CN105833272B - 一种多功能纳米药物组合物及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多功能纳米药物组合物及其制备方法与应用，该组合物包括载体和负载在该载体上的活性成分，所述载体为由聚(2‑甲基‑2‑丙烯酸‑2‑(2‑甲氧基乙氧基)乙酯‑co‑寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯‑co‑甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)‑聚(乳酸‑co‑羟基乙酸)嵌段共聚物形成的纳米胶束表面吸附聚多巴胺而成的纳米颗粒，所述活性成份包括疏水性药物和亲水性药物，所述多功能纳米药物组合物尺寸为50‑1000nm。本发明多功能纳米药物组合物具有药物缓释效果，且聚多巴胺具有光热治疗效果，可以联合化疗，提高治疗效率，可应用于肿瘤治疗药物。
Description
技术领域
本发明属于纳米生物医药领域，具体涉及一种多功能纳米药物组合物及其制备方法与应用。
背景技术
纳米载药体系是指药物与纳米载体形成的粒径介于1-1000nm的药物输送系统，包括纳米球、纳米囊、纳米粒子和纳米脂质体等。纳米载药体系与其它药物载体相比，具有显著优势：(1)超微小体积，可通过人体最小的毛细血管，不易被吞噬细胞迅速清除，延长了在循环系统中的存留时间；(2)到达网状内皮系统分布集中的肝、脾、肺、骨髓、淋巴等靶部位；(3)能穿透组织间隙并被细胞吸收，有利于透皮吸收和细胞内药效发挥；(4)药物可包埋或键合在纳米粒子内部，也可吸附或偶合在其表面；(5)利用纳米材料本身的生物可降解性，pH或温度敏感性等，达到药物控制释放的效果；(6)提高药物的生物利用度和降低毒副作用等。
纳米粒胶束是纳米载药体系中常用的一种选择，通常用作为药物载体的聚合物负载药物，来得到纳米粒子药物组合物。但是，纳米胶束药物载体有一个共性的问题，就是药物突释过程，即在药物释放过程中，前8个小时会释放约30％的药物，而在这个时间静脉注射的药物载体正处于体内血液循环且未大量富集于肿瘤组织，这样就会导致药物利用度的降低及一定的副作用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多功能纳米药物组合物及其制备方法与应用。
本发明提供首先一种多功能纳米药物组合物，包括载体和负载在所述载体上的活性成分，所述载体为由聚(2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯-co-寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯-co-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)-聚(乳酸-co-羟基乙酸)嵌段共聚物[P(MEO2MA-co-OEGMA-co-DMAEMA)-b-PLGA]形成的纳米胶束表面吸附聚多巴胺(PDA)而成的纳米颗粒，所述活性成份包括疏水性药物和亲水性药物，所述多功能纳米药物组合物的尺寸为50-1000nm。
优选地，所述多功能纳米药物组合物的尺寸为50-100nm。
优选地，所述聚(2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯-co-寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯-co-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)-聚(乳酸-co-羟基乙酸)嵌段共聚物[P(MEO2MA-co-OEGMA-co-DMAEMA)-b-PLGA]的重均分子量为4000-100000Da；其中co代表无规共聚，b代表嵌段共聚。
优选地，所述由聚(2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯-co-寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯-co-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)-聚(乳酸-co-羟基乙酸)嵌段共聚物形成的纳米胶束的尺寸为50-1000nm，胶束的结构为W/O/W(即水包油包水型)。
优选地，所述载体中，所述聚(2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯-co-寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯-co-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)-聚(乳酸-co-羟基乙酸)嵌段共聚物与聚多巴胺的质量比为10:1-1:10；优选为2：1。
优选地，所述载体与所述亲水性药物的质量比为20：1-150：1，所述载体与所述疏水性药物的质量比为10：1-100：1。更优选地，所述载体与疏水性药物以及亲水性药物的质量比为20：(1-2)：(1-2)。
优选地，所述亲水性药物为盐酸阿霉素，所述疏水性药物为多烯紫杉醇。
