一种超声调控型抗肿瘤药物递送系统的制备方法及应用技术方案

本发明专利技术涉及声调控型抗肿瘤药物递送系统的制备方法及应用，有效解决现有肿瘤治疗药物载药量低，递送过程会出现药物泄露、肿瘤响应灵敏度低、释放慢且易产生耐药性、无法进行体外调控的问题，以中空介孔二氧化钛为基体，内部荷载全氟己烷及药物博来霉素，通过内源性生物膜‑红细胞膜包裹，并以肿瘤靶向多肽进行修饰，构建超声调控型抗肿瘤药物递送系统；以中空介孔二氧化钛为基体，内部荷载全氟己烷及模型药物博来霉素，将RBC包裹在中空介孔二氧化钛的表面，通过内源性生物膜‑红细胞膜包裹，制备出纳米级粒径分布的递药系统，并以肿瘤靶向多肽NGR末端进行二酰基脂质修饰，构建具有远程超声调控功能的肿瘤递药体系。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医药化工领域，特别是一种声调控型抗肿瘤药物递送系统的制备方法及应用。
技术介绍
目前，化疗药物通常难溶于水、副作用大、易产生耐药。开发靶向控释纳米递药系统可在一定程度解决上述问题。近年来，各国科学家在纳米控释递药体系领域进行了多方面的研究，如肿瘤响应型pH控释系统、近红外光控释系统等，虽然这些纳米递药系统可实现药物在肿瘤部位的响应释放，但亦存在一些问题：如载药量低，递送过程会出现药物泄露、肿瘤响应灵敏度低、释放慢且易产生耐药性、无法进行体外调控等。如何将药物高效转运至肿瘤组织、使药物在非肿瘤部位零释放，在肿瘤组织或细胞中快速释放，寻找可调控型智能递药系统是克服上述缺点重要途径之一。超声波对生物组织有较强的穿透力，聚焦超声可无创伤地将声能聚焦于深层组织，无需通过内镜，操作简单等优点，因而超声激活敏感剂产生的声动力学疗法被认为是一种有潜力、极具推广前景的抗癌新疗法。自1987年Fechheimer等报到了超声通过增加细胞的通透性来增强基因的表达以来，超声在增强目的基因表达及药物递送领域取得了长足的发展。超声脂质微泡作为药物的载体，可以以多种方式携带药物或基因，将载药微泡经外周静脉注射后，可随血流到达靶组织，待其到达靶区域后，增强声压，引爆微泡，使微泡在靶区定位爆破并局部释放药物，从而增强药物递送或基因的转染。有关研究发现，TiO2纳米结构是一种相当安全的材料，无明显的细胞毒作用，而且TiO2粒子能够被机体清除并被排除体外，对于作为药物转运载体而言具有重要的实际应用意义。中空介孔二氧化钛（HPTiO2）是一种新型的TiO2纳米结构，具有比表面积大、药物负载量高、毒性低、化学稳定性好等优点，Zhang等人将NH3▪H2O和TiCl4采用低温沉积法制备出内部中空，外层由小TiO2粒子堆积而成的HPTiO2。相比其他TiO2纳米结构，HPTiO2具有超大的比表面积，可高效装载多种抗肿瘤药物（紫杉醇、阿霉素、鱼藤酮等），中空和孔道中均可荷载药物，拥有高药物荷载量。红细胞（RedBloodCells，RBCs）是血液中数量最多且寿命最长的细胞。由于正常成熟红细胞无核、无细胞器，红细胞膜提取分离较简单，一般通过离心方法得到血液中的红细胞，采用低渗溶血方式获得红细胞膜。Luk等研究了纳米粒内核的表面电性、曲率半径等因素对红细胞膜包裹纳米粒的影响。结果显示，红细胞膜可包封粒径为65~340nm的纳米粒，其中静电作用是能包裹并保持稳定的主要原因。