一种聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的所述聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒的粒径为20～200nm；所述聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒包括第一目标投递物、包裹有第一目标投递物的钙基颗粒，其中，所述钙基颗粒表面修饰有聚乙二醇，所述第一目标投递物为生物药物、化学药物或包载有核酸片段的第二目标投递物，所述包载有核酸片段的第二目标投递物为包裹、结合或共混有核酸片段的阳离子聚合物、多肽、聚氨基酸或转染试剂。本发明专利技术提供的聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒不仅在制备过程中纳米颗粒的粒径可控，钙基颗粒表面有聚乙二醇链保护，从而延长体内循环的时间，而且制备成本低、毒性低，安全有效。

Polyethylene glycol modified calcium based nano medicine delivery granule, preparation method and application thereof

The invention provides a polyethylene glycol modified calcium based nano medicine delivery granule, a preparation method and an application thereof. The calcium based nano drug PEGylation provided by the invention delivery particle size is 20 ~ 200nm; calcium based nano drug delivery of the polyethylene glycol modified particles, including the first delivery target coated with calcium based particles, the first delivery target material which the surface of calcium based particles modified with polyethylene glycol, the the first target delivery objects for biological drugs and chemical drugs or pack containing the nucleic acid fragment of second delivery target, the loaded cationic nucleic acid fragment second target for delivery package, or a combination of the blending of a nucleic acid fragment of polymers, poly peptide, amino acid or reagent. Calcium based nano drug PEGylation of the invention provides the delivery of particles not only in the preparation of nano particles in the process of controllable particle size, the surface of calcium based particles with polyethylene glycol chain protection, so as to prolong circulation time, and low preparation cost, low toxicity, safe and effective.

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒及其制备方法和应用
本专利技术涉及生物医药领域，具体涉及一种聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒及其制备方法和应用。
技术介绍
基因治疗为许多严重的获得性疾病及先天性疾病带来了治愈的希望。但是缺乏安全、高效的和稳定表达的基因投递系统是阻碍基因治疗进入临床的最大障碍。病毒载体是一类常见的基因载体，它利用病毒对宿主细胞的感染将外源基因导入宿主细胞内。一般包括腺病毒载体(AV)，腺相关病毒载体(AAV)，逆转录病毒等。虽然病毒载体具有较高的转染效率，但病毒载体装载基因容量有限，而且具有免疫原性存在潜在的生物安全性隐患，所以病毒基因载体的临床应用亦难以推进。近年来，微环DNA(MinicircleDNA，mcDNA)的出现，成为基因载体中的一大亮点，微环DNA是一个环状的表达盒子，是通过DNA重组技术，把标准质粒的细菌DNA骨架去除后的产物，即微环DNA只含有一个基因表达框而没有外在的细菌骨架序列，其优点是能有效延长靶基因在细胞内的表达时间、大量携带功能基因片段且几乎无任何毒性。但是由于裸露的DNA在生理环境中会被迅速清除(主要是机体中各种酶的降解)，不能有效进入靶细胞核，所以仍需合适的投递系统将微环DNA递送至靶向组织或器官。