.如权利要求1所述的胶束组合物，其特征在于，所述胶束组合物为水分散液形式存在，或者对水分散液进行干燥，以固体形式存在。