本发明专利技术公开一种用于肿瘤诊疗一体化的复合纳米药物及其制备方法，本发明专利技术通过纳米载体负载化疗药物、光动力药物和能逆转肿瘤细胞多药耐药MDR‑1基因的shRNA质粒，所述纳米载体以表面排列有贵金属纳米粒的磁性纳米球为内核，表面修饰氨基的介孔二氧化硅为外壳，通过层层自组装技术在核壳结构表面形成具有pH响应的聚电解质薄膜层结构。本发明专利技术复合纳米药物集靶向给药、多模成像、化学治疗、光动力治疗、基因治疗于一体，可同时应用于肿瘤早期诊断、影像介导和实时监控的治疗，克服了现有技术肿瘤诊断与治疗分离的缺陷；此外，本发明专利技术复合纳米药物制备工艺简单、可操作性强、适于工业生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于肿瘤诊断治疗一体化的多功能复合纳米药物、制备方法。
技术介绍
肿瘤是目前威胁人类健康的重大疾病之一，尤其是恶性肿瘤。恶性肿瘤正在成为威胁人类生命的头号杀手，每年肿瘤在全世界范围的患病率正逐步提高，而且，肿瘤的死亡率也在不断上升。肿瘤的有效治疗要求尽早、准确发现，从而实现及时治疗，改善治疗效果，然而，目前肿瘤的诊断和治疗一直是科学界的一个难题。在肿瘤的早期诊断中,用不同模式的成像技术来获取肿瘤的结构、代谢和生化信息是至关重要的。在临床上普遍使用的肿瘤诊断技术有X-射线断层扫描成像(CT)、正电子发射断层显像(PET)、核磁共振成像(MRI)以及荧光成像(FOI)，尤其是MRI和荧光成像因其独特的非侵入无损伤优点颇受青睐。核磁成像是临床常用的成像模式，它可以提供高质量的生物体结构信息。其中，超顺磁纳米粒子可以有效地减少氢质子的横向弛豫时间(T2)，增强T2序列的核磁成像对比度。因此，超顺磁纳米粒子在核磁成像中的应用已经引起了人们的极大关注和广泛研究，特别是在肿瘤诊断中的应用。然而，在实际病例中，单一的成像模式不能完全提供肿瘤的形态和功能信息，所以发展多模成像技术可以充分发挥各个成像模式的长处，这样可以大大提高肿瘤诊断的精度。通常，在成像中需要注射对比剂来增强信号，如果顺次利用不同的成像模式进行检测可能需要对患者注入不用的对比剂，这样不仅耗时，而且增加患者的痛苦和毒副作用。所以发展一种可以同时应用于多种成像技术的探针可以解决以上的问题，并且多模探针聚集的位置可以作为各个成像模式图像的参考点，这样对不同模式图像的融合会有较大的帮助。目前临床上治疗恶性肿瘤的方法主要有手术切除、化学治疗和放射治疗等。虽然手术切除是首选方法，但由于早期肿瘤发病部位比较隐匿，且癌细胞具有高转移的特点，许多癌症患者在开始治疗时就发现癌细胞已发生转移现象，导致原发病灶部位无法被有效识别并完全切除。在不能采取手术治疗的情况下，根据组织类型考虑采用放疗或者化学药物治疗。组织类型不同，首选的方法也不同，如肺的鳞状上皮癌对放射线敏感，而肺腺癌则对化学治疗比较敏感。而一些特殊部位的肿瘤，即便没有远处转移，但手术可能会造成严重的并发症，如 脑干，肺门，肝脏门脉区，一旦出现手术闪失，容易造成患者死亡。这种情况下，放疗或化疗为首选的治疗手段。放射治疗是通过高能粒子或光波破坏细胞遗传物质将肿瘤细胞直接消灭。但在实施过程中，对周围正常组织细胞也会受到射线损伤，正常组织细胞受到射线损伤容易突变，增加形成新肿瘤的风险。化学治疗作为一种全身性治疗手段，利用化学药物来抑制肿瘤的增殖、转移和浸润，可以有效地杀伤肿瘤。化学治疗对原发灶、转移灶和亚临床转移灶均有治疗作用，然而化学治疗多是针对生长旺盛的组织进行非选择性杀伤，同时人体的造血系统和免疫系统对化学药物也极为敏感，因此化学治疗对造血系统和免疫系统也具有严重损伤；此外，化疗药物还有在肿瘤组织处分布较低的问题，并且肿瘤细胞对化疗药物产生耐受性从而导致细胞耐药，进而提高了肿瘤治疗的难度。