一种自产氧纳米粒及其介导肿瘤光动力治疗的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种新型自产氧靶向纳米粒及其制备方法和介导肿瘤光动力治疗的应用，该自产氧纳米粒呈核‑壳‑壳的球形结构，IR820和CAT分布于纳米粒内部，PLGA构成纳米粒内壳，最外层包被有HA作为外壳。体内外的抗肿瘤实验证实，该纳米载药系统性质稳定，能够催化H

【技术实现步骤摘要】
一种自产氧纳米粒及其介导肿瘤光动力治疗的应用
本专利技术属于纳米生物医学
，具体而言，涉及一种新型自产氧靶向纳米粒及其制备方法和介导肿瘤光动力治疗的应用。
技术介绍
光动力疗法(PDT)是一种颇有前景的治疗方法，同传统疗法相比，PDT的优势在于创伤小、毒性低、选择性好、适用性强、可重复治疗并可以协同手术等其它治疗方法从而提高治疗效果，已被用于治疗包括恶性肿瘤在内的多种疾病。PDT依赖于具有特定波长的激发光作为光源照射光敏剂，在分子氧存在的情况下产生单线态氧，导致肿瘤细胞凋亡或坏死。光敏剂是PDT的核心，传统的光敏剂如卟啉及其衍生物存在一些缺陷，包括半衰期长，代谢缓慢，水溶性差，易发生团聚，激发波长短导致组织穿透深度有限，这些不足限制了它们在临床中的应用[PollackM,etal.Safetyofresuminganti-pd-1inpatientswithimmune-relatedadverseevents(iraes)duringcombinedanti-ctla-4andanti-pd1inmetastaticmelanoma.AnnOncol,2018,29:250-255.]。随着光动力学研究的发展，越来越多的新型光敏剂被发现。近红外荧光染料如ICG就是其中一种颇具潜力的光敏剂，研究发现它们不仅具有优异的荧光成像能力，而且具有光热(PTT)和PDT疗效。近红外荧光染料的激发波长位于近红外区，这有利于减少来自于周围组织吸收和荧光的干扰，且较长的近红外光具有更优越的组织穿透性，在近红外(NIR)激光照射下，近红外荧光染料能够产生大量的单线态氧，这些特性使它们成为潜在的光敏剂。IR820是一种新型近红外荧光染料，同ICG一样也可用于荧光成像和PTT/PDT]。Li等人将多西紫杉醇和IR820共同包载进纳米胶束中，在NIR激光照射下，IR820能够产生单线态氧协同化疗有效抑制肿瘤的生长[LiW,etal.Mildphotothermaltherapy/photodynamictherapy/chemotherapyofbreastcancerbylyp-1modifieddocetaxel/ir820co-loadedmicelles.Biomaterials,2016,106:119-133.]。光敏剂通过将光化学作用产生的能量传递给周围分子氧，生成强活性的单线态氧或其它活性氧而发挥PDT治疗作用，因此治疗部位的分子氧水平也是制约PDT疗效的因素之一。由于肿瘤细胞的生长、代谢迅速而氧供往往不足，导致肿瘤微环境呈现低氧状态，且PDT治疗时会不断消耗氧气进而加重缺氧，底物的不足会使单线态氧的产率降低，最终影响PDT的疗效[YangZL,TianW,WangQ,etal.Oxygen-evolvingmesoporousorganosilicacoatedprussianbluenanoplatformforhighlyefficientphotodynamictherapyoftumors.AdvSci(Weinh),2018,5(5):1700847.]。为了解决这一问题，研究人员已经尝试了多种措施来提高光敏剂周围的氧浓度。例如，Cheng等人利用全氟化碳可以容纳比肿瘤微环境更高的氧含量这一原理将光敏剂装载到全氟化碳纳米小滴中，在肿瘤局部，丰富的氧气能够保证光敏剂产生足量的活性氧，从而实现增强的PDT治疗效果[ChengY,ChengH,JiangC,etal.Perfluorocarbonnanoparticlesenhancereactiveoxygenlevelsandtumourgrowthinhibitioninphotodynamictherapy.NatCommun,2015,6:8785.]。Guo等人将血红蛋白和光敏剂ICG封装在脂质体中，可以有效地将氧气输送到肿瘤部位，减轻缺氧状态，增加PDT对肿瘤的抑制作用[GuoX,QuJ,ZhuC,etal.Synchronousdeliveryofoxygenandphotosensitizerforalleviationofhypoxiatumormicroenvironmentanddramaticallyenhancedphotodynamictherapy.DrugDeliv,2018,25(1):585-599.]。尽管上述方法在一定程度上增强了PDT的疗效，然而其存在一些问题需要去克服，例如复杂的药物合成程序、携氧稳定性和肿瘤中的氧释放效率等等。目前的研究发现，与正常组织相比，肿瘤组织中存在更高浓度的过氧化氢(H2O2)(浓度范围：100μM～1mM)，而H2O2在一定条件下能够分解为水和氧气，因此它是肿瘤组织中氧气的潜在储备库。二氧化锰(MnO2)可以与H2O2在酸性pH条件下反应产生氧气，反应方程式为：MnO2+H2O2+2H+→Mn2++2H2O+O2↑，利用这一原理，Xing等人合成了MnO2纳米粒，并将其作为载体，将光敏剂递呈到肿瘤局部，MnO2与肿瘤组织中的H2O2反应后增加了氧含量，进而增强了PDT的杀肿瘤作用[AiX,HuM,WangZ,etal.Enhancedcellularablationbyattenuatinghypoxiastatusandreprogrammingtumor-associatedmacrophagesvianirlight-responsiveupconversionnanocrystals.BioconjugChem,2018,29(4):928-938.]。然而，繁琐的合成步骤以及过量锰离子摄入带来的潜在的生物安全性等问题仍然存在。因此，寻找安全高效的产氧剂具有重要的意义。
技术实现思路
鉴于肿瘤微环境乏氧导致光动力治疗中的主要毒性物质ROS产量低的不足，本专利技术的目的在于提供一种以聚乳酸-羟基乙酸共聚物作为载体的新型自产氧靶向纳米粒，从而为缓解肿瘤缺氧和改善PDT治疗恶性黑素瘤提供了一种新的思路和方法。为了实现上述技术目的，专利技术人考虑到过氧化氢酶(CAT)是生物体内产生的一种高效酶，可通过催化H2O2(CAT：H2O2＝1：～1,000,000)产生氧气，增加肿瘤局部氧浓度，调节肿瘤缺氧。将CAT与光敏剂联合应用能够显著提高光敏剂介导的PDT作用。然而，体内存在的蛋白酶很容易导致游离CAT失活，并且游离药物包括光敏剂由于缺乏肿瘤选择性而难以在肿瘤内有效积累，导致产氧量和PDT疗效受限。为此，本专利技术人进一步将CAT等游离药物包封于其内部，从而隔离它们与体内分子的接触，既提高了它们的稳定性又不影响它们的生物学功能。基于前期的研究积累和设想，本专利技术人将IR820和CAT共同包载于PLGA纳米颗粒中。为了提高其靶向肿瘤细胞的能力，在纳米颗粒表面修饰能够靶向CD44分子的透明质酸(HA)从而构建了HA-PLGA-CAT-IR820纳米粒(HCINP)。当载药纳米粒靶向进入肿瘤组织后，其内CAT可以通过催化H2O2产生氧气并释放，克服肿瘤组织缺氧，提高局部氧浓度；IR820本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种介导肿瘤光动力治疗的自产氧纳米粒，其特征在于，该自产氧纳米粒呈核-壳-壳的球形结构，IR820和CAT分布于纳米粒内部，PLGA构成纳米粒内壳，最外层包被有HA作为外壳，其中HA为透明质酸，PLGA为聚乳酸-羟基乙酸共聚物，IR820为新型吲哚菁绿，CAT为过氧化氢酶。/n

