一种具有多重刺激响应型药物控释功能的诊断治疗制剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有多重刺激响应型药物控释功能的诊断治疗制剂及其制备方法和应用，所制备的制剂以聚吡咯纳米粒子为核心，外部修饰环糊精‑化疗药物复合物和靶向基团，具有多重刺激响应型药物控释、光声成像、化疗和光热联合治疗的效果。该制剂同时结合了pH值、明胶酶、光热响应三种药物控释机制，提高了化疗药物对肿瘤的选择性；将成像和治疗相融合，可以实时监测制剂的体内分布，引导光热治疗时激光照射的位置、功率和时间；将化疗和光热治疗相结合，有效降低了肿瘤的复发率。该复合制剂有效增加了诊疗效率，改善药效，降低了毒副作用，具有很好的临床应用前景。

A diagnostic and therapeutic agent with multiple stimuli responsive drug release and its preparation methods and Applications

The invention discloses a multi stimuli responsive drug release function for the diagnosis and treatment of preparation and preparation method and application thereof, the preparation of polypyrrole nanoparticles by modified cyclodextrins as the core, the external chemotherapy drug complexes and the target group, with multiple stimulus responsive drug release, photoacoustic imaging, the effect of the combined treatment of chemotherapy and photothermal. This preparation combined with pH, gelatinase, photothermal response of three kinds of drug control release mechanism, enhance the selectivity of chemotherapeutic drugs on tumor; combination of imaging and therapy, can be real-time monitoring of distribution in preparation, power and time of laser irradiation position and guide photothermal therapy; chemotherapy and photothermal therapy combined. To effectively reduce the tumor recurrence rate. The compound preparation can effectively increase the efficiency of diagnosis and treatment, improve the efficacy and reduce the side effects of the drug. It has a good prospect of clinical application.

【技术实现步骤摘要】
一种具有多重刺激响应型药物控释功能的诊断治疗制剂及其制备方法和应用
本专利技术属于生物医用材料领域，具体涉及一种具有多重刺激响应型药物控释功能的聚吡咯-环糊精诊断治疗纳米体系及其制备方法和应用。
技术介绍
