一种微血管重建(治疗性血管新生)靶向的磁共振造影剂制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种微血管重建(治疗性血管新生)靶向的磁共振造影剂的制备方法与应用，属于纳米材料科学与生物医学工程的交叉领域。本发明专利技术所述的微血管重建(治疗性血管新生)靶向的磁共振造影剂为超小超顺磁性氧化铁‑聚乳酸‑聚乙二醇‑马来酰亚胺‑RGD环形五肽(cRGDfC)纳米粒，其表达式为：cRGDfC‑Maleimide‑PEG‑PLA‑USPIO。本发明专利技术所合成的磁共振造影剂为T2加权对比剂，其颗粒分布均匀，针对新生血管靶向性(特异性)高，稳定性高，并有良好的驰豫性能，副作用小，在微血管功能障碍相关疾病的微血管稳态重建(治疗性血管新生)的评估中的具有良好的应用前景和潜在运用价值。

Preparation and application of a targeted MR contrast agent for microvascular reconstruction

【技术实现步骤摘要】
一种微血管重建(治疗性血管新生)靶向的磁共振造影剂制备方法及其应用专利
本专利技术属于纳米材料科学与生物医学工程的交叉领域，涉及一种磁共振造影剂，具体涉及一种靶向评估微血管重建(治疗性血管新生)的磁共振造影剂的制备方法及其应用。
技术介绍
微血管功能障碍相关疾病(Microvasculardysfunctionrelateddisease，MRD),如：缺血性心脏病(ischemicheartdisease，IHD)、心肌病、心房颤动、心力衰竭、缺血性脑血管病以及外周血管病等，已成为威胁人类健康的重大疾病。尽管目前MRD有众多治疗方案(如：常规药物治疗、血运重建等)已经取得了重大成就，然而相当一部分患者药物治疗难以见效或根本无效，也不适于常规血运再通术处理，使得MRD患病率、致残率及致死率仍保持较高水平。随着对MRD发病机制研究的不断深入，MRD是一种多因素共同作用的综合征，是多种血管和/或非血管性机制共同参与的结果，而微血管稳态失衡在MRD的发生发展中起着至关重要的作用。以缺血组织保护为核心，以恢复微血管稳态平衡为目标，以微血管重建为手段的治疗新策略——治疗性血管新生应被视为MRD沿着正确的方向前进，为MRD治疗带来新的希望和契机，也许意味着一个新时代的开始。然而，迄今为止，就微血管重建(治疗性血管新生)的评价仍缺乏客观的评估手段。促血管新生治疗的临床研究大都因缺乏足量的患者而无法采用诸如死亡率或患肢保全率等指标去衡量疗效，需寻找其他指标和替代终点来评估促血管新生的生物活性以及临床情况的改善。如：在一项随机、对照、开放临床试验中，患者接受经皮冠状动脉腔内成形术(PTCA)6个月后运动持续时间的改善大约是96秒，然而，重症心绞痛患者在接受安慰剂或激光心肌血管重建术治疗6个月后运动持续时间的改善平均是93秒。从中可以看出：心绞痛发作前运动的时间等主观测量终点随患者的不同而具有高度的变异性，从而使治疗性血管新生疗效难于评价。同时，许多安慰剂对照研究提供了患者症状减轻的证据，但是并无单光子发射计算机断层成像术(SPECT)和臂-踝指数(ABI)等客观证据的支持。这表明：选用评估大血管的指标用来评估微血管重建(治疗性血管新生)的指标是不适合的。磁共振成像(magneticresonanceimaging，MRI)是目前临床上常用的一种影像学成像方法，具有良好的空间分辨率和时间分辨率，多序列序列成像、反映组织的多个理化指标、确定多个测量参数、可对小动物成像、进行分子标记物分析等优点，但是其敏感性相对较低，通常需要加入磁性物质来增强其敏感性。目前，将MRI对比剂可分为T1和T2对比剂两大类，它们的理化性质以及应用中存在的问题：(1)T1对比剂：顺磁性物质，如：二乙三胺五乙酸钆(gadoiniumdiethyltriamine-pentaaceticacid，Gd-DTPA)，为临床所常用。但是Gd-DTPA体内分布没有特异性，使MRI图象对比不能明显改善。(2)T2对比剂：超小超顺磁性氧化铁(Fe3O4)纳米颗粒(USPIO)，是当前研究的热点。与钆类造影剂相比，氧化铁具有①粒径小，穿透力强，能提供最强的单位金属所致的信号变化(负性增强)；②是由生物可降解的铁构成，具有生物相容性；③表面修饰后可以偶联功能基团或配体等特点。然而，未经表面处理的纳米氧化铁粒子极不稳定，需要对其表面进行包备来增加其稳定性。与常用的柠檬酸、聚乙二醇(polyethyleneglyeol，PEG)、淀粉、右旋糖醉等包备材料相比，聚乳酸(polylacticacid，PLA)由于较小的粒径在MRI方面将具有更大的优势。更进一步的，磁共振分子成像是近年来兴起的一门无创性分子影像技术，因其不仅具有较高的空间分辨率，而且同时对软组织提供了更好的成像对比，故在新生血管的成像具有良好的运用前景。新生血管磁共振分子成像的关键是寻找“靶向目标”，并成功构建出与“靶向目标”具有高效、特异结合能力的磁共振靶向对比剂。血管新生过程中，整合素αvβ3(integrinαvβ3)在促血管新生因子刺激下活化的内皮细胞表面特异地高表达，而在静息血管内皮细胞表面几乎不表达。因此，整合素αvβ3是新生血管磁共振分子成像的理想的成像靶点。含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列(Arg-Gly-Asp，RGD)的多肽能特异性地与整合素αvβ3结合。RGD根据其分子的空间结构，可分为RGD线形肽(linearRGD)和RGD环形肽(cyclicRGD)两大类。大量有关RGD的构效关系研究表明：RGD环形肽的稳定性是RGD线形肽的30倍，故与RGD线形肽对整合素αvβ3结合能力相比，RGD环形肽对整合素αvβ3具有更高的结合力。RGD环形五肽[cyclic(Arg1-Gly2-Asp3-X4-X5)]是RGD环形衍生肽，进一步对其构效研究结果显示：①当其空间结构上第4位上的氨基酸残基为D-芳香族氨基酸残基时(如，D-Phe)，D-Phe作为整个RGD环形五肽[cyclic(Arg1-Gly2-Asp3-D-Phe4-X5)]空间结构上的侧翼，能增加其本身空间结构上的稳定性，同时亦增强其对整合素αvβ3结合的特异性；②其空间结构上第5位上的氨基酸残基的属性，无论是亲水性还是疏水性，对其与整合素αvβ3结合力无明显影响。实验进一步证实：RGD环形五肽[cyclic(Arg-Gly-Asp-D-Phe-Val)，cRGDfV]比RGD线性五肽[linear(Arg-Gly-Asp-D-Phe-Val)，RGDfV]对整合素αvβ3的结合力至少增加了100倍。但是，如果第5位上的氨基酸残基为含硫氨基酸时(如，Cys)，因RGD环形五肽[cyclic(Arg-Gly-Asp-D-Phe-Cys)，cRGDfC]分子中的巯基能与马来酰亚胺(maleimide)通过共价硫醚键方式连接，进一步增强其对整合素αvβ3结合的特异性以及结合力。因此，cRGDfC可作为理想的分子探针，用于构建与整合素αvβ3具有高效、特异结合能力的磁共振靶向对比剂，以期客观准确的评价治疗性血管新生。综上所述，围绕目前仍缺乏微循环稳态重建(治疗性血管新生)的客观评价指标这一瓶颈，以新生血管上特异地高表达的整合素αvβ3为靶点，以能与整合素αvβ3特异结合的cRGDfC为“分子伴娘”，以超小超顺磁性氧化铁(Fe3O4)纳米颗粒(USPIO)为基核，开发T2加权对比剂——超小超顺磁性氧化铁-聚乳酸-聚乙二醇-马来酰亚胺-cRGDfC纳米粒(cRGDfC-Maleimide-PEG-PLA-USPIO)是目前的磁共振靶向分子成像造影剂的研究热点，并带来潜在的临床应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服目前仍缺乏微循环重建(治疗性血管新生)的客观评价指标这一瓶颈，从而提供了一种微血管重建(治疗性血管新生)靶向的磁共振造影剂制备方法及其应用。该微血管重建(治疗性血管新生)靶向的磁共振造影剂，名为超小超顺磁性氧化铁-聚乳酸-聚乙二醇-马来酰亚胺-RGD环形五肽(cRGDfC)纳米粒，其表达式为：cRGDfC-M本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微血管重建(治疗性血管新生)靶向的磁共振造影剂，其特征在于，其包括超小超顺磁氧化铁(Fe