红细胞膜包裹的纳米粒（RBC-NP）作为药物载体具有以下优点：(1)红细胞膜用于纳米粒修饰可保护并转运药物。RBC-NP可形成一个隔离空间以保护运载的物质，避免药物提前释放，使药物不受内源性因素的影响而过早失活和降解，提高药物在体内的稳定性；其具有的纳米级粒径可在循环中保持稳定，并可通过EPR效应，通过肿瘤血管渗漏到肿瘤部位；(2)与普通药物载体相比，免疫原性低，体内能够逃避免疫细胞的吞噬及识别，显著延长药物的体内循环时间；(3)它具有良好的形变、跨膜和融合能力，易于跨过生物屏障，有利于细胞摄取。作为内源性物质，具有高度的生物安全性；通过EPR效应到达肿瘤部位后，提高对肿瘤细胞的识别和亲和能力可显著延长递药系统在靶部位的滞留时间，促进肿瘤细胞对递药系统的内吞作用，实现药物精准、高效的转运至肿瘤细胞。CD13受体在乳腺癌MCF-7细胞膜过表达，使其成为MCF-7肿瘤细胞识别的有效靶点。NGR（可与CD13受体特异性结合）靶向是一种公认的、高效的肿瘤细胞靶向策略。基于此，对递药系统进行NGR修饰，将使该体系在体内具有高度的肿瘤细胞靶向性，可显著降低化疗药物的毒性，提高其疗效。目前，博来霉素（BLM）是临床上使用较为广泛的抗肿瘤药物之一，它的药理作用主要是嵌入细胞核内DNA而抑制核酸合成。研究表明，肿瘤细胞内铜离子浓度较高，BLM可与肿瘤细胞内铜离子结合，进而降低超氧化物歧化酶活性（SOD），从而减少对ROS的清除，有利于声动力学产生的ROS在肿瘤细胞内的积聚，发挥协同抗肿瘤作用。
技术实现思路
针对上述问题，为解决现有技术之缺陷，本专利技术的目的就是提供一种声调控型抗肿瘤药物递送系统的制备方法及应用，可有效解决现有肿瘤治疗药物载药量低，递送过程会出现药物泄露、肿瘤响应灵敏度低、释放慢且易产生耐药性、无法进行体外调控的问题。本专利技术的技术方案是：以中空介孔二氧化钛为基体，内部荷载全氟己烷(PFH)及药物博来霉素，通过内源性生物膜-红细胞膜包裹，并以肿瘤靶向多肽进行修饰，构建超声调控型抗肿瘤药物递送系统；具体包括下列步骤：（1）制备中空介孔二氧化钛(HPTiO2)：将0.1mol/LNH3▪H2O5-100ml溶于350-450ml丙酮中，得NH3▪H2O丙酮溶液，再将5-11mLTiCl4的丙酮溶液滴加到上述溶液中，室温下反应25-35min，3000-4000rpm离心8-12min，35-45℃下干燥除去丙酮，再加入过量的甲醇溶液，使反应产物中的NH4Cl结晶析出分离，除去产物中的NH4Cl晶体，35-45℃抽真空干燥24h除去甲醇，即得中空介孔二氧化钛；（2）制备红细胞膜(RBC)：取2-5ml雌性大鼠血液加入40-100μL肝素，4℃下3500rpm离心8-12min，收集沉淀红细胞，用1mol/LpH7.4的PBS缓冲液5-30ml洗涤后，置于5-15ml0.1-0.3mol/LpH7.4的PBS缓冲液中，冰浴2h，9000rpm离心10min，去除血红蛋白，重悬于0.1-0.3mol/LpH7.4的PBS中，过滤，得红细胞膜；（3）制备红细胞膜包裹的二氧化钛/博来霉素/全氟己烷(RBC/HPTiO2/BLM/PFH)：称取10-20mg中空介孔二氧化钛，加入到2-40ml去离子水中，探头超声溶解，加入5-10mg博来霉素及20-40μl全氟己烷，室温搅拌12-24h，除去游离药物，得二氧化钛/博来霉