双功能介孔硅球复合靶向给药系统的制备方法技术方案

本发明专利技术涉及一种双功能介孔硅球复合靶向给药系统的制备方法，属于纳米生物医学领域。采用共沉淀法制得超顺磁Fe3O4纳米粒，再以十六烷基三甲基溴化铵为模板，掺杂光敏剂，从而在磁性纳米粒和光敏剂表面包裹一层介孔二氧化硅并共价连接和物理吸附抗癌药物，最后用叶酸和透明质酸进行表面修饰，得到了双功能介孔硅球复合靶向纳米给药系统。本发明专利技术集核磁造影、荧光成像、磁热疗、光动疗、化疗多重功效，实现诊疗一体化，且其磁靶向及FA/HA双受体介导靶向作用能更有效地增强药物与肿瘤细胞的靶向结合，提高药物在肿瘤部位的有效浓度，增效减毒，双载药加强对肿瘤细胞的杀伤力，显著提高对肿瘤的治疗效果。本发明专利技术方法获得的产品在药物控制释放领域有很大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双功能介孔硅球复合靶向给药系统的制备方法，属于纳米生物医学领域。
技术介绍
恶性肿瘤是被认为是威胁人类健康的三大杀手之一，人类因恶性肿瘤而引起的死亡率居所有疾病死亡率的第二位，仅次于心脑血管疾病。化疗是临床上治疗肿瘤的主要手段，但因化疗药物随血液分布于全身，造成其缺乏选择性，对肿瘤细胞和正常的体细胞都具有杀伤效应，引起的毒副作用使患者不能耐受而使其应用受到严重限制。因此，构建靶向肿瘤组织的药物传递系统是解决肿瘤化疗问题的有效途径。目前，已开发的靶向给药系统仍存在稳定性差、生物相容性和生物可降解性不理想等问题。而双受体介导的药物靶向，作为新型的靶向策略，利用肿瘤细胞过量表达的受体及受体和配体的结合具有特异性高、亲合力强等特点，由配体修饰的载体，通过受体介导作用选择性地与受体过度表达的细胞相结合，降低了药物对正常细胞的毒副作用，能有效地将纳米粒靶向传递至肿瘤细胞从而达到靶向治疗的效果，并具有一定的稳定性，有很好的生物相容性、生物可降解性及更好的缓释速度。磁性纳米材料除了具有普通纳米材料独特的特性外，还具有特殊的磁性能，如：室温下表现出超顺磁性、良好的生物安全性、高的磁场响应特性。在磁性纳米粒子中，氧化铁纳米粒子由于其优良的化学稳定性、较高的饱和磁强度而得到广泛的研究。超顺磁性Fe3O4纳米粒的粒径一般很小，可作为核磁共振成像的阴性造影剂，用于肿瘤部位的诊断。其在实现可视化的磁共振成像的同时还可通过磁介导将药物运送并保持在指定靶标，并且能显著提高病灶与正常组织的信号对比，有利于提高组织的小病灶乃至微小病灶的检出率。同时，磁性纳米粒子介导的热疗可准确定位至肿瘤部位，由于肿瘤细胞比正常细胞耐热性要差，通过施加外加交变磁场使细胞发热，可杀死恶性肿瘤细胞，减少了对正常细胞的伤害。但是，单个粒子的外磁场响应速度很慢，这极大的限制了磁性纳米材料在生物医药等领域的应用。将多个超顺磁性纳米粒子同时包裹到一个大粒子中可大大增强复合粒子的外磁场响应速度，同时保证复合粒子具有超顺磁性。复合后的磁性粒子可显著的提高其化学稳定性和分散性，并赋予磁性粒子与其它材料的相容性和反应特性。二氧化硅具有良好的生物相容性及抗分解能力，在Fe3O4表面包裹一层SiO2后，能极大地降低Fe3O4的零电点和屏蔽磁偶极子的相互作用，使粒子具有良好的分散性、水溶性、化学稳定性及生物相容性，且SiO2表面存在丰富的羟基，有利于Fe3O4@SiO2复合粒子的进一步生物功能化，在经过适当表面修饰后具备良好的化学稳定性、生物相容性和靶向性等优点，可实现磁共振成像、磁控靶向药物载体及磁热疗等作用。光动疗学治疗是一种新兴的抗癌疗法，在合适的条件下，经光照射后，光敏剂(PS)能够吸收光子的能量传递给周围的氧分子，而生成活性氧(ROS)和自由基诱导病变细胞死亡和组织破坏，而不破坏其它正常细胞。目前光动力学诊断与治疗存在光敏剂荧光信号，强度不强，肿瘤组织的选择性摄取不高，导致光敏剂在正常组织中的累积效应高，甚至在暗光下发生光化反应的问题。而且大部分光敏剂是有毒性的，易在输送过程中被体内消化酶降解，以及能延长皮肤的光敏性、水溶性差等缺点，使其应用受到了极大的限制。