常用的基因投递系统包括硅酸钙，阳离子脂质体，阳离子多聚物(聚乙烯亚胺PEI)等。这类投递系统免疫原性较低、基因装载容量大，但是转染效率低，大大限制了其临床应用。因此，研究开发高效，具有良好生物相容性且具有靶向性的基因投递系统是解决基因药物临床应用的关键。钙硅基(CaO·SiO2-based)生物材料是近三十年兴起的新型生物活性材料，钙元素的引入使它比传统硅基材料具有更好的生物活性、生物相容性和生物可降解性，它能在模拟体液环境下逐渐转变为类骨磷灰石，是一类具有巨大应用前景的无机生物材料，已经在载药、骨修复、牙齿修复等领域有广泛的应用，而硅酸钙作为基因载体却鲜有报道。传统沉淀法制备的硅酸钙颗粒的粒度可控性差，在水溶液中易团聚，分散性不佳。本专利技术通过微乳液法制备单分散的硅酸钙纳米颗粒，将微环DNA包裹在硅酸钙颗粒内部，外部修饰聚乙二醇(PEG)，利用聚乙二醇(PEG)形成的水化层，保护DNA在体内投递过程中不被机体网状内皮系统(RES)清除和各种DNA酶的降解，从而实现微环DNA的靶向投递。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒及其制备方法和应用。第一方面，本专利技术提供了一种聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒，所述聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒的粒径为20～200nm；所述聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒包括第一目标投递物、包裹有第一目标投递物的钙基颗粒，其中，所述钙基颗粒表面修饰有聚乙二醇，所述第一目标投递物为生物药物、化学药物或包载有核酸片段的第二目标投递物，所述包载有核酸片段的第二目标投递物为包裹、结合或共混有核酸片段的阳离子聚合物、多肽、聚氨基酸或转染试剂。如本专利技术所述的，“核酸片段”包括天然或人工合成的DNA片段、RNA片段、mRNA、siRNA、shRNA等。可选地，所述生物药物包括但不限于核酸、多肽、蛋白和疫苗一种或多种；所述化学药物包括但不限于抗肿瘤小分子药、荧光素和淋巴示踪剂一种或多种。优选地，所述聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒的载药量为0.001～0.85，进一步优选为0.05～0.85。如本专利技术所述的，所述“载药量”为所述的被包裹药物与所述聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒的质量比。可选地，在第一目标投递物中，被包裹药物为生物药物或化学药物；在第二目标投递物中，被包裹药物为核酸片段。优选地，所述钙基为生物可降解性钙盐，所述生物可降解性钙盐包括但不限于硅酸钙、磷酸钙、柠檬酸钙或碳酸钙。优选地，所述包裹、结合或共混有核酸片段的阳离子聚合物(如聚乙烯亚胺)、多肽、聚氨基酸或转染试剂中，所述的阳离子聚合物、多肽、聚氨基酸、转染试剂可分别独立地选自表1中所例举的阳离子聚合物、多肽、聚氨基酸、转染试剂：表1表1中的中英文对照如表2所示：表2进一步优选地，所述的包载有核酸片段的第二目标投递物为将阳离子聚合物(如聚乙烯亚胺)、多肽、聚氨基酸或商品化转染试剂与含有核酸片段的溶液按照氮磷比为0.1～100:1的比例(优选按照氮磷比为10～20:1的比例)混合并孵育制得(优选为5～40min)。如本专利技术所述的，所述“氮磷比”为阳离子聚合物(如聚乙烯亚胺)、多肽、聚氨基酸或商品化转染试剂中氨基的摩尔数与含有核酸片段的溶液中磷酸根的摩尔数之比。进一步优选地，所述包载有核酸片段的第二目标投递物为将聚乙烯亚胺溶液或聚乙烯亚胺衍生物(PEICL)与含有核酸片段的溶液按照氮磷比为0.1～100:1的比例混合并孵育5～40min制得，其中，所述聚乙烯亚胺的分子量为600～70000道尔顿；所述聚乙烯亚胺衍生物(PEICL)的分子量为1000～70000道尔顿(优选为34000～70000道尔顿)，所述聚乙烯亚胺衍生物(PEICL)的结构式如式Ⅰ所示，其中，x、y、z为非负整数，且x、y和z均不为零；更进一步优选地，所述聚乙烯亚胺的分子量为25000道尔顿。优选地，所述聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒的粒径为20～40nm。第二方面，本专利技术提供了一种聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒的制备方法，包括如下步骤：(1)将第一目标投递物溶液与第一可溶性钙盐溶液混合均匀后加至有机相中，搅拌20～60min制得微乳液A；其中，所述第一目标投递物为生物药物、化学药物或包载有核酸片段的第二目标投递物；所述有机相为将表面活性剂与碳原子数为6～12的烷烃化合物(优选按体积比为25～40:60～75的比例)混合制得，所述的表面活性剂为聚乙二醇壬基苯基醚(IgepalCO-520)、聚乙二醇辛基苯基醚(TritonX-100)、双(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠(AOT)和十二烷基硫酸钠(SDS)中的一种或多种；所述包载有核酸片段的第二目标投递物为包裹、结合或共混有核酸片段的阳离子聚合物、多肽、聚氨基酸或转染试剂，其中，阳离子聚合物、多肽、聚氨基酸或转染试剂中氨基的摩尔数与所述核酸片段中