二甲基姜黄素纳米制剂及其应用

本发明涉及载药系统，具体涉及一种二甲基姜黄素纳米制剂及其应用。

背景技术：

1、近年来，前列腺癌已经成为最常见的癌症之一，癌症相关死亡率也很高。在临床前列腺癌治疗中，雄激素剥夺疗法仍然是晚期前列腺癌患者的主要治疗选择。然而，这种治疗往往使前列腺癌发展为去势抵抗性前列腺癌，最终导致患者死亡。

2、二甲基姜黄素(dimethoxycurcumin，dmc)是一种具有多种生物活性的姜黄素衍生物，其通过增强雄激素受体的降解，在前列腺癌、良性前列腺肥大、膀胱癌等雄激素受体相关疾病的治疗中表现出巨大潜力。尤其在前列腺癌的治疗中，二甲基姜黄素能够对产生恩扎鲁胺耐药性的去势抵抗性前列腺癌产生控制作用，并抑制癌症细胞的生长与转移。

3、由于二甲基姜黄素为疏水性分子，难以有效通过细胞膜，使得人体对其的利用度较低，严重限制了其应用。目前，已经有使用peg、卵磷脂等高分子材料包载姜黄素的报道，也有通过将二甲基姜黄素与甲氧基聚乙二醇醛基进行共价结合制得新的纳米粒，并使用该纳米粒包载二甲基姜黄素的报道。但是该方法直接使用二甲基姜黄素与peg反应，制备成本较高。因此，从头合成二甲基姜黄素并将其与peg结合组成新的纳米粒是提高二甲基姜黄素生物利用率的一种有效的方法。目前，通过从头合成二甲基姜黄素并将其与peg载体进行偶联，以增强其水溶性和生物利用度还未见报道。

技术实现思路

1、本发明首先制备了二甲基姜黄素前药纳米粒，即将氨基聚乙二醇单甲醚和二甲基姜黄素通过与氯乙酸共价偶联形成的化合物，具体制备方法，包括：

2、(1)制备乙酰丙酮衍生物：将乙酰丙酮和氯乙酸在溶剂中直接加热反应得到乙酰丙酮衍生物

3、

4、具体制备方法为：将氯乙酸与碳酸钾溶于溶剂中，搅拌后加入乙酰丙酮，加热反应，反应结束后，旋蒸除去溶剂，柱层析纯化，得二甲基姜黄素衍生物；

5、其中，乙酰丙酮和氯乙酸的摩尔比为1:1～1:2；加热反应的温度为25～60℃；加热反应的时间为8～12小时；溶剂为dmf。

6、(2)制备二甲基姜黄素衍生物：将步骤(1)制备的乙酰丙酮衍生物和3，4-二甲氧基苯甲醛在溶剂中直接加热反应得到二甲基姜黄素衍生物。所形成的二甲基姜黄素衍生物可以用cdmc表示。

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9、制备方法具体为：将步骤(1)制备的乙酰丙酮衍生物与3，4-二甲氧基苯甲醛、氧化硼、硼酸三丁酯和正丁胺溶于溶剂，加热反应，反应结束后，加入20％乙酸水溶液使产物析出，甲醇重结晶，移至冷冻干燥机避光冻干，得二甲基姜黄素衍生物；

10、其中，乙酰丙酮衍生物和3，4-二甲氧基苯甲醛的摩尔比为1:2；加热反应的温度为25～80℃；加热反应的时间为2～5小时；溶剂为dmf。

11、(3)制备二甲基姜黄素前药纳米粒：将步骤(2)制备的二甲基姜黄素衍生物和氨基聚乙二醇单甲醚(mpeg-nh2)反应得到二甲基姜黄素前药纳米粒。

12、所形成的二甲基姜黄素前药纳米粒可以用cdmc-mpeg表示。

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14、具体制备方法为：将步骤(2)制备的二甲基姜黄素衍生物和氨基聚乙二醇单甲醚溶于溶剂，加热反应，反应结束后，将溶剂旋蒸除去，加入蒸馏水使之溶解，移至截留分子量为3500da的透析袋中，在水中透析，透析结束后，透析液离心，取上清液，-80℃冷冻2h，移至冷冻干燥机中冻干，得到二甲基姜黄素前药纳米粒。

15、其中，氨基聚乙二醇单甲醚的平均分子量为1kda～20kda；

16、甲氧基聚乙二醇醛基与二甲基姜黄素衍生物的摩尔比为1:1～1:10。

17、加热反应的温度优选为25～40℃；加热反应的时间为12～48小时；所述溶剂为dcm。

18、所述透析处理时间为48～96小时。

19、本发明制备二甲基姜黄素前药纳米粒的具体合成路线如式1所示。

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21、本发明制备的二甲基姜黄素前药纳米粒用于制备水溶性二甲基姜黄素纳米制剂，即通过薄膜水化法制备负载有游离二甲基姜黄素的纳米制剂，具体制备方法为：将二甲基姜黄素前药纳米粒和游离二甲基姜黄素加入溶剂中，在室温下搅拌溶解，旋蒸去除溶剂并成膜，加入超纯水，超声分散，离心取上清液，冷冻干燥后得到负载有游离二甲基姜黄素的纳米制剂。