而光敏剂被包裹在二氧化硅纳米空心球中后，不仅明显改善了其溶解性、稳定性、生物相容性，避免泄露引起毒性，还可显著增加光敏剂的单体含量，显著提高单线态氧量子产率，荧光会明显增强，具有更高的光敏抗肿瘤活性，其利用率明显提高。再利用中空介孔硅球表面易修饰性连接靶向受体，将光敏剂靶向至病变部位，与磁热疗、化疗协同发挥作用可显著提高疗效。叶酸(folate，FA)受体是由糖基化磷脂酰肌醇(glycosylphosphatidylinositol，GPI)连接的膜糖蛋白，亲合力高，在许多肿瘤细胞中过度表达，而在大多数正常组织中低表达或者不表达。叶酸分子量小，稳定性和生物相容性极好，免疫原性低且对机体无刺激性，其分子又易于与其他基团连接且大量存在于水果蔬菜，方便易得。而且叶酸同药物载体连接形成叶酸复合物后，叶酸受体对叶酸复合物仍具有高度亲和性，对肿瘤细胞有高度选择性，叶酸因此被广泛用作定位基团。透明质酸(HA)，又名玻尿酸，是由双糖单位D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺组成的高级多糖类，主要存在于细胞外基质和细胞间质中。HA具有良好的生物相容性、生物降解性和非免疫原性，并携带大量的-OH、-COOH和-CH2OH等多种功能基团，可进行共价修饰与药物通过酯化、氢键等结合达到缓控释作用，是一种理想的生物医用高分子材料，在临床医学中具有广泛的应用。研究发现大部分实体肿瘤组织外周的透明质酸增高，同时肿瘤细胞表面的透明质酸受体——CD44表达上调，利用透明质酸/CD44受体介导作用可以提高抗瘤药物的主动靶向。苯丁酸氮芥(Chlorambucil，CLB)，属氮芥类衍生物，具有双功能烷化剂作用，是广泛应用的抗肿瘤药物和免疫抑制剂。它通过形成不稳定的亚乙基亚胺而发挥其细胞毒作用，干扰DNA和RNA的功能。苯丁酸氮芥抗瘤谱比较广，对多种肿瘤均有作用，对各种生长周期的肿瘤细胞都有杀灭作用，对增殖状态的细胞敏感，属于细胞周期非特异性药物。其对内皮血管的抑制和再生作用，可以降低心肌梗塞的发病率。苯丁酸氮芥与其它烷化剂相似，在常规剂量下，其毒性较其他任何氮芥类药物小，其剂量限制的主要因素是血液学抑制作用、骨髓抑制，贫血和免疫力降低。因此，使用药物载体负载苯丁酸氮芥，控制其释放意义重大。阿霉素(Doxorubicin，DOX)，属蒽环类，是一种抗肿瘤抗生素，可抑制RNA和DNA的合成，对RNA的抑制作用最强，抗瘤谱较广，对多种肿瘤均有强烈作用，属周期非特异性药物，对各种生长周期的肿瘤细胞都有杀灭作用。与氮芥类联用无交叉耐药性，并有一定程度的协同作用。阿霉素有自发荧光现象，它在绿光激发下可发射红色荧光，在紫外激发下有较强桔黄色荧光。将阿霉素吸附在硅球上并共价连接苯丁酸氮芥，提高载药量，加强对肿瘤细胞的杀伤力，还可起荧光标记作用，用于体内示踪。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中药物传递系统靶向性差的问题，提供一种双功能介孔硅球复合靶向给药系统的制备方法，其实现了磁场介导和FA/HA双受体介导的多重靶向给药，能够有效将药物靶向至靶标，并在癌细胞内迅速积累，双载药协同杀伤肿瘤细胞，可得到较好的治疗效果。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：双功能介孔硅球复合靶向给药系统的制备方法，其特征在于具体步骤如下：1)掺杂超顺磁Fe3O4纳米粒和光敏剂的氨基化介孔硅球Fe3O4/PS@HMSNs-NH2的制备将超顺磁Fe3O4纳米粒分散于溶剂中，加入CTAB、氨水、光敏剂(PS)，搅拌溶解后依次缓慢滴加TEOS，继续避光反应；高速离心，洗涤，冻干即得Fe3O4/PS为核、二氧化硅为壳的核壳型双功能介孔硅球Fe3O4/PS@HMSNs；将其溶解后缓慢注入APTES(3-氨丙基三乙氧基硅烷)，继续搅拌，离心，洗涤，真空干燥过夜，即得Fe3O4/PS@HMSNs-NH2；2)FA-HA的制备i)将透明质酸HA溶于溶剂中，经N-羟基琥珀酰亚胺NHS和N，N'-二环己基碳二亚胺EDC活化后，再缓慢加入十八烷基胺的溶液，升温，于氮气保护本文档来自技高网...

