[发明专利]一种基于壳聚糖的MRI造影剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于医学临床磁共振成像技术，具体的涉及一种磁共振成像造影用的基于壳聚糖的靶向性MRI造影剂及制备方法。

背景技术

造影剂是医学临床中核磁共振成像时用来缩短成像时间、提高成像对比度和清晰度的一种成像增强对比剂，它能改变体内局部组织中水质子的弛豫速率，提高正常与患病部位的成像对比度，从而显示体内器官的功能状态。在诊断磁共振成像中，接近50％的检测要用到MRI造影剂。造影剂主要分为两类：顺磁剂，即T₁类；铁磁性或超顺性造影剂，即T₂类。其中临床应用较为广泛的小分子非靶向的Gd基造影剂属于T₁类。这类小分子造影剂应用于生物体尚存在一些缺点，如血液循环时间短、弛豫率低、无靶向性，具有一定的毒性，甚至会引起生物体肾细胞的纤维化。因此高弛豫率，低毒，具有组织或肿瘤靶向性成为MRI造影剂发展的焦点。

现有技术中，已经出现将小分子的钆螯合物交联到大分子的载体的相关技术，其不仅可以提高造影剂分子的弛豫效率和体内循环时间，还能利用增强渗透和保留(EPR)效应来被动靶向癌组织，从而增加成像对比度。如将Gd³⁺螯合在5代的聚酰胺胺的树形分子上，制备靶向性的纳米簇造影剂分子；将Gd³⁺螯合在自组装的二十烷酸壳聚糖胶束上，制备造影剂分子(Cheng,Z.L.,Angew.Chem.Int.Ed.(2010),49,346–350.UbonvanTermsarasaba.,Biointerfaces.109(2013)280–286)。但在应用中，上述造影剂仍存在体内循环时间及组织驻留时间短，弛豫效率偏低，以及载体不易降、生物毒性较大和Gd³⁺负载量小的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物相容性好，易生物降解，高弛豫率的基于壳聚糖的靶向性MRI造影剂及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于壳聚糖的靶向性MRI造影剂，包括：

作为造影剂主体的乙烯亚胺接枝的壳聚糖，

主要连接于聚乙烯亚胺接枝的壳聚糖的侧链上的钆螯合物。

进一步的，所述造影剂还包括：主要连接于聚乙烯亚胺接枝的壳聚糖的侧链上的靶向基团。

其中，所述靶向基团可优选为叶酸，但不限于此。

在一较佳实施方案之中，所述造影剂具有下式所示结构：

其中，n为8～30之间的整数。

一种基于壳聚糖的靶向性MRI造影剂的制备方法，包括：首先提供聚乙烯亚胺接枝的壳聚糖，其后将钆的螯合配体偶联在聚乙烯亚胺接枝的壳聚糖上，再与Gd³⁺形成钆螯合物，获得所述造影剂。

一较优实施方式中，所述制备方法进一步包括：将壳聚糖与马来酸酐在50℃～70℃反应得到N-马来酰化的壳聚糖，所述壳聚糖的分子量为Mw5000～10000Da，所述马来酸酐与壳聚糖结构单元的摩尔比为2～5：1。

一较优实施方式中，所述制备方法进一步包括：以浓度为0.2～0.3wt％的氢氧化钠溶液作为反应溶剂，之后将分子量为600～1200Da的聚乙烯亚胺通过迈克尔加成反应接枝到N-马来酰化的壳聚糖上。

一较优实施方式中，所述制备方法进一步包括：在所述迈克尔加成反应完成后，将反应混合物透析后冻干，获得聚乙烯亚胺接枝的壳聚糖。

一较优实施方式中，所述制备方法进一步包括：在中性或弱酸性条件下，使钆的螯合配体二乙烯三胺五乙酸通过活化羟基的偶联试剂与聚乙烯亚胺接枝的壳聚糖进行偶联。

一较优实施方式中，所述制备方法进一步包括：在pH值为5～7的条件下，使作为偶联试剂的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)、二乙烯三胺五乙酸及氨按照1：5：5的摩尔比于50～80℃反应，之后透析、冻干，获得DTPA偶联的聚乙烯亚胺接枝壳聚糖。

在一实施案例中，该造影剂的制备方法可包括如下步骤：

(1)将壳聚糖分散在DMSO中，加入马来酸酐，得到N-马来酰化的壳聚糖NMC；

(2)利用迈克尔加成反应将聚乙烯亚胺接枝到N-马来酰化的壳聚糖上，制备NMC-g-PEI，即聚乙烯亚胺接枝的壳聚糖；

(3)将DTPA配体通过EDC反应交联到NMC-g-PEI上，即得造影剂分子配体NMC-g-PEI-DTPA，即DTPA偶联的聚乙烯亚胺接枝壳聚糖