肿瘤的多药耐药性(MDR)是指肿瘤细胞接触一种抗肿瘤药物并产生耐药后，同时对结构和作用机理不同的抗肿瘤药物具有交叉耐药性。MDR是肿瘤细胞耐药的常见方式，也是肿瘤化疗失败的主要原因。因此，MDR是当前使用化学药物治疗肿瘤亟待解决的问题。目前研究肿瘤耐药机制主要是从MDR基因表达的产物入手，而RNA干扰技术可特异性和选择性地沉默靶基因表达。对于克服肿瘤的多药耐药性，通过抑制MDR基因的表达避免生物体细胞对化学药物治疗的耐受性。RNA干扰技术的机制是外源性双链RNA，如siRNA进入细胞后，在胞质中的RNA解旋酶的作用下解链成正义链和反义链，随后反义链再与细胞内的一些核酸内切酶或解旋酶等结合形成RNA诱导的沉默复合物(RISC)。RISC与目标基因的mRNA同源区特异性结合，在结合部位酶解切割mRNA，从而使mRNA降解导致相应的基因表达沉默。siRNA是约22个碱基对长度的双链核糖核酸序列，呈负电性，易溶于水，具有高效的基因沉默效应。目前，传统的化学治疗和基因沉默结合治疗肿瘤已获得极大的关注，并取得较好的治疗效果。然而，siRNA这种负电性的生物分子递送到肿瘤细胞内相对很困难，因此，通过设计、改造、研发出一种新型多功能药物载体，能够有效实现RNA沉默功能是siRNA靶向基因沉默研究当中的最大挑战。现阶段临床肿瘤诊断与治疗分离，由于其固有的局限性并不能及时对肿瘤做出准确判断与有效处理，往往会延误肿瘤患者最佳的治疗时间，因此有必要研发集多种功能为一体的诊疗药物，将诊断和治疗两者有机同步地结合起来，以实现诊断的同时进行治疗的目的。在肿瘤的诊断与治疗领域中，特别引起人们广泛兴趣的就是纳米材料与纳米技术，纳米材料应用于药物输送和成像的优势体现于其多功能性，许多纳米材料自身具有提升成像能力的特性，纳米技术的应用也可以同时实现治疗和监测药物在体内的作用位点及治疗效果。因此，设计和构建诊疗一体化复合纳米药物同时实现肿瘤早期诊断、影像介导和实时监控的治疗是当今 医学技术研究中的热点与难点。
技术实现思路
鉴于上文所述，本专利技术公开了一种用于肿瘤诊疗一体化的复合纳米药物、制备方法，这两个方面的技术方案具体如下文所述：本专利技术公开的第一方面是提供一种用于肿瘤诊疗一体化的复合纳米药物，所述复合纳米药物是通过纳米载体以物理吸附或化学键合的方式结合化疗药物、光动力药物和能逆转肿瘤细胞多药耐药MDR-1基因的shRNA质粒；所述复合药物的纳米载体以表面排列有贵金属纳米粒的磁性纳米球为内核，以表面修饰氨基的介孔二氧化硅为外壳，通过层层自组装技术(Layer-by-Layer，LbL)在所述核壳结构表面依次形成带负电荷的聚电解质与带正电荷聚电解质层交替的薄膜层；所述聚电解质层为具有pH响应的聚合物。本专利技术中用于肿瘤诊疗一体化的复合纳米药物，其所述复合药物的纳米载体中磁性纳米球的材料为Ni、Co、Fe、Fe3O4、γ-Fe2O3和MeFe2O4中任一种，点状排列在磁性纳米球表面的贵金属纳米粒的材料为Au或Ag；优选地，所述复合药物的纳米载体内核为表面修饰有Au纳米粒的Fe3O4纳米球的结构。本专利技术中用于肿瘤诊疗一体化的复合纳米药物，其所述化疗药物根据常用分类分为烷化剂、抗代谢药、抗癌抗生素、植物类、激素类和杂类等，下文所述药物为常用化疗药物，但并不代表本专利技术中化疗药物局限于下文所述药物，在实际病例中根据肿瘤的类型和患者情况选择。