22、二甲基姜黄素前药纳米粒与二甲基姜黄素的质量比为10：1～10：3；搅拌时间为2～5小时；溶剂为无水甲醇或无水乙醇；

23、上清液-80℃冷冻2小时，移至冷冻干燥机中避光冻干，可得到所述负载有游离二甲基姜黄素的纳米制剂。

24、本发明制备的前药纳米粒或纳米制剂用于制备抗前列腺癌和肝癌的药剂。

25、本发明的有益效果：

26、(1)本发明以乙酰丙酮、氯乙酸和3，4-二甲氧基苯甲醛为原料，以更低的成本合成了二甲基姜黄素衍生物。

27、(2)本发明首次将二甲基姜黄素衍生物和氨基聚乙二醇单甲醚通过酰胺键偶联。该化合物在超纯水中可以自组装成纳米粒，并可以以高的包封率和载药量负载游离二甲基姜黄素。

28、(3)本发明提供的负载有游离二甲基姜黄素的纳米制剂具有ph敏感性释药的性质，在肿瘤细胞内偏酸的微环境中，能够促使负载的药物释放；具有良好的生物相容性，对肿瘤细胞的杀伤作用强于游离二甲基姜黄素。

技术特征：

1.一种二甲基姜黄素纳米制剂，其特征在于，所述二甲基姜黄素纳米制剂是将二甲基姜黄素前药纳米粒和游离二甲基姜黄素加入溶剂中搅拌，通过薄膜水化法制得的负载有游离二甲基姜黄素的纳米制剂，其中，二甲基姜黄素前药纳米粒的结构式如下：

2.根据权利要求1所述的二甲基姜黄素纳米制剂，其特征在于，所述二甲基姜黄素前药纳米粒的制备方法步骤如下：

3.如权利要求2所述的二甲基姜黄素纳米制剂，其特征在于，步骤(1)所述乙酰丙酮和氯乙酸的摩尔比为1:1～1:2；溶剂为n,n-二甲基甲酰胺；加热搅拌反应的温度为25～60℃；加热搅拌反应的时间为8～12小时。

4.如权利要求2所述的二甲基姜黄素纳米制剂，其特征在于，步骤(2)所述3，4-二甲氧基苯甲醛与乙酰丙酮衍生物的摩尔比为1:2；溶剂为n,n-二甲基甲酰胺；加热搅拌反应的温度为25～80℃，加热搅拌反应的时间为2～5小时。

5.如权利要求2所述的二甲基姜黄素纳米制剂，其特征在于，步骤(3)所述氨基聚乙二醇单甲醚的平均分子量为1kda～20kda；甲氧基聚乙二醇醛基与二甲基姜黄素衍生物的摩尔比为1:1～1:10；溶剂为二氯甲烷；加热搅拌反应的温度为25～40℃，加热搅拌反应的时间为12～48小时；透析处理时间为48～96小时。

6.如权利要求2所述的二甲基姜黄素纳米制剂，其特征在于，步骤(1)得到的乙酰丙酮衍生物的结构式为

7.如权利要求2所述的二甲基姜黄素纳米制剂，其特征在于，步骤(2)得到的二甲基姜黄素衍生物的结构式为

8.如权利要求2所述的二甲基姜黄素纳米制剂，其特征在于，所述二甲基姜黄素前药纳米粒与游离二甲基姜黄素的质量比为1:0.1～1:0.3；溶剂为无水甲醇或无水乙醇；搅拌时间为2～5小时。

9.一种如权利要求1所述的二甲基姜黄素纳米制剂的应用，其特征在于，所述二甲基姜黄素纳米制剂用于制备抗前列腺癌或肝癌的药剂。

技术总结本发明涉及载药系统技术领域，具体涉及一种二甲基姜黄素纳米制剂及其应用。先将乙酰丙酮和氯乙酸反应得到乙酰丙酮衍生物；乙酰丙酮衍生物再与3，4‑二甲氧基苯甲醛反应，得到二甲基姜黄素衍生物，氨基聚乙二醇单甲醚和二甲基姜黄素通过氯乙酸共价偶联得到二甲基姜黄素前药纳米粒，然后采用薄膜水化法制得负载有游离二甲基姜黄素的纳米制剂。本发明提供的二甲基姜黄素前药纳米粒，可以以高包封率和载药量负载游离二甲基姜黄素。体外药物释放研究显示负载有游离二甲基姜黄素的纳米制剂具有pH敏感性释药的性质，体外抑瘤研究显示负载有游离二甲基姜黄素的纳米制剂对肿瘤细胞的杀伤作用强于游离二甲基姜黄素。技术研发人员：徐德锋,周轲云,胡航受保护的技术使用者：常州大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14