【技术特征摘要】
1.一种微血管重建(治疗性血管新生)靶向的磁共振造影剂，其特征在于，其包括超小超顺磁氧化铁(Fe3O4)纳米粒(USPIO)、亲水性的高分子化合物(Maleimide-PEG-PLA)以及RGD环形五肽，其内核为超小超顺磁氧化铁纳米粒，所述内核表面包被有亲水性的高分子化合物。所述亲水性的高分子化合物是含有多个羧基或氨基的高分子化合物，优选聚乙二醇(PLG)、聚乳酸(PLA)。


2.权利要求1的所述微血管重建(治疗性血管新生)靶向的磁共振造影剂，其特征在于，所述RGD环形五肽能特异识别新生血管活化内皮细胞表面特异高表达的整合素αvβ3分子。优选地，RGD环形五肽的结构为cyclic(Arg-Gly-Asp-D-Phe-Cys)(cRGDfC)。


3.权利要求1、2的所述微血管重建(治疗性血管新生)靶向的磁共振造影剂，其特征在于，所述RGD环形五肽(cRGDfC)以共价硫醚键方式连接亲水性的高分子化合物的外表面。优选地，cRGDfC中半胱氨酸上的巯基与马来酰亚胺(maleimide)通过共价硫醚键方式连接。


4.权利要求1-3的所述微血管重建(治疗性血管新生)靶向的磁共振造影剂制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下反应步骤：
(I)PLA-PEG-Maleimide的合成：将PEG3400-Maleimide与D,l-丙交酯(D,l-Lactic)反应，采用开环聚合法，合成PLA-PEG3400-Maleimide。优选地，PEG3400-Malei...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘城，
申请(专利权)人：刘城，
类型：发明
国别省市：广东;44