一种基于Janus药物共轭体的诊疗微泡的制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种集超声成像及化疗于一体的多功能微泡，涉及这类多功能微泡的制备方法及其在肿瘤诊疗方面的用途。集超声成像及化疗于一体的多功能微泡的结构示意图如图所示，其膜成份包括用于化疗的Janus药物共轭体以及常规磷脂，Janus药物共轭体和常规磷脂的比例可根据需要进行调控，载药量大大提高。在超声作用下，该多功能微泡可在肿瘤部位实现定点靶向爆破转变为纳米粒子，极大提高了药物在肿瘤部位的富集及摄取，有效改善了化疗抑制肿瘤生长的效果。

Preparation and Application of Diagnostic and Therapeutic Microbubbles Based on Janus Drug Conjugate

The invention relates to a multifunctional microbubbles integrated with ultrasound imaging and chemotherapy, and relates to a preparation method of such multifunctional microbubbles and its application in cancer diagnosis and treatment. The structure sketch of multifunctional microbubbles integrated with ultrasound imaging and chemotherapy is shown in the figure. Its membrane components include Janus drug conjugates for chemotherapy and conventional phospholipids. The proportion of Janus drug conjugates and conventional phospholipids can be adjusted according to the need, and the drug loading is greatly increased. Under the action of ultrasound, the multi-functional microbubbles can be blasted into nanoparticles at the tumor site, which greatly improves the concentration and uptake of drugs in the tumor site, and effectively improves the effect of chemotherapy on inhibiting the growth of tumors.

【技术实现步骤摘要】
一种基于Janus药物共轭体的诊疗微泡的制备方法和用途
本专利技术属于生物医用材料领域，具体涉及一种集超声成像以及化疗于一体的多功能超声微泡，以及其在肿瘤诊疗方面的用途。
技术介绍
1968年Gramiak首次报道了可增强显影的小气泡，即超声微泡造影剂(UCA)，它的出现开创了无创超声诊断和治疗的新领域。随着对其研究的不断深入，人们发现超声微泡造影剂不仅是一种良好的超声显像对比剂，而且是一种重要的药物递送载体。对超声微泡造影剂携带基因或药物靶向治疗在医学领域的研究日益广泛。超声微泡造影剂靶向治疗包括超声介导载药微泡的治疗及超声介导靶向载药微泡的治疗。靶向载药微泡携带基因或化疗药物可以达到靶向结合肿瘤并有效治疗肿瘤的目的，该方法是目前肿瘤治疗的研究热点。将携有基因或细胞毒性药物的靶向微泡从外周静脉或局部注射后，当微泡特异性结合到肿瘤部位时，进行超声辐照破坏微泡，使基因或药物局部释放，达到提高局部药物或基因的浓度、保护药物避免被肝脏摄取、延缓药物的释放、减少给药次数、减小给药剂量、增加药物疗效和减轻全身的不良反应的目的，而且还可以通过改变超声仪器各个参数的设置，控制药物释放速度，进行实时监控，减少药物或基因破坏，节约用量。