更进一步地，所述亲水性药物为盐酸阿霉素，所述疏水性药物为多烯紫杉醇，所述载体与阿霉素和多烯紫杉醇的质量比为20：1.5：1。
本发明还提供上述多功能纳米药物组合物的制备方法，其包括如下步骤：
S01：将聚(2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯-co-寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯-co-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)-聚(乳酸-co-羟基乙酸)嵌段共聚物溶于第一有机溶剂中，得聚合物溶液；
S02：向所述聚合物溶液中加入亲水性药物的水溶液，乳化，得初乳；
S03：向所述初乳中加入表面活性剂水溶液和溶于第二有机溶剂的疏水药物，超声，减压去除有机溶剂后离心，洗涤；
S04：再将洗涤后所得物溶于Tris缓冲溶液中，加入多巴胺，反应一段时间后，离心，即得所述多功能纳米药物组合物。
上述制备方法步骤S01中，
优选地，所述聚(2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯-co-寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯-co-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)-聚(乳酸-co-羟基乙酸)(P(MEO2MA-co-OEGMA-co-DMAEMA)-b-PLGA)嵌段共聚物的重均分子量为4000-100000Da。
优选地，所述第一有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯等与水不混溶的有机溶剂中的一种或几种。
优选地，所述聚合物溶液的浓度为5-50mg/mL。
上述制备方法步骤S02中，
优选地，所述载体与所述亲水性药物的质量比为20：1-150：1；或所述亲水性药物水溶液与所述聚合物溶液的体积比为1：5-1：100。所述亲水性药物优选为盐酸阿霉素。所述乳化可以通过震荡、超声等方法实现。
上述制备方法步骤S03中，
优选地，所述表面活性剂为聚乙烯醇、丙二醇嵌段聚醚F68、吐温80、司盘和十二烷基磺酸钠中的一种或几种，优选为聚乙烯醇。
优选地，所述表面活性剂水溶液的质量浓度为0.5％-3％。
优选地，所述载体与所述疏水药物的质量比为10：1-100：1。
优选地，所述第二有机溶剂为能够溶解所述疏水药物的溶剂，如N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二氯甲烷、三氯甲烷等有机溶剂中的一种或几种。
优选地，所述超声的条件为100-300W功率下超声3-10min。
进一步地，为了保证所获得的多功能纳米药物组合物的稳定性和分散性，将超声所得产物逐滴滴加到质量浓度0.1％-1％的聚乙烯醇中，搅拌30-60min后再减压除去有机溶剂，离心，用去离子水再离心洗涤2-3次。具体地，所述离心洗涤的速度为10000-15000rpm。
上述制备方法步骤S04中，
优选地，所述Tris缓冲溶液的pH值为7.5-10.5。
优选地，洗涤后所得物与Tris缓冲溶液的混合溶液中，Tris的浓度为1-20mmol/L。
优选地，所述聚(2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯-co-寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯-co-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)-聚(乳酸-co-羟基乙酸)嵌段共聚物与聚多巴胺的质量比为10:1-1:10；优选为2：1。
优选地，所述反应时间为4-48小时；离心转速为10000到100000转/分钟。
本发明还提供上述多功能纳米药物组合物用于制备药物的应用；优选地，所述药物包括肿瘤治疗药物。
本发明提供的多功能纳米药物组合物，可以同时携载亲水药物和疏水药物，载药量高。得到的药物组合物尺寸纳米级，且分布窄。进一步，聚多巴胺的包覆使载体具有药物缓释效果，且聚多巴胺具有光热治疗效果，可以联合化疗提高治疗效率，可应用于肿瘤治疗药物。
附图说明
图1表示实施例1制备的多功能纳米药物组合物的透视电镜图。
图2表示实验例1空白对照(不同浓度的空载纳米颗粒)在不同时间下对MDA-MB-231细胞活性的影响。
图3-图5分别表示实验例1不同药物处理不同时间下对MDA-MB-231细胞活性的影响。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
以下实施例提供一种多功能纳米药物组合物，包括载体和负载在该载体上的活性成分，其特征在于，所述载体为由聚(2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯-co-寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯-co-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)-聚(乳酸-co-羟基乙酸)嵌段共聚物形成的纳米胶束表面吸附一层聚多巴胺(PDA)而成的纳米颗粒，所述活性成份包括疏水性药物和亲水性药物，所述载体和负载在该载体上的活性成分形成的纳米颗粒尺寸为50-1000nm。
