一种供氧纳米平台及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种供氧纳米平台，由外壳和内核组成的核壳结构，内核包括携氧载体，外壳中包封有声敏剂IR780碘化物。本发明专利技术还公开了该供氧纳米平台的制备方法：(1)将聚(乳酸‑羟基乙酸)共聚物、IR780碘化物、全氟三丁胺溶于有机溶剂中，搅拌均匀得到混合液；(2)在混合液中加入乳化剂溶液，进行超声乳化得到乳化液；(3)将乳化液进行搅拌，离心后取沉淀，并用水洗涤沉淀，所得沉淀即为具有核壳结构的纳米供氧平台。本发明专利技术通过实验验证了该供氧纳米平台在体内具有优异的体内抗肿瘤效果，可改善肿瘤缺氧微环境，并具有良好的生物相容性，可将全身性副作用降到最低，有望成为具有前景的抗肿瘤治疗药物。

【技术实现步骤摘要】
一种供氧纳米平台及其制备方法和应用
本专利技术属于生物技术和医药
，涉及一种供氧纳米平台及其制备方法和应用，尤其涉及一种用以声动力作用的供氧纳米平台及其制备方法和应用。
技术介绍
癌症是全世界人类死亡的主要原因之一，癌症患者数量正在迅速增加,如何提高癌症治疗率是当今一大难题之一。近年来，光动力疗法(PDT)在癌症治疗中获得了可观的发展势头，用于皮肤癌症、膀胱癌等。PDT的机制是在激光辐照下，声敏剂与周围的氧气反应产生活性氧(ROS)，以单态氧为主。活性氧(ROS)可通过诱导氧化损伤引起细胞凋亡或坏死从而发挥消灭肿瘤细胞作用。然而，激光的穿透距离较短限制PDT对深部肿瘤或者体积较大的大肿瘤疗效。超声作为一种潜在的替代能源吸引了研究人员的越来越多的关注。已经发现，低强度的超声辐射可触发声敏剂以产生用于癌症治疗的ROS，声动力治疗(SDT)可为抗癌治疗的一种新兴选择。声动力治疗相比与PDT可辐射到更远的距离，并且有研究表明超声可通过空化效应增加一些抗癌药物的释放。实体肿瘤常由于畸形的血管系统和癌细胞的异常增殖而处于缺氧状态，声动力在产生ROS的过程中消耗大量的氧气。因而，缺氧环境会降低声动力抗癌治疗的效率。如何缓解缺氧，目前有以下方法。高压氧(HBO)疗法最先用于中肿瘤缺氧的调节，但是HBO会引起肺损伤和神经毒性，限制了其临床广泛应用。一些研究利用了肿瘤微环境中的内源性过氧化氢，与过氧化氢酶或MnO2纳米颗粒反应生成氧气。但是，肿瘤中可用的H2O2量是有限的，并且Mn2+具有较差的生物相容性。有些学者提出“血液替代方案”，例如基于血红蛋白的氧气载体，其中基于血红蛋白的氧气载体能够在肺中较高的氧气分压(pO2)下加载氧气，并在较低的pO2下释放组织中的氧气。但是循环中的游离Hb会迅速还原成另一种状态，并释放有毒的游离血红素，从而引起肾小管损害甚至肾衰竭，血管收缩和全身性高血压。基于血红蛋白的“血液替代方案”引起的强烈副作用进一步限制了其临床应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：开发一种供氧纳米平台，可改善肿瘤缺氧，同时在超声辐照下，增强声动力作用，以期达到较好的综合效果应用于抗肿瘤药物中。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是，提供一种供氧纳米平台，该供氧纳米平台为外壳和内核组成的核壳结构，内核包括携氧载体，外壳中含有声敏剂，所述声敏剂为IR780碘化物。R780碘化物是一种新型的亲脂性阳离子近红外荧光染料，在激光照射下，可发生光热作用和光动力作用。IR780在超声辐照下，产生大量的活性氧，称为声动力作用。IR780具有较高的摩尔消光系数，可用于荧光成像。IR780与FDA批准的水溶性试剂吲哚箐绿(ICG)相比，IR780具有更高的光稳定性和更高的荧光强度。因此，本专利技术选择IR780是作为声敏剂，结合其多种特点，实现诊断和治疗一体化。优选地，所述携氧载体为全氟三丁胺。传统的携氧载体是基于血红蛋白的携氧载体，血红蛋白是以共价的方式结合氧气，注射入体内存在快速消除、氧气高亲和力的优势，但是因具有严重的心脑血管副作用而停止了临床应用。而本专利技术采用全氟三丁胺为携氧载体，全氟三丁胺常温呈为液态，物理特性中氧气溶解度高；全氟三丁胺还具有一定的血小板活性抑制作用，注射入体内后，可增加肿瘤血管中红细胞的聚集，提高周围氧气的释放。优选地，所述外壳为聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物。优选地，所述聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物由摩尔比为50︰50的乳酸和羟基乙酸单体聚合得到。优选地，所述声敏剂的质量与携氧载体的体积比为1：0.1-0.2，比值单位为mg/mL；所述声敏剂和聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物的质量比为1：25-30。优选地，所述供氧纳米平台的粒径为300-350nm。本专利技术的供氧纳米平台是一个纳米级别大小，可部分躲过巨噬细胞的吞噬，并通过肿瘤的EPR效应(高通透和滞留效应)，靶向聚集在肿瘤周围。作为一个专利技术构思，本专利技术还提供一种供氧纳米平台的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物、IR780碘化物、全氟三丁胺溶于有机溶剂中，搅拌均匀得到混合液；(2)在步骤(1)后得到的混合液中加入乳化剂溶液，进行超声乳化得到乳化液；(3)将步骤(2)后得到的乳化液进行搅拌，离心后取沉淀，并用水洗涤沉淀，所得沉淀即为具有核壳结构的纳米供氧平台。优选地，所述步骤(1)中，在1体积份(以mL计)有机溶剂中溶解有25-30质量份(以mg计)聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物、1质量份(以mg计)IR780碘化物、0.1-0.2体积份(以mL计)全氟三丁胺。优选地，所述步骤(2)中，乳化剂溶液为聚乙烯醇溶液，质量浓度为3-5％，聚乙烯醇溶液与有机溶剂的体积之比为5-10︰1；超声乳化的功率为100-120W，超声乳化的时间为100-150秒。优选地，所述步骤(3)中，搅拌的时间为2-3h，离心速度为8000-12000rpm。作为同一个专利技术构思，本专利技术还提供上述供氧纳米平台分散液的制备方法，将上述的制备方法获得的沉淀(即供氧纳米平台)用PBS缓冲液重悬后，灌氧后密封，即得供氧纳米平台分散液。作为同一个专利技术构思，本专利技术还提供上述的供氧纳米平台，或上述制备方法所得的供氧纳米平台及其分散液在制备声动力抗癌药物中的应用。我们设计开发一种供氧纳米平台用以增强声动力。用聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物(PLGA)作为该纳米粒的外壳，将具有携氧作用的全氟三丁胺(PFTBA)作为内核，并通过化学方法载入声敏剂(IR780碘化物)，IR780碘化物包封在PLGA壁上。其中，声敏剂IR780碘化物是一种新型的亲脂性阳离子近红外荧光染料，具有较高的单态氧产率。全氟三丁胺为声敏剂提供了充足的氧气，提高肿瘤微环境中氧气的含量，产生更多的单线态氧来诱导细胞凋亡。此外，超声具有的空化效应可进一步增加药物的释放。全氟三丁胺是一种具有高氧气溶解度的和性质稳定的化学合成惰性材料。全氟三丁胺吸收氧气的能力与外界氧气浓度成线性关系，随着吸入氧气(FiO2)比例的增加，全氟三丁胺可以装载更多的氧气，并通过氧气梯度迅速扩散到组织中。除此之外，全氟三丁胺还具有血小板抑制作用，可增强红细胞在肿瘤部位的渗透，从而进一步增强肿瘤周围氧气浓度。基于PFTBA出色的携氧能力和较高的生物安全性，采用PFTBA作为氧气输送载体(即携氧载体)。聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物是一种具有优异的生物相容性的聚合物，且负载能力强，可作为治疗剂中的纳米载体首选，由于其核壳结构，可以通过共封装各种疏水或亲水材料、将不同的传统单一模式疗法整合后来提高癌症治疗效率。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术利用单乳化法，在PLGA纳米粒中封装PFTBA，并将IR780装载在PLGA纳米球壳中，在该纳米平台中，PFTBA作为氧气输送系统可显著提高氧气浓度，使得声敏剂TR780在超声辐照下产生更多的单态氧，从而增强SDT的功效。(2)本专利技术通过实验验证了该供氧纳米平台本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种供氧纳米平台，其特征在于，该供氧纳米平台为由外壳和内核组成的核壳结构，内核包括携氧载体，外壳中含有声敏剂，所述声敏剂为IR780碘化物。/n

