一种肿瘤靶向性热滞留的纳米磁流体及其制备方法技术

本发明专利技术一种肿瘤靶向性热滞留的纳米磁流体及其制备方法，该纳米磁流体是由粒径在50～150nm的pH/温度双重响应的复合磁性纳米胶束组成，具体是由pH/温度双重响应性两亲性大分子通过疏水相互作用包裹疏水超顺磁纳米颗粒形成。本发明专利技术设计一个具有pH敏感性质的温敏聚合物，来影响纳米磁流体的体内分布。在体内生理环境中，该纳米磁流体较高的相变温度使其在磁热作用下仍保持胶体稳定性，并被磁热加速的血流带离正常组织。而在肿瘤组织弱酸性的环境中，该纳米磁流体较低的相变温度使其在磁热作用下相变，从而沉积在肿瘤组织中。这种热致的滞留作用，可以提高纳米磁流体在肿瘤组织中的集中，从而实现对肿瘤的靶向性加热。

【技术实现步骤摘要】
一种肿瘤靶向性热滞留的纳米磁流体及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，尤其涉及一种肿瘤靶向性热滞留的纳米磁流体及其制备方法，利用磁热效应提高肿瘤的靶向性磁热疗。
技术介绍
WilliamCooley首次发现肿瘤患者由于感染引起发热时肿瘤明显减小。通过长时间的研究发现，热疗不仅可以独立的治疗作用于肿瘤组织，通过对局部高温加热直接诱导肿瘤细胞凋亡，又可以其他方法联合应用进一步增强疗效的肿瘤治疗方法，具有较好的应用前景。在现有的热疗技术中，比较常见的有非浸入式的纳米流体热疗，包括光热和磁热，光热疗法是通过特定波长的近红外光照射具有光热转换特性的材料，将光能转化为热能，使该区域温度升高到42℃以上以杀死肿瘤细胞的一种疗法，目前光热疗法作为一种切实有效的低风险肿瘤治疗技术，具有良好的发展前景。而磁热疗(Magnetichyperthermia)是一种通过直接注射、静脉注射或介入等方式使产热材料定向聚集在肿瘤部位，并在交变磁场的作用下发生磁滞产热效应将肿瘤组织加热从而杀灭肿瘤细胞的技术，已经有相关产品用于脑胶质瘤治疗并进入临床。磁流体热疗技术是一种将纳米磁流体导入肿瘤部位，通过外部施加交变磁场从而诱导磁性材料持续升温并超过42℃。由于肿瘤细胞与正常细胞相比热耐受性低，因此可以达到对抑制肿瘤细胞活性甚至诱导其凋亡，而不会非肿瘤细胞造成损伤的效果。相比较于光热疗受制于光线的穿透能力，磁流体热疗的优点是磁场的辐射范围不受限制(人体的磁导率几乎等于真空磁导率)，因此磁流体热疗可以适用于全身位置的热疗。以此同时，这也随之带来了一个新的问题，那就是磁流体的效果完全取决于纳米磁流体在生物体内的分布。基于肿瘤的增强渗透和滞留效应(EPR)，目前常见的纳米磁流体的粒径主要集中在50nm～200nm。理论上，处于这个粒径范围的纳米颗粒可以通过EPR效应集中分布于肿瘤组织，但是实际研究发现，粒径在这个范围的纳米流体，在小鼠模型中经尾静脉注射后，一般相对集中在肝脏、脾脏和肾脏中，肿瘤中分布较少，即使给纳米磁流体赋予生物靶向，或者磁靶向，肿瘤组织中纳米磁流体的分布也很难得到实质性的提高，因此非常容易造成纳米磁流体介导的磁热疗对正常组织的非靶向性加热。为了解决这个问题，比较常用的方法是赋予纳米磁流体条件响应性以增强肿瘤靶向性，例如张等人(201910160935.9)专利技术了一种磁性/温度/pH三重响应性，可以运载乳腺癌联合化疗药物紫杉醇的纳米水凝胶载药体系，该专利技术实验条件温和，药物的包封率较高，合成的磁性纳米水凝胶具有一定的靶向性，但是由于实体瘤的细胞外pH值在6.5～6.8，该专利技术中多重敏感聚合物pKa值范围与实体瘤细胞外pH值偏差较大且具有较宽的pH敏感范围，因此靶向肿瘤效果不明显。