磷酸基团的摩尔数之比为0.1～100:1；(2)将可溶性盐溶液加至步骤(1)所得的微乳液A中，搅拌2～4h制得微乳液B；其中，所述可溶性盐溶液包括但不限于可溶性硅盐溶液、可溶性磷酸盐溶液、可溶性柠檬酸盐溶液或可溶性碳酸盐溶液，所述可溶性硅盐溶液中的硅元素、可溶性磷酸盐溶液中的磷元素、可溶性柠檬酸盐溶液中的柠檬酸根或可溶性碳酸盐溶液中的碳酸根与步骤(1)所述第一可溶性钙盐溶液中的钙元素的摩尔比为0.01～10:1(优选为0.43～3.5)；(3)将磷酸-聚乙二醇水溶液加至步骤(2)所得的微乳液B中，搅拌2～4h，得到微乳液C，其中，所述磷酸-聚乙二醇水溶液中磷酸-聚乙二醇的质量与步骤(1)第一可溶性钙盐溶液中钙元素的物质的量的比为0.001～100:1(优选为0.008～100)；(4)去除步骤(3)所得的微乳液C中的有机相，离心、洗涤后，用水和/或乙醇分散即得聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒；其中，所得聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒，其特征在于，所述聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒的粒径为20～200nm；所述聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒包括第一目标投递物、包裹有第一目标投递物的钙基颗粒，其中，所述钙基颗粒表面修饰有聚乙二醇，所述第一目标投递物为生物药物、化学药物或包载有核酸片段的第二目标投递物，所述包载有核酸片段的第二目标投递物为包裹、结合或共混有核酸片段的阳离子聚合物、多肽、聚氨基酸或转染试剂。

【技术特征摘要】
1.一种聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒，其特征在于，所述聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒的粒径为20～200nm；所述聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒包括第一目标投递物、包裹有第一目标投递物的钙基颗粒，其中，所述钙基颗粒表面修饰有聚乙二醇，所述第一目标投递物为生物药物、化学药物或包载有核酸片段的第二目标投递物，所述包载有核酸片段的第二目标投递物为包裹、结合或共混有核酸片段的阳离子聚合物、多肽、聚氨基酸或转染试剂。2.一种聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒的制备方法，其特征在于，一种聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒的制备方法，包括如下步骤：(1)将第一目标投递物溶液与第一可溶性钙盐溶液混合均匀后加至有机相中，搅拌20～60min制得微乳液A；其中，所述第一目标投递物为生物药物、化学药物或包载有核酸片段的第二目标投递物；所述有机相为将表面活性剂与碳原子数为6～12的烷烃化合物混合制得，所述的表面活性剂为聚乙二醇壬基苯基醚、聚乙二醇辛基苯基醚、双(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或多种；所述包载有核酸片段的第二目标投递物为包裹、结合或共混有核酸片段的阳离子聚合物、多肽、聚氨基酸或转染试剂，其中，阳离子聚合物、多肽、聚氨基酸或转染试剂中氨基的摩尔数与所述核酸片段中磷酸基团的摩尔数之比为0.1～100:1；(2)将可溶性盐溶液加至步骤(1)所得的微乳液A中，搅拌2～4h制得微乳液B；其中，所述可溶性盐溶液包括可溶性硅盐溶液、可溶性磷酸盐溶液、可溶性柠檬酸盐溶液或可溶性碳酸盐溶液，所述可溶性硅盐溶液中的硅元素、可溶性磷酸盐溶液中的磷元素、可溶性柠檬酸盐溶液中的柠檬酸根或可溶性碳酸盐溶液中的碳酸根与步骤(1)所述第一可溶性钙盐溶液中的钙元素的摩尔比为0.01～10:1；(3)将磷酸-聚乙二醇水溶液加至步骤(2)所得的微乳液B中，搅拌2～4h，得到微乳液C，其中，所述磷酸-聚乙二醇水溶液中磷酸-聚乙二醇的质量与步骤(1)第一可溶性钙盐溶液中钙元素的物质的量的比为0.001～100:1；(4)去除步骤(3)所得的微乳液C中的有机相，离心、洗涤后，用水和/或乙醇分散即得聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒；其中，所得聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒的粒径为20～200nm；所述聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒包括第一目标投递物、包裹有第一目标投递物的钙基颗粒，其中，所述钙基颗粒表面修饰有聚乙二醇，所述第一目标投递物为生物药物、化学药物或包载有核酸片段的第二目标投递物，所述包载有核酸片段的第二目标投递物为包裹、结合或共混有核酸片段的阳离子聚合物、多肽、聚氨基酸或转染试剂。3.如权利要求2所述的聚乙二醇修饰的钙基纳米药物递送颗粒的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵静，王志勇，黄萍，杨磊，何成宜，陈志英，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44