实施例1
将20mg的P(MEO2MA-co-OEGMA-co-DMAEMA)-b-PLGA)溶于1mL二氯甲烷中，加入0.2mL盐酸阿霉素水溶液(7.5mg/mL)，混合后超声3min，然后加入2mL质量浓度2％的聚乙烯醇水溶液，涡旋震荡混合均匀，加入0.2mL溶于二氯甲烷的多烯紫杉醇(5mg/mL)，然后超声乳化8min后，混合物缓慢加入到10mL0.3％的聚乙烯醇中搅拌10min。用旋转蒸发仪减压蒸发、除去溶液中的二氯甲烷后，13000rpm离心10min，再用去离子水离心，洗涤。将100mg上述所得的纳米胶束(即洗涤后所得物)加入到pH 8.5的Tris缓冲溶液，加入后Tris的浓度为10mmol/L。再加入50mg多巴胺，反应24小时后，60，000rpm离心，获得多功能纳米药物组合物。其中，P(MEO2MA-co-OEGMA-co-DMAEMA)-b-PLGA)的重均分子量为16.4kDa；其形成的纳米胶束的结构为W/O/W，尺寸为100nm。
实施例2
将20mg的P(MEO2MA-co-OEGMA-co-DMAEMA)-b-PLGA)溶于1mL二氯甲烷中，加入0.2mL盐酸阿霉素水溶液(5mg/mL)，混合后超声5min，然后加入10mL质量浓度2％的聚乙烯醇水溶液，涡旋震荡混合均匀，加入0.2mL溶于二氯甲烷的多烯紫杉醇(5mg/mL)，然后超声乳化8min后，用旋转蒸发仪减压蒸发、除去溶液中的二氯甲烷后，13000rpm离心10min，再用去离子水离心洗涤。将100mg上述所得纳米胶束(即洗涤后所得物)加入到pH 7.5的Tris缓冲溶液，加入后Tris的浓度为1mmol/L。再加入10mg多巴胺，反应4小时后，10，000rpm离心，获得多功能纳米药物组合物。其中，P(MEO2MA-co-OEGMA-co-DMAEMA)-b-PLGA)的重均分子量为16.4kDa；其形成的纳米胶束的结构为W/O/W，尺寸为100nm左右。
实施例3
将20mg的P(MEO2MA-co-OEGMA-co-DMAEMA)-b-PLGA)溶于1mL乙酸乙酯中，加入0.2mL盐酸阿霉素水溶液(5mg/mL)，混合后超声5min，然后加入10mL质量浓度2％的聚乙烯醇和10mL质量浓度2％的丙二醇嵌段聚醚F68水溶液，涡旋震荡混合均匀，加入0.2mL溶于二氯甲烷的多烯紫杉醇(1mg/mL)，然后超声乳化8min后，用旋转蒸发仪减压蒸发、除去溶液中的二氯甲烷后，13000rpm离心10min，再用去离子水离心洗涤。将10mg上述所得纳米胶束(即洗涤后所得物)加入到pH 10.5的Tris缓冲溶液，加入后Tris的浓度为20mmol/L。再加入100mg多巴胺，反应48小时后，100，000rpm离心，获得得到所述多功能纳米药物组合物。其中，P(MEO2MA-co-OEGMA-co-DMAEMA)-b-PLGA)的重均分子量为16.4kDa；其形成的纳米胶束的结构为W/O/W，尺寸为100nm左右。
实验例1
对实施例1多功能纳米药物组合物用透射电镜(美国FEI,Tecnai G2 20S-TWIN，200kV)测定，如图1所示，可见该多功能纳米药物的尺寸在100nm。将实施例1制得的多功能纳米药物组合物用PBS进行稀释，以阿霉素和多烯紫杉醇药物总质量计，配制成浓度分别为10μg/mL、1μg/mL、0.1μg/mL，0.1μg/mL、0.01μg/mL的不同浓度的药液。同时，以质量比为1.5：1取盐酸阿霉素和多烯紫杉醇，用PBS配成浓度(以阿霉素和多烯紫杉醇药物总质量计)分别为10μg/mL、1μg/mL、0.1μg/mL，0.1μg/mL、0.01μg/mL的药液作为阳性对照组。单纯的未载药纳米颗粒(该纳米颗粒的制备方法同实施例1前述纳米药物组合物的制备方法，不同之处在于不加药物)作为空白对照。
培养乳腺癌细胞MDA-MB-231，温度为37℃，将处于对数生长期的MDA-MB-231细胞分别按1000个/孔的密度接种于96孔培养板，12小时后，分别加入不同浓度的药液以及空载聚合物，每种浓度平行6孔。分别采用含有10重量％胎牛血清的DMEM培养基，每孔加100μL，培养24h和48h后，使用CCK试剂盒对细胞活性进行测定。具体操作完全按照试剂盒的说明进行。
对于肿瘤细胞的活力影响的实验结果如图2-图5所示。图2是空白对照(单纯的未载药纳米颗粒)对MDA-MB-231细胞活性的影响(该纳米颗粒的制备方法同实施例1前述纳米药物组合物的制备方法，不同之处在于不加药物)。
图3-图5分别是实施例1多功能纳米药物组合物(图中用药物组合物表示)、阳性对照组药物(图中用药物对照表示)对MDA-MB-231细胞活性的影响；以及实施例1多功能纳米药物组合物对MDA-MB-231细胞培养12h后，在808nm的激光器(镭志威，北京)下，利用1W/cm2的激光对其照射5min后的细胞活性(图中用药物组合物+激光表示)。图3-图5分别表示药物处理12小时、24小时和48小时的细胞活力。
从实验结果可以看出，空白对照载药纳米颗粒对MDA-MB-231肿瘤细胞基本没有杀伤作用，载药纳米粒子的杀伤细胞能力与浓度成正比，从时间效应上来看，在药物相同浓度条件下，48h作用后纳米粒子抑制细胞活性的程度比24h效果增强，所述药物组合物表现出持续释放的效果。由于聚多巴胺具有良好光热性能，因此在外加激光的照射下，材料升温，增强了化疗药物的治疗效果，细胞存活率降低(图4和图5)
