一种用于治疗癌症的磁性双重靶向纳米颗粒的制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种用于治疗癌症的磁性双重靶向纳米颗粒的制备方法与应用，所述纳米颗粒以掺杂有Fe3O4的纳米粒子为内核，以类普鲁士蓝纳米颗粒作为壳层结构构成，该纳米颗粒表面包覆有表面保护剂，所述表面保护剂为聚乙烯吡咯烷酮和透明质酸的混合物，或者壳聚糖和透明质酸的混合物。该纳米颗粒在外加磁场的作用下可以有效地进行磁性靶向分布进而被细胞吞噬，选择性地置换出Cu

Preparation and application of magnetic dual targeting nanoparticles for cancer treatment

The invention relates to a magnetic double target of cancer treatment to the nanoparticles preparation and application of the nanoparticles with Fe3O4 doped nanoparticles as the core, with Prussian blue nanoparticles as the shell structure, the surface of the nanoparticles coated with a surface protective agent, the agent for surface protection a mixture of polyvinylpyrrolidone and hyaluronic acid, or chitosan and hyaluronic acid mixture. The nanoparticles can be effectively targeted by magnetic field, and then be engulfed by cells, which selectively displace Cu

【技术实现步骤摘要】
一种用于治疗癌症的磁性双重靶向纳米颗粒的制备方法与应用
本专利技术涉及生物医学材料
中一种用于癌症治疗物理靶向的磁性类普鲁士蓝纳米颗粒(Fe3O4MN/Zn-FePBPH)的制备方法及其应用。
技术介绍
癌症是各种恶性肿瘤的总称，是当今世界人类面临的一项重大难题。癌症一般很难治愈，每年全世界死于的人数不断上升，不仅病人精神压力大，也给家人带来了精神和物质上的巨大压力。传统的治疗方法包括手术，放疗和化疗。对于传统手术而言，可以切除早期为发育良好的肿瘤，但缺点是未必能将肿瘤完全切除，复发的可能极大。放疗是采用高能射线杀死肿瘤来达到治疗的目的，但其可能使肿瘤细胞有极大的变异，同时对正常的细胞也是极大的伤害，最终导致放疗失败。化疗是用化学药物杀死或抑制肿瘤细胞的生长和增殖。但是长期化疗，会使肿瘤细胞产生严重的耐药性，从而不能达到理想的效果。虽然放疗和化疗在一定程度上杀死了肿瘤细胞，但是也对人体的正常细胞产生伤害，使人体产生副作用。传统治疗癌症的药物，往往会因为人体免疫系统中的吞噬细胞将它们吞噬掉，使药物不能产生药效。更难以操作的是传统药物分子尺寸较大，并不能到达细胞内部。美国物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼早在1959年就提出了纳米颗粒的想法，如今经过几十年的发展，纳米技术已经作为一种跨学科的技术，受到了全世界的重视和关注。纳米粒子的尺寸一般在5-100nm，主要集中在20-70nm间，把抗肿瘤药物制成纳米颗粒，从而在细胞和亚细胞水平上发挥药效，进而高效靶向性的治疗癌症，成为了当今世界科学家研究的重点。纳米药物具有尺寸小，穿透性强，靶向性高，吸附性好的优点，可以通过静脉注射注入到人体内。