(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810292529.3
(22)申请日 2018.03.30
(71)申请人 山东大学
地址 250101 山东省济南市历下区文化西
路44号
(72)发明人 栾玉霞 张荻 李钟号
(74)专利代理机构 济南圣达知识产权代理有限
公司 37221
代理人 王志坤
(51)Int.Cl.
C07D 405/14(2006.01)
A61K 41/00(2006.01)
A61K 31/337(2006.01)
A61K 47/55(2017.01)
A61P 35/00(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明首次公开了一种联合光热和化
疗的两亲性小分子前药及其纳米粒制剂制备方
法和应用。本发明选择亲水性的近红外染料分子
IR 820与疏水性的化疗药物PTX ，通过修饰，
IR820-COOH和PTX形成酯键从而接合，得到两亲
性小分子前药IR820-PTX的小分子前药。经过简
单的透析法，前药可在水中自组装形成纳米粒，
具有良好的形态和粒径分布。小鼠体内分布及抑
瘤试验显示，该前药纳米粒制剂可以被动靶向到
瘤抑制效果，且安全低毒，副作用小，为光热
和化疗联合提供了一种有效的方案。权利要求书2页 说明书5页 附图3页CN 108727353 A 2018.11.02
C N 108727353
A
1.一种新型联合光热和化疗的两亲性小分子前药IR820-PTX，其结构式如下所示：
2.权利要求1所述两亲性小分子前药IR820-PTX的制备方法，其特征在于，制备方法为：
紫杉醇与修饰所得的IR820-COOH发生催化反应，即得两亲性小分子前药IR820-PTX。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述催化反应可以为酶促催化或化学催化；优选的，所述催化反应为化学催化。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述催化反应过程为：紫杉醇，在二环己基碳二亚胺(DCC)，N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，4-二甲氨基吡啶(DMAP)的催化下，与IR820和6-氨基己酸接枝所得的IR820-COOH反应，生成上述两亲性小分子前药(IR820-PTX)。
5.根据权利要求2所述两亲性小分子前药IR820-PTX的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)IR820与6-氨基己酸溶于无水N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加入三乙胺和氯甲酸乙酯，惰性气体保护、85℃油浴条件下反应4h后，收集产物纯化的IR820-COOH；
(2)步骤(1)纯化所得的IR820-COOH溶于无水DMF，加入DCC，NHS，惰性气体保护、冰浴条件下反应2h后室温反应24h，过滤得滤液。一定量的PTX溶于无水DMF中，与滤液混合，加入DMAP，惰性气体保护、室温反应48h后制备获得上述两亲性小分子前药(IR820-PTX)。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中IR820-COOH、PTX、DCC、NHS 和DMAP的摩尔比为1:3:2:2:2。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)之后还包括两亲性小分子前药纯化的步骤(3)：减压旋蒸除去反应溶剂无水DMF，真空干燥，得到粗产物；将粗产物溶于乙酸乙酯中，硅胶柱谱提纯，乙酸乙酯和甲醇梯度洗脱(300:1-3:1)，得到IR820-PTX纯品为蓝固体。
8.一种两亲性小分子前药纳米粒制剂，其特征在于，由权利要求1所述的两亲性小分子前药IR820-PTX制备所得；
所述制备方法为：IR820-PTX前药溶于二甲基亚砜(DMSO)中，全部溶解后，缓慢滴加一定量去离子水，再将此溶液全部转移至透析袋中(截留分子量1KD)，室温下于蒸馏水中透析24h即得到蓝IIR820-PTX纳米粒制剂。
9.权利要求1所述两亲性小分子前药IR820-PTX或权利要求8所述纳米粒制剂在制备抗肿瘤药物中的用途，其特征在于，两亲性小分子前药IR820-PTX及其纳米粒制剂可以通过光热和化疗用于或缓解某一组织或器官的癌症，癌症包括但不限于乳腺癌、卵巢癌、肺癌、小肠癌等。
10.根据权利要求9所述的用途，其特征在于，所述光热选择660nm的激光进行照射。
联合光热和化疗的IR820-PTX两亲性小分子前药及其纳
米粒制备方法和应用
技术领域
[0001]本发明涉及医药技术领域，具体涉及一种环境响应性的联合近红外染料分子光热和紫杉醇化疗作用的两亲性小分子前药纳米粒的制备方法、评价和应用。
背景技术