【技术特征摘要】
1.一种介导肿瘤光动力治疗的自产氧纳米粒，其特征在于，该自产氧纳米粒呈核-壳-壳的球形结构，IR820和CAT分布于纳米粒内部，PLGA构成纳米粒内壳，最外层包被有HA作为外壳，其中HA为透明质酸，PLGA为聚乳酸-羟基乙酸共聚物，IR820为新型吲哚菁绿，CAT为过氧化氢酶。


2.根据权利要求1所述介导肿瘤光动力治疗的自产氧纳米粒，其特征在于，所述的PLGA为PLGA50:50嵌段共聚物。


3.一种介导肿瘤光动力治疗的自产氧纳米粒的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)取CAT和IR820加入至浓度为0.7-2.0％的PVA水溶液中，充分溶解并混匀；
(2)称取PLGA溶于有机溶剂中，得到PLGA溶液；
(3)将步骤(1)所得溶液滴入步骤(2)的PLGA溶液中，超声乳化得到初级乳液；
(4)取HA加入到浓度为1-4％聚乙烯醇水溶液中，搅拌至充分溶解混匀，然后逐滴加入所述初级乳液，并超声乳化得到复乳；
(5)将步骤(4)得到的复乳在室温下避光搅拌8-16h，搅拌速度为200-400r/min，去除多余的有机溶剂，收集得到的澄清溶液，使用高速冷冻离心机于4℃、14000rpm离心18-23min，收集沉淀，并使用超纯水或PBS对沉淀洗涤2-4次，去除游离药物及杂质，得到自产氧纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋冠，侯晓阳，杨春生，
申请(专利权)人：徐州医科大学附属医院，
类型：发明
国别省市：江苏;32