【技术保护点】
双功能介孔硅球复合靶向给药系统的制备方法，其特征在于具体步骤如下：1)掺杂超顺磁Fe3O4纳米粒和光敏剂的氨基化介孔硅球Fe3O4/PS@HMSNs‑NH2的制备将超顺磁Fe3O4纳米粒分散于溶剂中，加入CTAB、氨水、光敏剂(PS)，搅拌溶解后依次缓慢滴加TEOS，继续避光反应；高速离心，洗涤，冻干即得Fe3O4/PS为核、二氧化硅为壳的核壳型双功能介孔硅球Fe3O4/PS@HMSNs；将其溶解后缓慢注入APTES(3‑氨丙基三乙氧基硅烷)，继续搅拌，离心，洗涤，真空干燥过夜，即得Fe3O4/PS@HMSNs‑NH2；2)FA‑HA的制备i)将透明质酸HA溶于溶剂中，经N‑羟基琥珀酰亚胺NHS和N，N'‑二环己基碳二亚胺EDC活化后，再缓慢加入十八烷基胺的溶液，升温，于氮气保护下反应，离心，透析，冻干即得HA‑C18；ii)将叶酸溶于溶剂中，经N‑羟基琥珀酰亚胺NHS和N，N'‑二环己基碳二亚胺DCC活化后加入HA‑C18，反应得FA‑HA；3)Fe3O4/PS@HMSNs‑FA‑HA‑CLB/DOX的制备a)将苯丁酸氮芥CLB溶于溶剂中，经N‑羟基琥珀酰亚胺NHS和N，N'‑二环己基碳二亚胺DCC活化后偶联到步骤1)所得的Fe3O4/PS@HMSNs‑NH2中，离心、过滤洗涤、干燥即得Fe3O4/PS@HMSNs‑CLB；再将其溶于溶剂中，加入阿霉素‑PBS缓冲液，搅拌过夜，离心，用PBS缓冲液洗涤，即得双载药Fe3O4/PS@HMSNs‑CLB/DOX；b)将步骤2)所得的FA‑HA溶于溶剂中，加入N‑羟基琥珀酰亚胺NHS和1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺EDC，搅拌；加入所得的Fe3O4/PS@HMSNs‑CLB/DOX的乙醇溶液，反应结束后反应液离心，透析，即得Fe3O4/PS@HMSNs‑FA‑HA‑CLB/DOX。...

【技术特征摘要】
1.双功能介孔硅球复合靶向给药系统的制备方法，其特征在于具体步骤如下：1)掺杂超顺磁Fe3O4纳米粒和光敏剂的氨基化介孔硅球Fe3O4/PS@HMSNs-NH2的制备将超顺磁Fe3O4纳米粒分散于溶剂中，加入CTAB、氨水、光敏剂(PS)，搅拌溶解后依次缓慢滴加TEOS，继续避光反应；高速离心，洗涤，冻干即得Fe3O4/PS为核、二氧化硅为壳的核壳型双功能介孔硅球Fe3O4/PS@HMSNs；将其溶解后缓慢注入APTES(3-氨丙基三乙氧基硅烷)，继续搅拌，离心，洗涤，真空干燥过夜，即得Fe3O4/PS@HMSNs-NH2；2)FA-HA的制备i)将透明质酸HA溶于溶剂中，经N-羟基琥珀酰亚胺NHS和N，N'-二环己基碳二亚胺EDC活化后，再缓慢加入十八烷基胺的溶液，升温，于氮气保护下反应，离心，透析，冻干即得HA-C18；ii)将叶酸溶于溶剂中，经N-羟基琥珀酰亚胺NHS和N，N'-二环己基碳二亚胺DCC活化后加入HA-C18，反应得FA-HA；3)Fe3O4/PS@HMSNs-FA-HA-CLB/DOX的制备a)将苯丁酸氮芥CLB溶于溶剂中，经N-羟基琥珀酰亚胺NHS和N，N'-二环己基碳二亚胺DCC活化后偶联到步骤1)所得的Fe3O4/PS@HMSNs-NH2中，离心、过滤洗涤、干燥即得Fe3O4/PS@HMSNs-CLB；再将其溶于溶剂中，加入阿霉素-PBS缓冲液，搅拌过夜，离心，用PBS缓冲液洗涤，即得双载药Fe3O4/PS@HMSNs-CLB/DOX；b)将步骤2)所得的FA-HA溶于溶剂中，加入N-羟基琥珀酰亚胺NHS和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺EDC，搅拌；加入所得的Fe3O4/PS@HMSNs-CLB/DOX的乙醇溶液，反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：许沛虎，马慧，徐海星，黄志军，周汇敏，郭玉凤，吴峰政，布颖，张希，郭兴蕾，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42