例如烷化剂；环磷酰(Cyclophosphamide)，塞替派(Thiotepa)，司莫司汀(Semustine)，盐酸氮芥(Chlormethine Hydrochloride)，白消安(马利兰，Busulfan)，苯丁酸氮芥(Chlorambucil)，氮甲(Formylmerphalan)，卡莫司汀(Carmustine)，六甲蜜胺(Altretamine)，洛莫司汀(Lomustine)，苯丙氨酸氮芥(DL-Phenylalanine Mustard)，硝卡芥(Nitrocaphane)，异环磷酰胺(Ifosfamide)，二溴甘露醇(Mitobronitol)；抗代谢药；阿糖胞苷(Cytarabine)，氟尿嘧啶(本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于肿瘤诊疗一体化的复合纳米药物，其特征在于，所述复合纳米药物是通过纳米载体以物理吸附或化学键合的方式结合化疗药物、光动力药物和能逆转肿瘤细胞多药耐药MDR‑1基因的shRNA质粒；所述纳米载体以表面排列有贵金属纳米粒的磁性纳米球为内核，以表面修饰氨基的介孔二氧化硅为外壳，通过层层自组装技术在所述核壳结构表面依次形成带负电荷的聚电解质与带正电荷聚电解质交替的薄膜层结构；所述带负电荷的聚电解质和所述带正电荷的聚电解质为具有pH响应的聚合物。
【技术特征摘要】
1.用于肿瘤诊疗一体化的复合纳米药物，其特征在于，所述复合纳米药物是通过纳米载体以物理吸附或化学键合的方式结合化疗药物、光动力药物和能逆转肿瘤细胞多药耐药MDR-1基因的shRNA质粒；所述纳米载体以表面排列有贵金属纳米粒的磁性纳米球为内核，以表面修饰氨基的介孔二氧化硅为外壳，通过层层自组装技术在所述核壳结构表面依次形成带负电荷的聚电解质与带正电荷聚电解质交替的薄膜层结构；所述带负电荷的聚电解质和所述带正电荷的聚电解质为具有pH响应的聚合物。2.根据权利要求1所述的用于肿瘤诊疗一体化的复合纳米药物，其特征在于，所述纳米载体中磁性纳米球的材料为Ni、Co、Fe、Fe3O4、γ-Fe2O3和MeFe2O4中任一种。3.根据权利要求1所述的用于肿瘤诊疗一体化的复合纳米药物，其特征在于，所述纳米载体中贵金属纳米粒的材料为Au或Ag。4.根据权利要求1所述的用于肿瘤诊疗一体化的复合纳米药物，其特征在于，所述带负电荷的聚电解质为海藻酸钠、聚丙烯酸或聚乙二醇。5.根据权利要求1所述的用于肿瘤诊疗一体化的复合纳米药物，其特征在于，所述带正电荷的聚电解质为壳聚糖、聚乙烯胺或聚乙烯亚胺。6.根据权利要求1所述的用于肿瘤诊疗一体化的复合纳米药物，其特征在于，所述纳米载体的浓度为0.1～10mg/ml，所述化疗药物的浓度为0.1～10mg/ml，所述光动力药物的浓度为0.1～10mg/ml，所述质粒的浓度为10～500ug/ml。7.用于肿瘤诊疗一体化的复合纳米药物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：将预先制备的纳米载体分散在水中，制备浓度为0.1～10mg/ml纳米载体水溶液，所述纳米载体以表面排列有贵金属纳米粒子的磁性纳米球为内核，以表面修饰氨基的介孔二氧化硅为外壳，通过层层自组装技术在所述核壳结构表面依次形成带负电荷的聚电解质与带正电荷聚电解质交替的薄膜层，直至得到目标层数；所述聚电解质层为具有pH响应的聚合物；步骤B：在步骤A得到的纳米载体水溶液中加入化疗药物和光动力药物形成混合溶液，混合溶液中溶质的质量关系为化疗药物∶光动力药物∶纳米载体＝1∶1∶1～5，将所述混合溶液置于摇床加载1～72小时后放入压强为103Pa～105Pa的真空箱中存放1～24小时，通过离心去除未加载在纳米载体上的药物，收集沉淀物待用；步骤C：在步骤B所得沉淀物中加入能逆转肿瘤细胞多药耐药...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘贻尧，陈银，杨红，吴春惠，曾红娟，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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