目前对纳米药物的研究多时集中于对纳米药物载体和纳米材料造影剂的研究，我国对纳米药物本身的药用性质的研究报道和应用目前还相对落后，欧美发达国家的相关研究已经取得了非常好的成果，是国际医药学热点研究和未来抗癌药物发展方向。铜是致癌性BRAF信号传导肿瘤和发生所需的元素,已有研究证实了这一点(Narure.,2014,509,492-496)。其中文章详细的讲述了癌症细胞与铜元素的作用机理，并证明了没有铜元素的癌细胞将会被“饿死”。同时临床上也已经证明晚期的癌症病人在通过降低铜元素的含量后，癌细胞生长明显变缓，细胞周围的血管等生长被抑制，从而癌细胞分裂生长和转移被阻止，病情都稳定下来。普鲁士蓝是一种染料,它的价格十分便宜,并且制备简单,是一种医院常规储备的临床用药。经过长期临床实践证明,它在人体内的可靠性和安全性很高。从结构来讲，普鲁士蓝是由富电子的氢氰根离子侨联二价和三价铁构成。普鲁士蓝中的铁离子可以被其他金属离子取代，从而形成不同的类普鲁士蓝化合物，应用于各种各样不同的用途。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是以N-乙烯基-2-吡咯烷酮为单体，通过聚合反应，形成的一种高分子聚合物。壳聚糖被广泛的用作为化工中间体和药物中间体。透明质酸(Hyaluronan)是一种酸性粘多糖，具有良好的CD44受体靶向性。而大部分的癌细胞是CD44过度表达的。利用其良好的CD44受体靶向性对普鲁士蓝纳米粒子进行修饰具有广阔的应用前景(参照专利201610291826.7提到了通过单独透明质酸包裹作为靶向增强的有机高分子)。因此，若能研究出一种可以适用于癌症治疗的双重靶向的磁性类普鲁士蓝纳米颗粒，其将具有良好的临床应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于治疗癌症的双重靶向的磁性类普鲁士蓝纳米颗粒的制备方法及其应用。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于治疗癌症的磁性双重靶向纳米颗粒，所述纳米颗粒以掺杂有Fe3O4的纳米粒子为内核，以类普鲁士蓝纳米颗粒作为壳层结构构成，该纳米颗粒表面包覆有表面保护剂，所述表面保护剂为聚乙烯吡咯烷酮和透明质酸的混合物，或者壳聚糖和透明质酸的混合物。一种用于治疗癌症的磁性双重靶向纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：(1)配制含FeCl2·4H2O、FeCl3·6H2O和HCl的混合铁盐溶液，氮气除氧；在N2条件下，将上述混合铁盐溶液逐滴加入到无氧氨水溶液中，室温剧烈搅伴；反应结束后，磁铁分离，用超纯水洗至中性，密封保存得到Fe3O4MNPs储备溶液；(2)配制含有锌盐、铁盐、硫酸亚铁和Fe3O4MNPs储备溶液以及含有机高分子表面保护剂的混合溶液；(3)在室温下搅拌3h后，将混合溶液放入装有蒸馏水透析袋中透析两天，将固体物质捞出，通过冷冻干燥法收集固体产，进行磁性分离和清洗，将分离产物置于真空干燥箱内烘干，得到磁性双重靶向纳米颗粒。步骤(2)中，所述混合溶液的制备包括以下步骤：(a)配制含有有机高分子表面保护剂的锌盐和硫酸亚铁混合溶液；(b)配置铁盐溶液；(b)在室温下，将含有有机高分子表面保护剂的锌盐和硫酸亚铁混合溶液、Fe3O4MNPs储备溶液混合，然后再将混合后的溶液滴加到铁盐溶液中。步骤(2)中，所述的锌盐为锌的水溶性盐的一种，锌的水溶性盐包括硝酸锌，氯化锌，硫酸锌，醋酸锌。步骤(2)中，所述铁盐为铁氰化钾、铁氰化钠或亚铁氰化钾的一种。步骤(2)中，所述有机高分子表面保护剂为聚乙烯吡咯烷酮和透明质酸按照质量比1:1混合，或者壳聚糖和透明质酸按照质量比1:1混合。步骤(2)中，混合溶液中，锌盐和硫酸亚铁混合物、铁盐、有机高分子表面保护剂的摩尔比为(30～50)：(30～50):1。步骤(2)中，磁性Fe3O4MNPs储备溶液与混合溶液的体积比为1:2。本专利技术的双重靶向的磁性类普鲁士蓝纳米颗粒在治疗癌症靶向中的应用。