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (11)
1.一种多功能纳米药物组合物，其特征在于，包括载体和负载在所述载体上的活性成分，所述载体为由聚(2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯-co-寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯-co-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)-聚(乳酸-co-羟基乙酸)嵌段共聚物形成的纳米胶束表面吸附聚多巴胺而成的纳米颗粒，所述活性成份包括疏水性药物和亲水性药物，所述多功能纳米药物组合物的尺寸为50-100nm，所述聚(2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯-co-寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯-co-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)-聚(乳酸-co-羟基乙酸)嵌段共聚物与聚多巴胺的质量比为2∶1，所述载体与所述亲水性药物的质量比为20∶1-150∶1，所述载体与所述疏水性药物的质量比为10∶1-100∶1。
2.根据权利要求1所述的多功能纳米药物组合物，其特征在于，所述聚(2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯-co-寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯-co-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)-聚(乳酸-co-羟基乙酸)嵌段共聚物的重均分子量为4000-100000Da。
3.根据权利要求1或2所述的多功能纳米药物组合物，其特征在于，所述由聚(2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯-co-寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯-co-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)-聚(乳酸-co-羟基乙酸)嵌段共聚物形成的纳米胶束的结构为W/O/W。
4.根据权利要求1所述的多功能纳米药物组合物，其特征在于，所述载体与疏水性药物以及亲水性药物的质量比为20∶(1-2)∶(1-2)。
5.根据权利要求4所述的多功能纳米药物组合物，其特征在于，所述亲水性药物为盐酸阿霉素，所述疏水性药物为多烯紫杉醇。
6.权利要求1-5任一项所述多功能纳米药物组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01：将所述聚(2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯-co-寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯-co-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)-聚(乳酸-co-羟基乙酸)嵌段共聚物溶于第一有机溶剂中，得聚合物溶液；
S02：向所述聚合物溶液中加入所述亲水性药物的水溶液，乳化，得初乳；
S03：向所述初乳中加入表面活性剂水溶液和溶于第二有机溶剂的所述疏水药物，超声，减压去除有机溶剂后离心，洗涤；
S04：再将洗涤后所得物溶于Tris缓冲溶液中，加入多巴胺，反应一段时间后，离心，即得。
7.根据权利要6所述的制备方法，其特征在于，步骤S01中所述第一有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯中的一种或几种；所述聚合物溶液的浓度为5-50mg/mL；步骤S03中所述第二有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二氯甲烷、三氯甲烷中的一种或几种。
8.根据权利要6或7所述的制备方法，其特征在于，步骤S03中所述表面活性剂为聚乙烯醇、丙二醇嵌段聚醚F68、吐温80、司盘和十二烷基磺酸钠中的一种或几种；和/或，
步骤S04中所述Tris缓冲溶液的pH值为7.5-10.5。
9.根据权利要8所述的制备方法，其特征在于，步骤S03中所述表面活性剂水溶液的质量浓度为0.5％-3％；和/或，
步骤S04中洗涤后所得物与Tris缓冲溶液的混合溶液中，Tris的浓度为1-20mmol/L。
10.根据权利要9所述的制备方法，其特征在于，步骤S03中将超声所得产物逐滴滴加到质量浓度0.1％-1％的聚乙烯醇中，搅拌30-60min后再减压除去有机溶剂。
11.权利要求1-5任一项所述多功能纳米药物组合物用于制备药物的应用；所述药物包括肿瘤治疗药物。
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