化疗是癌症治疗的重要手段。然而，单纯的小分子化疗药物进入人体后，经肝脏、肾脏等器官快速代谢、排泄，体内半衰期和平均滞留时间较短。先进的药物递送系统可以很好地解决这一问题。将化疗药物装载于纳米药物载体，可以大大延长化疗药物的体内半衰期，从而增加药效。但是，单纯的小分子化疗药物和普通的药物递送系统仍然存在肿瘤靶向性不足、毒副作用较大的问题。开发具有药物控释能力的智能化的药物递送系统正是为了解决这一问题。优良的纳米控释药物递送系统在血液循环系统正常的生理条件下，释放药物量很少，但是在肿瘤部位特定的刺激条件下，实现药物的快速和大量释放，由此增加了肿瘤部位对化疗药物的摄取量，减少了正常组织器官对药物的摄取，在进一步提高药效的同时，降低了药物的毒副作用。常用的药物控释的刺激条件包括pH值、温度、肿瘤高表达的酶、外加磁场等。但是，单一的刺激条件对药物释放的促进能力是有限的，比如，肿瘤的酸性微环境在不同类型的肿瘤间有很大的差异。同时采用多重刺激条件将大大增加药物的快速和彻底释放。传统的化疗、放疗等治疗方法存在选择性差、毒副作用大等问题。光热治疗是通过体内注射光敏剂，体外给予激光照射，对肿瘤部位进行定点消融的治疗手段。光热转换剂将吸收的光能转化为热能，使肿瘤部位的温度升高，从而杀伤肿瘤细胞。由于采用激光定点照射，并且激光波长多位于近红外区，对正常组织没有损伤，相对于化疗和放疗等传统治疗方法，光热治疗的选择性高，副作用小。光热转换剂的研发是光热治疗的研究热点。作为光热转换剂的小分子近红外染料，光稳定性差，易漂白；石墨烯、碳纳米管等碳纳米材料，光热转换效率低；金银纳米材料、硫化铜等金属纳米材料，毒性较大。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种以明胶作为稳定剂的聚吡咯纳米粒子，以提高聚吡咯的生物安全性，解决聚吡咯表面修饰操作复杂的问题，同时赋予纳米粒子明胶酶敏感性药物控释的能力。本专利技术的目的之二是提供一种同时具有多重刺激响应型药物控释功能和光声成像、光热-化疗联合治疗效果的诊断治疗一体化的纳米药物制剂，解决临床上化疗药物半衰期短、药物肿瘤靶向性差和副作用大、单一治疗模态肿瘤复发率高、诊断和治疗试剂需要分别给药等问题，用一种智能化的药物递送系统，同时也是一种纳米诊疗制剂，来实现：（1）增加化疗药物在肿瘤部位的靶向释放、减少药物副作用；（2）通过联合治疗提高治疗效果、减少肿瘤复发；（3）实现诊断和治疗的融合，减少分别给药给病人带来的不便。为达到上述目的，本专利技术构建一种基于聚吡咯和环糊精复合物的药物控释递送系统兼诊断治疗制剂，该制剂以聚吡咯纳米粒子为内核，聚吡咯外层是作为稳定剂的明胶，明胶上偶联环糊精，并以环糊精的疏水空腔装载抗癌化疗药物，明胶上同时修饰靶向分子，以提高纳米粒子的靶向性。进一步的，所述诊断治疗制剂的实体直径为10-200纳米。进一步的，所述抗癌药物包括但不限于阿霉素、丝裂霉素、紫杉醇、喜树碱、氟尿嘧啶、甲氨蝶呤、苯丁酸氮芥、奥沙利铂、虫草素、伊立替康、索拉非尼、吉非替尼、莫达非尼、多西他赛、姜黄素、蓝萼甲素、鬼臼毒素。进一步的，所述明胶来源于牛、猪或鱼，通过碱解法、酸解法或酶解法制备，分子量在10000-100000之间，胶强度在10-1000之间。进一步的，所述靶向分子包括但不限于抗体及其片段、多肽、叶酸、透明质酸、适配体等各种类型的对肿瘤细胞、肿瘤微环境、肿瘤新生血管有靶向作用的分子。诊断治疗制剂具有pH值响应性、明胶酶响应性、光热响应性的多重刺激响应的药物控释功能。所述的具有多重刺激响应型药物控释功能的诊断治疗制剂的制备方法，包括如下步骤：1）通过水基分散聚合法（aqueousdispersionpolymerization）或称微乳化法（microemulsion）制备以明胶为稳定剂的聚吡咯纳米粒子：将单体和氧化剂分散于明胶水溶液中搅拌反应，单体发生氧化聚合生成聚吡咯纳米粒子，通过超滤、透析或离心纯化生成的聚吡咯纳米粒子；单体和氧化剂加入明胶水溶液的顺序不分先后；2）环糊精与明胶的共价偶联：通过化学偶联反应将环糊精的功能基团与步骤1）制备的聚吡咯纳米粒子中的明胶的功能基团相偶联，从而将环糊精修饰到纳米粒子的表面，得到环糊精修饰的纳米粒子；3）将抗癌药物包载到环糊精中：将步骤2）制备的环糊精修饰的纳米粒子与疏水抗癌药物分散于有机溶剂中，装入透析袋后，在水相中透析，得到包载抗癌药物后的的纳米粒子；并通过离心或过滤除去没有包载到环糊精中而析出的抗癌药物；4）将靶向分子与明胶共价偶联：通过化学偶联反应将靶向分子的功能基团与步骤3）制备的包载抗癌药物后的纳米粒子中的明胶的功能基团相偶联。进一步的，步骤1）中所述单体包括但不限于吡咯或吡咯的羧基化衍生物；所述氧化剂包括但不限于氯化铁、硫酸铁、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢、氯化铜；步骤2）中所述环糊精包括但不限于α-、β-、γ-环糊精及其羟丙基化、磺丁基化、氨基化、羧甲基化、羧基化衍生物，环糊精的功能基团包括但不限于α-、β-、γ-环糊精及其衍生物的羟基、氨基、羧基、巯基、磺基；明胶的功能基团包括但不限于明胶本身具有的氨基、羧基、巯基、羟基或经修饰引入的功能基团；步骤3）中所述有机溶剂包括但不限于二甲基亚砜、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙二醇。