[0002]癌症因其发病率高、死亡率高、生存率低而成为世界范围内的重大公共卫生问题，其中乳腺癌是严重威胁妇女健康的恶性肿瘤之一。传统的肿瘤手段主要有手术、放疗、化疗、激素疗法、免疫疗法等，随着科技的进步，光热、光动、冷冻疗法等新兴手段也不断发展。但是单一疗法肿瘤往往不能达到令人满意的效果，如手术后复发，化疗全身毒性及多药耐药、放疗定位困难等，因此，临床上开始采用联合疗法，在大量实验和临床应用中，人们发现光热疗和化疗联合往往起到协同作用，例如，黄丹华将具有良好的光热转换特性Fe3O4纳米粒和热敏脂质体(TST)构建了一种兼具了磁靶向、光热以及热敏释放等特性的多功能药物载体Fe3O4-TSL，然后与阿霉素(DOX)负载构成DOX-Fe3O4-TSL，研究发现其表现出良好的体内磁共振成像效果和光热效应，体内抗肿瘤结果显示，DOX-F
e3O4-TSL 的光热-化疗抗肿瘤效果明显优于单纯的光热或化疗，且组织病理学检查表明其在过程中并没有对正常组织造成损伤；祝侠丽等通过纳米载体负载具有光热转换特性的Cu2S纳米粒子和化疗药物，实现肿瘤热化疗联合，克服肿瘤药物的副作用和效果不佳的问题。可见，热疗和化疗联合作用后抗肿瘤效果有一定的提高，相关研究也逐渐成为热潮。
[0003]光热，指在肿瘤局部注射或埋植光热剂从而提高其光敏感性，当特定波长的激光(多为近红外光)辐照该区域后，光热剂快速将光能转化为热能，达到杀灭肿瘤细胞的目的。该疗法具有无创性、侵袭性强、时间短、操作简单、效率高等优点，因此受到越来越多的关注。一个优秀的光热剂需要较高的光热转换效率，生物毒性低，同时，在700-900nm 处有较强的吸收，因为该波段是近红外的透明生物组织窗口，即在700-900nm，近红外光更易穿过组织而杀伤肿瘤。在过去的几年中，近红外光热疗法主要以金属纳米材料如纳米金，碳类纳米材料如石墨烯和单壁碳纳米管，黑磷量子点，硫化物纳米材料等无机材料为光热剂，但是这些材料具有较高的光热转换效率，但生物相容性差，体内不易清除甚至致畸致突变等缺陷对其临床应用产生了一定影响。近红外荧光染料，如ICG，IR820等具有较好的生物相容性，是一种有前景的用于诊断和肿瘤的试剂，但仍存在稳定性差、血液半衰期短、体内快速排除和肿瘤靶向性不足等缺点。
[0004]紫杉醇，是一种在临床上广泛应用的广谱抗肿瘤药物，它可以通过促进微管蛋白结合，抑制其解聚，影响细胞分裂增殖，从而起到抗肿瘤作用。紫杉醇亲脂性较强，但水溶性较低，以往其制剂的开发
主要集中在增溶上，如开发了紫杉醇制剂为紫杉醇注射剂商品名为泰素，是将紫杉醇溶解在聚氧乙烯蓖麻油和乙醇的混合溶剂(50:50，v/v)中，然而，聚氧乙烯蓖麻油具有严重的毒副作用，如超敏反应、肾毒性、神经毒性等；又开发了多聚物胶束
载紫杉醇，但不稳定且在体内有泄漏缺点；开发了脂质体紫杉醇，但容易出现过敏等。在专利CN103007281A多机制肿瘤光热控释长循环药物转运系统的制备方法及其应用，提出一种通过形成单硬脂酸甘油酯包裹靶向热敏剂(石墨烯及其衍生物、单壁碳纳米管及其衍生物和纳米金及其衍生物)和化疗药物(西紫杉醇、紫杉醇、阿霉素等)转运系统，但是正如前面所述的该专利采用的热敏剂生物相容性差，体内不易清除甚至致畸致突变等缺陷。因此，开发一种溶解性好、安全无毒的紫杉醇制剂一直是研究的热点。
[0005]此外，还有不同研究者尝试了多种方法将染料分子和化疗药物结合在一起，利用纳米胶束或纳米囊等体系共负载染料和化疗药，或者将二者分别共价接合在大分子材料上，但一方面，药物与材料之间非共价结合，作用力较弱，容易出现药物突释的情况，且载药量较低；另一方面，过度使用惰性材料会造成较大毒性。相比之下，两亲性小分子前药纳米粒具有显著的优势。例如：(1)内在的两亲性可使前药分子在水中自组装成纳米聚集结构，实现药物的自递送；(2)具有合适粒径及表面特征的纳米粒可以被动靶向到肿瘤部位，提高药物的利用率；(3)药物分子本身参与载体形成，极大提高载药量的同时还可减少惰性材料的使用而产生的毒副作用；(4)化学键连接可以设计成环境响应性，可使药物在血液中感受温度，
在肿瘤部位快速释放发挥疗效。目前，环境响应性的联合近红外染料分子和化疗药物的两亲性小分子前药在医学中的应用还未见有报道。
发明内容
[0006]针对上述问题，本发明选择近红外染料分子IR820和化疗药物紫杉醇，通过两亲性小分子前药的模型实现了光热和化疗的联合应用，最终形成了本发明。
[0007]本发明的目的之一在于合成一种新型的两亲性小分子前药(IR820-PTX)，在联合光热和化疗同时，克服已有研究中的不足，如载药量低，载体毒性大，生物相容性差等，实现安全，毒性低，载药量高具有靶向抗肿瘤的良好效果。
[0008]为实现该目的，具体的，本发明涉及以下技术方案：
[0009]首先，本发明公开了一种新型两亲性小分子前药(IR820-PTX)，其结构式如下所示：
[0010]
[0011]其次，本发明公开了上述两亲性小分子前药(IR820-PTX)的制备方法，其制备方法
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