素/全氟己烷；将步骤（2）所得的红细胞膜与二氧化钛/博来霉素/全氟己烷按体积比0.5-4:1混合均匀，过滤，得红细胞膜包裹的二氧化钛/博来霉素/全氟己烷；（4）制备多肽修饰递药系统(NGR-RBC/HPTiO2/BLM/PFH)：取0.1-1.0mg的NGR-diacyllipid加入到2-10ml的红细胞膜包裹的二氧化钛/博来霉素/全氟己烷中，在37℃摇床中孵育4-8h后，8000rpm离心8-12min，得超声调控型抗肿瘤药物递送系统。本专利技术所述方法制备的超声调控型抗肿瘤药物递送系统在制备肿瘤部位靶向给药、肿瘤部位的超声远程调控定位释药、超声响应自供氧声动力学治疗体系药物、肿瘤的多机制治疗药物以及肿瘤超声成像诊断药物中的应用。本专利技术以中空介孔二氧化钛（HPTiO2）为基体，内部荷载可通过超声实现相变的全氟己烷（PFH）及模型药物博来霉素（BLM），采用挤压法，将RBC包裹在中空介孔二氧化钛的表面，通过内源性生物膜-红细胞膜包裹，制备出了具有较均一的纳米级粒径分布（180nm左右）的递药系统。并以肿瘤靶向多肽NGR末端进行二酰基脂质（diacyllipid）修饰，利用diacyllipid和RBC的强亲和力实现NGR的连接，构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声调控型抗肿瘤药物递送系统的制备方法，其特征在于，以中空介孔二氧化钛为基体，内部荷载全氟己烷及药物博来霉素，通过内源性生物膜‑红细胞膜包裹，并以肿瘤靶向多肽进行修饰，构建超声调控型抗肿瘤药物递送系统；具体包括下列步骤：（1）制备中空介孔二氧化钛：将0.1mol/LNH3▪H2O 5‑100ml溶于350‑450ml丙酮中，得NH3▪H2O丙酮溶液，再将5‑11mLTiCl4的丙酮溶液滴加到上述溶液中，室温下反应25‑35min，3000‑4000rpm离心8‑12min，35‑45℃下干燥除去丙酮，再加入过量的甲醇溶液，使反应产物中的NH4Cl结晶析出分离，除去产物中的NH4Cl 晶体，35‑45℃抽真空干燥24h除去甲醇，即得中空介孔二氧化钛；（2）制备红细胞膜：取2‑5ml雌性大鼠血液加入40‑100μl肝素，4℃下3500rpm离心8‑12min，收集沉淀红细胞，用1mol/LpH7.4的PBS缓冲液5‑30ml洗涤后，置于5‑15ml 0.1‑0.3mol/LpH7.4的PBS缓冲液中，冰浴2h，9000rpm离心10min，去除血红蛋白，重悬于0.1‑0.3mol/LpH7.4的PBS中，过滤，得红细胞膜；（3）制备红细胞膜包裹的二氧化钛/博来霉素/全氟己烷：称取10‑20mg中空介孔二氧化钛，加入到2‑40ml去离子水中，探头超声溶解，加入5‑10mg博来霉素及20‑40μl全氟己烷，室温搅拌12‑24h，除去游离药物，得二氧化钛/博来霉素/全氟己烷；将步骤（2）所得的红细胞膜与二氧化钛/博来霉素/全氟己烷按体积比0.5‑4:1混合均匀，过滤，得红细胞膜包裹的二氧化钛/博来霉素/全氟己烷；（4）制备多肽修饰递药系统：取0.1‑1.0mg的NGR‑diacyllipid加入到2‑10ml的红细胞膜包裹的二氧化钛/博来霉素/全氟己烷中，在37℃摇床中孵育4‑8h后，8000rpm离心8‑12min，得超声调控型抗肿瘤药物递送系统。...