目前基因或药物与超声微泡造影剂的连接方式：1、药物直接粘附在微泡的表面；2、药物镶嵌在微泡外壳膜之间，可增加微泡外壳的稳定性；3、某些药物或基因以非共价键结合在微泡表面；4、疏水性药物可以混合在一层油脂层内，形成一层薄膜包绕在微泡内，其外包被这一层稳定的膜。最近开发出一种新的方法，将载药脂质体与微泡相连实现微泡载药。以上所述的药物装载方式有一个共同的缺点，药物的载药量低且容易发生泄漏，降低治疗效果的同时，容易引起生物体的毒副作用。基于以上考虑，本专利技术设计合成了一种基于季戊四醇的高度对称的Janus喜树碱-5-氟脱氧尿苷共轭药物分子(JCFC)，并且开发出了一类集超声成像以及化疗于一体的多功能超声微泡。其特点是将用于化疗的Janus药物共轭体(JCFC)和普通脂质组装到超声造影剂的膜成分中，在超声引导下可在肿瘤部位定点击破微泡，使其转变为纳米粒子，在超声空化作用下，纳米粒子更多的被肿瘤细胞摄取。随后进一步在荧光成像引导下，在肿瘤部位实现高效化疗。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一类集超声成像以及化疗于一体的多功能超声微泡造影剂以及该类微泡的制备方法。本专利技术的另一目的是提供上述集超声成像以及化疗于一体的多功能微泡造影剂在肿瘤诊疗中的应用。本专利技术所述的集超声成像以及化疗于一体的多功能微泡造影剂的结构如附图1所示。Janus药物共轭体和普通磷脂按一定比例混合成膜后，通入惰性气体，在超声和机械振动作用下可组装形成微气泡，该气泡在特定强度超声波作用下可转变为纳米粒子，从而更有利于进入肿瘤组织和细胞中，在肿瘤酸性微环境和细胞中相关酯酶作用下，化疗药物可发生释放，达到高效化疗的目的。本专利技术中多功能微泡造影剂，其特征在于该微泡的壳层是由脂质单分子层构成，其膜成分同时包括：用于化疗的Janus药物共轭体及各类常规磷脂，微泡内包载惰性气体或液体，其中用于化疗的Janus药物共轭体可以和常规磷脂在水溶液中共同自组装形成微泡。其中所述的一种集超声成像以及化疗于一体的多功能微泡，其特征在于药物分子通过季戊四醇共价连接在一起得到Janus药物共轭体，其结构一般如下：其中，A代表各种疏水性化疗药物分子，B代表各种亲水性化疗药物分子，X和Y代表各种连接基团，X和Y可以相同，也可以不同；a＝2或3；b＝2或3，a和b可以相同，也可以不同。所述的Janus药物共轭体经溶胶凝胶过程后在水溶液中能自组装形成脂质体。所述的Janus药物共轭体，其特征在于化疗药物选自紫杉醇、喜树碱、五氟脱氧尿苷、阿霉素、异环磷酰胺、长春新碱、长春花碱、依托泊甙、威猛、卡铂、顺铂、丝裂霉素、长春花碱酰胺、表阿毒素、异长春花碱和甲氨蝶呤。本专利技术所述的一种集超声成像以及化疗于一体的多功能微泡的制备方法，包括以下步骤：1)将一定比例的磷脂和Janus药物共轭体于二甲基亚砜(DMSO)中溶解混合均匀(Janus药物共轭体比例0～50％)。2)采用DMSO注入法，将混匀的上述体系滴加到生理盐水中，40-60℃水浴15-30分钟。3)使用8000～14000KD的透析袋，将得到的体系在生理盐水中室温下透析2～4h。4)将上述所得体系转移至西林瓶中，然后加入丙二醇、甘油作为稳定剂，混匀。5)往西林瓶中填充惰性内包物质，封口后，使用银汞调和器剧烈震荡45s，分离提纯后得到集超声成像以及化疗于一体的多功能微泡。在步骤l)中，所述的磷脂包含12～24个碳的碳链长度以及包括磷脂酰胆碱、磷脂酰基乙醇胺、磷脂酸和磷脂酰基甘油，优选1，2-二硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DSPC)、1，2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷脂酰胆碱(DPPC)、1，2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷脂酸(DPPA)、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000(DSPE-PEG2000)、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000(DSPE-PEG5000)。步骤5)中所述的惰性内包物质包含空气、氮气、二氧化碳、氟碳烃气体，液体选自C5-C12氟碳烃。