【技术特征摘要】
1.一种供氧纳米平台，其特征在于，该供氧纳米平台为由外壳和内核组成的核壳结构，内核包括携氧载体，外壳中含有声敏剂，所述声敏剂为IR780碘化物。


2.根据权利要求1所述的供氧纳米平台，其特征在于，所述携氧载体为全氟三丁胺；所述外壳为聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物。


3.根据权利要求2所述的供氧纳米平台，其特征在于，所述声敏剂的质量与所述携氧载体的体积比为1：0.1-0.2，比值单位为mg/mL；所述声敏剂和聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物的质量比为1：25-30。


4.根据权利要求1所述的供氧纳米平台，其特征在于，该供氧纳米平台的粒径为300-350nm。


5.一种供氧纳米平台的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物、IR780碘化物、全氟三丁胺溶于有机溶剂中，搅拌均匀得到混合液；
(2)在步骤(1)后得到的混合液中加入乳化剂溶液，进行超声乳化得到乳化液；
(3)将步骤(2)后得到的乳化液进行搅拌，离心后取沉淀，并用水洗涤沉淀，所得沉淀即为具有核壳结构的纳米供氧平台。

【专利技术属性】
技术研发人员：牛诚诚，汪龙，黄碧英，
申请(专利权)人：中南大学湘雅二医院，
类型：发明
国别省市：湖南;43