本专利技术的技术原理是依据铜元素起到帮助和加速细癌细胞生长的作用，如果铜含量较低那么癌细胞将会停止生长分裂。同时依据化学元素周期表第四周期中过渡金属离子的稳定性为：Cr2+<Mn2+<Fe2+<Co2+<Ni2+<Cu2+>Zn2+，通过类普鲁士蓝纳米颗粒Zn-FePBNPH置换出癌细胞中的铜元素，从而达到抑制癌细胞生长的目的。制备的类普鲁士蓝纳米颗粒Zn-FePBNPH具有两全其美的功效，不仅可以提供人体所需的Fe、Zn元素，还可以治疗疾病。当然尽可能达到药量大的同时还没有毒副作用，比如Fe、Zn分别允许的人体最大安全剂量分别是每次10mg，可以调整药物中两个元素比例为1:1，这样最大药物安全剂量可以达到20mg(Fe、Zn各为10mg)，治疗效果更好。有益效果：本专利技术提供了一种在治疗癌症的双重靶向中的磁性类普鲁士蓝纳米颗粒，能够有效的置换Cu2+，且无毒副作用，具有成为新一代双靶向性抗癌药物的潜力。本专利技术采用有机高分子表面保护剂为包裹物，在具有高的靶向作用基础上通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或壳聚糖掺杂能更加好调控纳米粒子的尺寸。Fe3O4MNPs可以在外加磁场的条件下定向移动，利用其优越的物理性质可以实现抗癌药物的靶向运动。纳米颗粒中类普鲁士蓝纳米颗粒由硫酸亚铁与锌盐，铁盐反应生成。该纳米颗粒在外加磁场的作用下可以有效地进行磁性靶向分布进而被细胞吞噬，选择性地置换出Cu2+，作为稳定缓慢的释放治疗癌症药物。而纳米颗粒核壳结构表面包裹聚乙烯吡咯烷酮和透明质酸/壳聚糖，保护内部不受生理环境影响，并且具有良好的生物相容性。有研究表明铜是致癌性BRAF信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于治疗癌症的磁性双重靶向纳米颗粒，其特征在于：所述纳米颗粒以掺杂有Fe3O4的纳米粒子为内核，以类普鲁士蓝纳米颗粒作为壳层结构构成，该纳米颗粒表面包覆有表面保护剂，所述表面保护剂为聚乙烯吡咯烷酮和透明质酸的混合物，或者壳聚糖和透明质酸的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种用于治疗癌症的磁性双重靶向纳米颗粒，其特征在于：所述纳米颗粒以掺杂有Fe3O4的纳米粒子为内核，以类普鲁士蓝纳米颗粒作为壳层结构构成，该纳米颗粒表面包覆有表面保护剂，所述表面保护剂为聚乙烯吡咯烷酮和透明质酸的混合物，或者壳聚糖和透明质酸的混合物。2.一种权利要求1所述的用于治疗癌症的磁性双重靶向纳米颗粒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)配制含FeCl2·4H2O、FeCl3·6H2O和HCl的混合铁盐溶液，氮气除氧；在N2条件下，将上述混合铁盐溶液逐滴加入到无氧氨水溶液中，室温剧烈搅伴；反应结束后，磁铁分离，用超纯水洗至中性，密封保存得到Fe3O4MNPs储备溶液；(2)配制含有锌盐、铁盐、硫酸亚铁和Fe3O4MNPs储备溶液以及含有机高分子表面保护剂的混合溶液；(3)在室温下搅拌3h后，将混合溶液放入装有蒸馏水透析袋中透析两天，将固体物质捞出，通过冷冻干燥法收集固体产，进行磁性分离和清洗，将分离产物置于真空干燥箱内烘干，得到磁性双重靶向纳米颗粒。3.根据权利要求2所述的用于治疗癌症的磁性双重靶向纳米颗粒的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述混合溶液的制备包括以下步骤：(a)配制含有有机高分子表面保护剂的锌盐和硫酸亚铁混合溶液；(b)配置铁盐溶液；(b)在室温下，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆茜，白国涛，
申请(专利权)人：上海凌凯医药科技有限公司，内蒙古出入境检验检疫局检验检疫技术中心，
类型：发明
国别省市：上海,31