【技术特征摘要】
1.一种超声调控型抗肿瘤药物递送系统的制备方法，其特征在于，以中空介孔二氧化钛为基体，内部荷载全氟己烷及药物博来霉素，通过内源性生物膜-红细胞膜包裹，并以肿瘤靶向多肽进行修饰，构建超声调控型抗肿瘤药物递送系统；具体包括下列步骤：（1）制备中空介孔二氧化钛：将0.1mol/LNH3▪H2O5-100ml溶于350-450ml丙酮中，得NH3▪H2O丙酮溶液，再将5-11mLTiCl4的丙酮溶液滴加到上述溶液中，室温下反应25-35min，3000-4000rpm离心8-12min，35-45℃下干燥除去丙酮，再加入过量的甲醇溶液，使反应产物中的NH4Cl结晶析出分离，除去产物中的NH4Cl晶体，35-45℃抽真空干燥24h除去甲醇，即得中空介孔二氧化钛；（2）制备红细胞膜：取2-5ml雌性大鼠血液加入40-100μl肝素，4℃下3500rpm离心8-12min，收集沉淀红细胞，用1mol/LpH7.4的PBS缓冲液5-30ml洗涤后，置于5-15ml0.1-0.3mol/LpH7.4的PBS缓冲液中，冰浴2h，9000rpm离心10min，去除血红蛋白，重悬于0.1-0.3mol/LpH7.4的PBS中，过滤，得红细胞膜；（3）制备红细胞膜包裹的二氧化钛/博来霉素/全氟己烷：称取10-20mg中空介孔二氧化钛，加入到2-40ml去离子水中，探头超声溶解，加入5-10mg博来霉素及20-40μl全氟己烷，室温搅拌12-24h，除去游离药物，得二氧化钛/博来霉素/全氟己烷；将步骤（2）所得的红细胞膜与二氧化钛/博来霉素/全氟己烷按体积比0.5-4:1混合均匀，过滤，得红细胞膜包裹的二氧化钛/博来霉素/全氟己烷；（4）制备多肽修饰递药系统：取0.1-1.0mg的NGR-diacyllipid加入到2-10ml的红细胞膜包裹的二氧化钛/博来霉素/全氟己烷中，在37℃摇床中孵育4-8h后，8000rpm离心8-12min，得超声调控型抗肿瘤药物递送系统。2.根据权利要求1所述的超声调控型抗肿瘤药物递送系统，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）制备中空介孔二氧化钛将0.1mol/LNH3▪H2O5-100ml溶于400ml丙酮，将8mLTiCl4的丙酮溶液滴加到上述溶液中，室温下反应30min，4000rpm离心12min，40℃干燥除去丙酮，再加入过量的甲醇溶液，使反应产物中的NH4Cl结晶析出分离，除去产物中的NH4Cl晶体，40℃抽真空干燥24h除去甲醇，即得中空介孔二氧化钛；（2）制备红细胞膜：取5ml雌性大鼠血液加入100μl肝素，4℃下3500rpm离心10min，收集沉淀红细胞，用1mol/LpH7.4的PBS缓冲液10ml洗涤后，置于10ml0.25mol/LpH7.4的PBS缓冲液中，冰浴2h，9000rpm离心10min，去除血红蛋白，重悬于0.25mol/LpH7.4的PBS中，过滤，得红细胞膜；（3）制备红细胞膜包裹的二氧化钛/博来霉素/全氟己烷：称取15mg中空介孔二氧化钛，加入到20ml去离子水中，探头超声溶解，加入8mg博来霉素及30μl全氟己烷，室温搅拌12h，除去游离药物，得二氧化钛/博来霉素/全氟己烷；将步骤（2）所得的红细胞膜与二氧化钛/博来霉素/全氟己烷按体积比2:1混合均匀，过滤，得红细胞膜包裹的二氧化钛/博来霉素/全氟己烷；（4）制备多肽修饰递药系统：取0.5mg的NGR-diacyllipid加入到8ml的红细胞膜包裹的二氧化钛/博来霉素/全氟己烷中，在37℃摇床中孵育6h后，8000rpm离心10min，得超声调控型抗肿瘤药物递送...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振中，张慧娟，张晓戈，祝杏，张红岭，侯琳，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41