本专利技术所述的超声成像及化疗于一体的多功能微泡，其用于化疗的Janus药物共轭体以及常规磷脂共同成膜，Janus药物共轭体和常规磷脂的比例可根据需要进行调控，载药量大大提高，同时可有效避免药物泄漏。在超声作用下，该多功能微泡可在肿瘤部位实现定点靶向爆破转变为纳米粒子，极大提高了药物在肿瘤部位的富集及摄取，有效改善了化疗抑制肿瘤生长的效果。附图说明图1是本专利技术所描述的多功能微泡造影剂的结构图，以及在肿瘤诊疗中的应用示意图；图2是具体实施例1制备得到的多功能微泡的显微镜观察结果(包括白光通道和荧光通道)；图3是具体实施例2制备得到的多功能微泡的粒径分布结构；图4是具体实施例4中微泡造影剂的体外超声造影图像；图5是具体实施例5中微泡造影剂在动物肿瘤组织处的超声造影图像。具体实施方式通过以下具体实施方式将有助于理解本专利技术，但并不限制本专利技术的内容。实施例1将二硬脂酰基磷脂酰胆碱(DSPC)、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000(DSPE-PEG2000)和Janus药物共轭体(JCFC)按照一定摩尔比混合(80％:10％:10％)，然后采用乙醇注入法，在50℃水浴超声条件下，将上述混合物注入到0.8ml水中；将上述所得到的溶液置于截留分子量8000-14000Da的透析袋中，透析2～4h，取出后分别加入甘油和丙二醇各100μL混合均匀。将混合液装入3.5mL西林瓶中，充入足量的全氟丙烷(C3F8)气体，振荡器震荡45s，分离提纯后得到集超声成像以及化疗于一体的多功能微泡(JCFCMBs)。将该微泡置于荧光显微镜下可观察到，微泡呈现规整的球形结构，大小在450nm到4μm之间，在荧光通道下，可明显看到微泡壳层上的喜树碱荧光，证实Janus药物共轭体成功组装到了微泡上,具体如图附图2所示。实施例2将二硬脂酰基磷脂酰胆碱(DSPC)、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000(DSPE-PEG2000)和Janus药物共轭体(JCFC)按照一定摩尔比混合(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集超声成像以及化疗于一体的多功能微泡，其特征在于该微泡的壳层是由脂质单分子层构成，其组成同时包括：用于化疗的Janus药物共轭体及各类常规磷脂，微泡内包载惰性气体或液体，用于化疗的Janus药物共轭体可以和常规磷脂在水溶液中共同自组装形成微泡。

【技术特征摘要】
1.一种集超声成像以及化疗于一体的多功能微泡，其特征在于该微泡的壳层是由脂质单分子层构成，其组成同时包括：用于化疗的Janus药物共轭体及各类常规磷脂，微泡内包载惰性气体或液体，用于化疗的Janus药物共轭体可以和常规磷脂在水溶液中共同自组装形成微泡。2.根据权利要求1所述的一种集超声成像以及化疗于一体的多功能微泡，其特征在于该多功能微泡可在超声作用下转变为纳米粒子，所述纳米粒子的粒径范围为20nm-700nm。3.根据权利要求1所述的一种集超声成像以及化疗于一体的多功能微泡，其特征在于药物分子通过季戊四醇共价连接在一起得到Janus药物共轭体，其结构一般如下：其中，A代表各种疏水性化疗药物分子，B代表各种亲水性化疗药物分子，X和Y代表各种连接基团，X和Y可以相同，也可以不同；a＝2或3；b＝2或3，a和b可以相同，也可以不同。所述的Janus药物共轭体经溶胶凝胶过程后在水溶液中能自组装形成脂质双层膜结构。4.根据权利要求3所述的Janus药物共轭体，其特征在于化疗药物选自紫杉醇、喜树碱、五氟脱氧尿苷、阿霉素、异环磷酰胺、长春新碱、长春花碱、依托泊甙、威猛、卡铂、顺铂、丝裂霉素、长春花碱酰胺、表阿毒素、异长春花碱和甲氨蝶呤。5.根据权利要求1所述的磷脂包含12～24个碳的碳链长度以及包括磷脂酰胆碱、磷脂酰基乙醇胺、磷脂酸和磷脂酰基甘油，优选1，2-二硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(DSPC)、1，2...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴志飞，梁晓龙，高闯，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11