本专利技术的有益效果：本专利技术的优点之一是明胶作为聚吡咯的稳定剂，相对于传统的人工合成的高分子稳定剂，提高了聚吡咯的生物安全性，同时引入了丰富的可修饰基团，解决了聚吡咯表面修饰流程复杂的问题，并赋予纳米粒子明胶酶响应的性能。本专利技术的优点之二是所述制剂同时具有多重刺激响应的药物控释，可以提高药物在肿瘤组织的富集，减少药物的毒副作用。本专利技术的优点之三是所述制剂将光热治疗和化疗融合于一体，即改善了治疗效果，减少了肿瘤复发，又实现了光热治疗和化疗药物的光热控释的巧妙结合。本专利技术的优点之四是所述制剂将光声成像和光热-化疗联合治疗结合在一起，实现诊断和治疗的融合，减少病人的给药次数，实现影像引导下的治疗和监测药物的分布及评价治疗效果。聚吡咯作为一种优良的光热转换剂，具有不易漂白、光热转换系数大、生物安全性高等优势。传统的聚吡咯纳米粒子通常以聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇等人工合成的高分子材料作为稳定剂。明胶是胶原蛋白的水解产物，其本质是分子量较大的多肽，由于缺少苯基氨基酸，免疫原性低，具有极佳的生物安全性。以明胶作为稳定剂，将进一步提高聚吡咯的生物安全性。同时，传统的聚吡咯表面修饰，如果采用层层堆叠（layerbylayer）的方法，操作复杂；如果通过掺杂羧基吡咯的方法，引入的官能团单一。但是，如果将明胶作为聚吡咯的稳定剂，明胶中丰富的氨基、羧基就可以为聚吡咯的表面修饰提供丰富的官能团。最后，明胶可以被肿瘤细胞高表达的明胶酶（基质金属蛋白酶）特异性地降解，使得负载于明胶上的药物实现酶敏感性药物控释。因而，明胶作为聚吡咯的稳定剂，具有传统稳定剂不可比拟的优势。除了光热治疗，聚吡咯同时具有光声成像的作用。光声成像同时结合了光学成像多光谱成像的特异性和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有多重刺激响应型药物控释功能的诊断治疗制剂，其特征在于：所述诊断治疗制剂以聚吡咯纳米粒子为内核，所述聚吡咯纳米粒子包括内层的聚吡咯和外层的明胶；明胶上偶联环糊精和靶向分子，并以环糊精的疏水空腔装载抗癌药物。

【技术特征摘要】
1.一种具有多重刺激响应型药物控释功能的诊断治疗制剂，其特征在于：所述诊断治疗制剂以聚吡咯纳米粒子为内核，所述聚吡咯纳米粒子包括内层的聚吡咯和外层的明胶；明胶上偶联环糊精和靶向分子，并以环糊精的疏水空腔装载抗癌药物。2.根据权利要求1所述的一种具有多重刺激响应型药物控释功能的诊断治疗制剂，其特征在于：所述明胶为聚吡咯纳米粒子的稳定剂。3.根据权利要求1所述的一种具有多重刺激响应型药物控释功能的诊断治疗制剂，其特征在于：所述诊断治疗制剂具有pH值响应性、明胶酶响应性、光热响应性的多重刺激响应的药物控释功能。4.根据权利要求1所述的一种具有多重刺激响应型药物控释功能的诊断治疗制剂，其特征在于：所述诊断治疗制剂的实体直径为10-200纳米。5.根据权利要求1所述的一种具有多重刺激响应型药物控释功能的诊断治疗制剂，其特征在于：所述抗癌药物包括但不限于阿霉素、丝裂霉素、紫杉醇、喜树碱、氟尿嘧啶、甲氨蝶呤、苯丁酸氮芥、奥沙利铂、虫草素、伊立替康、索拉非尼、吉非替尼、莫达非尼、多西他赛、姜黄素、蓝萼甲素、鬼臼毒素。6.根据权利要求1所述的一种具有多重刺激响应型药物控释功能的诊断治疗制剂，其特征在于：所述明胶来源于牛、猪或鱼，通过碱解法、酸解法或酶解法制备，分子量在10000-100000之间，胶强度在10-1000之间。7.根据权利要求1所述的一种具有多重刺激响应型药物控释功能的诊断治疗制剂，其特征在于：所述靶向分子包括但不限于抗体及其片段、多肽、叶酸、透明质酸、适配体。8.权利要求1~7中任意一项所述的具有多重刺激响应型药物控释功能的诊断治疗制剂的制备方法，包括如下步骤：1）通过水基分散聚合法制备以明胶为稳定剂的聚吡咯纳米粒子：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凡，梁晓龙，马晓途，李小达，史继云，姚美男，邵楠，张旭，侯睿，
申请(专利权)人：中国科学院生物物理研究所，北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11