一种靶向纳米颗粒及其制备方法和应用与流程

    技术2024-11-17  5


    本发明属于生物医学纳米材料,具体涉及一种化疗及化学动力疗法协同治疗肝癌的靶向纳米颗粒及其制备方法和应用。


    背景技术:

    1、肝癌是最复杂的疾病之一,平均生存率不到5%,全球癌症死亡率排名前列。但大多数患者第一次诊断已为晚期,因此使用手术治疗、放疗和化疗等单一的治疗方法完全消除肝脏肿瘤非常困难。研究表明多种癌症治疗模式协同治疗有助于进一步增强抗肿瘤效率。纳米药物载体可以整合多种治疗模式于一体,有望实现多模式协同治疗的策略。

    2、化疗(ct)是肝癌常见有效的临床治疗策略,常见的化疗药物包括阿霉素(dox)、喜树碱(cpt)、紫杉醇(ptx)和顺铂(cddp)等。上述这些化疗药物通常会受到各种限制,例如水溶性较差、药物在体内循环时间短等。此外,化疗面临的主要挑战是非特异性给药、肿瘤细胞内药物浓度低以及药物伤害正常细胞而引起的毒副作用,纳米药物载体靶向递送可以有效的解决上述问题。

    3、化学动力学疗法(cdt)是一种新兴的策略。cdt具有选择性高,毒性小等优点,而且它可以利用内源化学能产生细胞毒性物质并诱导细胞死亡。cdt一般是利用纳米颗粒将芬顿或类芬顿反应催化剂递送到肿瘤细胞内,催化肿瘤细胞中过表达的过氧化氢分解产生羟基自由基进而诱导细胞发生凋亡。

    4、目前,大量的纳米颗粒使用半乳糖作为肝癌靶向配体从而将药物递送到肝脏。然而,当正常肝脏病变为肝癌时半乳糖受体会受到抑制,以半乳糖为主动靶向基团的纳米颗粒的靶向效果降低。

    5、介孔二氧化硅纳米载体(msn)具有较大的孔容和比表面积,有利于药物的高效装载,表面易功能化修饰,可用于控释及靶向药物传递系统,有利于增强药效并降低毒副作用。尽管msn作为纳米载体有许多优点,但单纯的msn载药并无靶向作用,更无cdt功能。


    技术实现思路

    1、针对现有肝癌化疗中面临的问题,本发明提出一种靶向纳米颗粒及其制备方法,该靶向纳米颗粒可以化疗及化学动力疗法协同治疗肝癌,具体地,可以实现化疗药物在肝癌部位的靶向聚集,并在肝癌部位发挥药效并且引发芬顿反应将内源性h2o2转化为羟基自由基(·oh),·oh被称为最具氧化性的活性氧(ros),通过破坏dna和失活蛋白质诱导肿瘤细胞凋亡。

    2、本发明的第一方面,提供了一种靶向纳米颗粒的制备方法,包括步骤:

    3、步骤1:制备fe-msn纳米载体;

    4、步骤2:fe-msn表面修饰ga配体,制得fe-msn-ga;

    5、步骤3:fe-msn-ga搭载抗癌药物dox,制得dox@fe-msn-ga,即为所述的靶向纳米颗粒。

    6、甘草次酸(ga)是一种从甘草中分离出来的天然化合物,对肝癌细胞具有很强的亲和力。肝癌肿瘤组织中ga受体的量远高于正常组织,因此,本发明以小分子ga作为靶向肝癌细胞的靶向配体。

    7、本发明以msn作为载药纳米颗粒,其具有优秀的生物相容性、很高的稳定性与强大的载药能力,且容易进行表面改性的优势。

    8、针对msn本身并无肝癌靶向性的缺点,本发明通过在msn表面修饰ga靶向分子,以提高纳米药物载体在肝癌细胞富集度,从而增强化疗药物药效并降低毒副作用。

    9、针对msn本身并无cdt功能的缺点,本发明在msn合成过程中掺杂了铁,形成的fe-msn在肿瘤微环境中触发芬顿反应(fe+h2o2→fe+oh+·oh),强氧化性的·oh通过破坏dna和失活蛋白质诱导肿瘤细胞凋亡。

    10、其中步骤1中,具体为:

    11、将十六烷基三甲基溴化铵、七水合硫酸亚铁(feso4·7h2o)、六水合三氯化铁(fecl3·6h2o)溶于纯水中,然后加入氨水,搅拌反应,之后再加入硅酸四乙酯和乙酸乙酯搅拌反应,反应结束将反应浊液离心、洗涤,然后烘干,最后高温煅烧去除模板剂十六烷基三甲基溴化铵,即得fe-msn。在msn载体合成过程中,不同价态铁反应生成四氧化三铁,同时原位掺杂于载体结构中,形成的fe-msn在肿瘤微环境中触发芬顿反应。

    12、优选地,所述步骤1中,各原料的质量比为:十六烷基三甲基溴化铵:七水合硫酸亚铁:六水合三氯化铁:纯水:氨水:硅酸四乙酯:乙酸乙酯=0.1~10:0.1~1:0.2~2:10~100:0.3~3:0.05~0.5:0.5~5,反应温度为40℃,加入氨水后300rpm搅拌反应1~3小时,然后再加入硅酸四乙酯和乙酸乙酯,先500rpm强烈搅拌1分钟,然后150rpm搅拌反应4~8小时。

    13、优选地,所述步骤1中,反应浊液离心洗涤为先采用纯水离心洗涤至ph值为7,然后再采用无水乙醇离心洗涤若干次,分散效果更好。

    14、优选地,所述步骤1中,烘干温度为60~80℃,高温煅烧去除模板的温度为500~600℃。

    15、其中步骤2中,fe-msn表面修饰ga配体,先将fe-msn表面修饰氨基后再与ga的羧基偶联。具体为:

    16、步骤2.1:将步骤1制备得到的fe-msn与硅烷偶联剂氨丙基三乙氧基硅烷反应得到fe-msn-nh2;

    17、步骤2.2:在无水乙醇介质中,将ga、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和n,n-二环已基碳二亚胺先搅拌反应,然后加入n-羟基琥珀酰亚胺搅拌反应,制备得到ga混合液;

    18、步骤2.3在步骤2.2得到的ga混合液中滴加入fe-msn-nh2乙醇分散液搅拌反应,得到fe-msn-ga;

    19、优选地,所述步骤2.1中,反应介质为无水乙醇,各原料的用量比为:fe-msn:硅烷偶联剂=0.1g~1g:0.1ml~10ml,反应温度为80~90℃,反应时间为4~8h。

    20、优选地,所述步骤2.2中,各原料的质量比为:ga:1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐:n,n-二环已基碳二亚胺:n-羟基琥珀酰亚胺=1~30:1.2~12:1.2~12:3~30,ga、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和n,n-二环已基碳二亚胺先搅拌反应0.5~2h后再加入n-羟基琥珀酰亚胺反应3~5h。

    21、优选地,所述步骤2.3中,反应液中,ga与fe-msn-nh2的质量比为1~30:0.1~10,反应时间为3-5h。

    22、将dox溶于二甲基亚砜中,边超声边搅拌将dox的dmso溶液滴入fe-msn-ga水溶液中,滴加结束后将除去游离的dox,即得dox@fe-msn-ga。

    23、其中步骤3,主要就是通过载体介孔结构将dox包载在fe-msn-ga,形成dox@fe-msn-ga。

    24、优选地,所述步骤3中,dox与fe-msn-ga的质量比为0.1~10:0.1~10。

    25、优选地,所述步骤3中,采用3500da截留分子量的透析袋透析去除游离dox,去除效果较好。

    26、另一方面,本发明还提供了上述制备方法制备得到的靶向纳米颗粒。该纳米颗粒可以将化疗及化学动力疗法协同,用于治疗肝癌。

    27、再一方面,本发明还提供了上述靶向纳米颗粒在肝癌治疗药物中的应用。

    28、本发明的制备方法可以得到一种化疗及化学动力疗法协同治疗肝癌的靶向纳米颗粒,其有益效果是:

    29、(1)本发明制备得到的纳米颗粒可以搭载多种化疗药物,载药量大,毒副作用低,可以提高化疗药物的生物利用度;

    30、(2)本发明制备得到的纳米颗粒具有肝癌靶向作用,搭载化疗药物,提高化疗药物的特异性,实现精准治疗;

    31、(3)本发明制备得到的纳米颗粒具有化疗和化学动力疗法两种治疗模式,化疗及化学动力疗法协同对肝癌细胞造成杀伤,抗肿瘤效果更显著。


    技术特征:

    1.一种靶向纳米颗粒的制备方法,其特征在于,包括步骤:

    2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,各原料的质量比为:十六烷基三甲基溴化铵:七水合硫酸亚铁:六水合三氯化铁:纯水:氨水:硅酸四乙酯:乙酸乙酯=0.1~10:0.1~1:0.2~2:10~100:0.3~3:0.05~0.5:0.5~5,反应温度为40℃,加入氨水后300rpm搅拌反应1~3小时,然后再加入硅酸四乙酯和乙酸乙酯,先500rpm强烈搅拌0.5~2分钟,然后150rpm搅拌反应4~8小时。

    3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,反应浊液离心洗涤为先采用纯水离心洗涤至ph值为7,然后再采用无水乙醇离心洗涤若干次。

    4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,烘干温度为60~80℃,高温煅烧去除模板的温度为500~600℃。

    5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤2.1中,反应介质为无水乙醇,各原料的用量比为:fe-msn:硅烷偶联剂=0.1g~1g:0.1ml~10ml,反应温度为80~90℃,反应时间为4~8h。

    6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤2.2中,各原料的质量比为:ga:1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐:n,n-二环已基碳二亚胺:n-羟基琥珀酰亚胺=1~30:1.2~12:1.2~12:3~30,

    7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤2.3中,反应液中,ga与fe-msn-nh2的质量比为1~30:0.1~10,反应时间为3-5h。

    8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤3中,dox与fe-msn-ga的质量比为0.1~10:0.1~10。

    9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的靶向纳米颗粒。

    10.如权利要求9所述的纳米颗粒在肝癌治疗药物中的应用。


    技术总结
    本发明属于生物医学纳米材料技术领域,具体涉及一种靶向纳米颗粒及其制备方法和应用。本发明制备得到的靶向纳米颗粒DOX@Fe‑MSN‑GA,具有肝癌靶向作用,搭载化疗药物,提高化疗药物的特异性,将化疗及化学动力疗法协同,可实现肝癌精准治疗。

    技术研发人员:黄陕州,张传钊,周奇
    受保护的技术使用者:黄陕州
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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