又例如苟等人(201811242363.0)专利技术了一种磁热双敏型胶束，该专利技术具有适宜的LCST，制备载DMF磁热双敏胶束的工艺简单、成本低廉，但是该胶束仍单纯依靠EPR效应，因此不足向肿瘤部位聚集。由于EPR效应的不足，因此需要设计和开发一种基于肿瘤特性并利用磁热效应提高肿瘤的靶向性磁热疗的纳米磁流体。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种肿瘤靶向性热滞留的纳米磁流体及其制备方法，该纳米磁流体是一种基于肿瘤特性并利用磁热效应提高肿瘤靶向性磁热疗的纳米磁流体。本专利技术通过设计一个具有pH敏感性质的温敏聚合物，来影响纳米磁流体的体内分布。在体内生理环境中，该纳米磁流体较高的相变温度使其在磁热作用下仍保持胶体稳定性，并被磁热加速的血流带离正常组织。而在肿瘤组织弱酸性的环境中，该纳米磁流体较低的相变温度使其在磁热作用下相变，从而沉积在肿瘤组织中。这种针对肿瘤微环境的热致滞留作用，可以提高纳米磁流体在肿瘤组织中的集中，从而实现对肿瘤的靶向性加热。为实现上述目标，关键是设计一种在肿瘤微环境和生理条件下微弱pH改变，就能显著改变聚合物相变温度的pH敏感性质的温敏聚合物。这就意味要，要选取一种在相变pH值在6.8～7.2之间的pH敏感型单体，去调节N-异丙基丙烯酰胺基的温敏聚合物在不同pH环境中的相变温度。磺酰胺的聚合物能够表现出接近生理pH值的pH敏感性，更加接近于实体瘤的细胞外pH值6.5～6.8的范围，并且具有窄的pH值响应范围。磺酰胺单体通常是对氨基苯磺酰胺的衍生物，其中酰胺氮上的氢原子可在溶液中被离子化为质子。由于磺酰基基团的氧原子的电负性大，硫原子的电子密度不足，这将电子从氮原子中吸出并因此导致电离。通过将磺酰胺基引入水溶性聚合物中，结构发生变化的pH敏感聚合物会随着可以合成生理条件附近较窄的pH范围。当pH值高于其pKa时，这些基于磺酰胺的聚合物将被离子化并变为水溶性。相反，去离子或中性的磺酰胺基团在苯环之间以及它们之间的氢键之间具有很强的π-π相互作用，从而导致聚合物的聚集和沉淀。因此选用基于磺酰胺的聚合物可以在所需的pH范围内具有易控的溶胀和相变的性质。尽管纳米磁流体很难通过EPR效应实现对肿瘤组织的靶向性分布和靶向性磁热疗，但是利用pH/温度双重响应性两亲性大分子包裹磁性纳米颗粒形成的纳米磁流体，即便大量分布在非肿瘤区域，在外加交变磁场的作用下，在正常组织中(pH＝7.2～7.4)即便温度上升，但是相对较高的相变温度(≥50℃)会使纳米磁流体保持胶体稳定性，较高的局部温度只会使纳米磁流体加速离开。而在肿瘤组织(pH＝6.5～6.8)，由于pH/温度双重响应性两亲性大分子的相变温度降低(40～44℃)，因此磁热升温很容易造成纳米磁流体的相变沉淀，从而滞留于肿瘤组织处。反复的磁热疗与血液循环相配合，就能实现纳米磁流体在肿瘤部位的进一步热致聚集以及高度精准靶向性磁热疗，促使磁热疗疗效最大化。为此，本专利技术的技术方案是：一种肿瘤靶向性热滞留的纳米磁流体，纳米磁流体是由粒径在50～150nm的pH/温度双重响应的复合磁性纳米胶束组成，该pH/温度双重响应的复合磁性纳米胶束由pH/温度双重响应性两亲性大分子通过疏水相互作用包裹疏水超顺磁纳米颗粒形成，包括以下步骤：(1)pH/温度双重响应性两亲性大分子的制备：利用可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)反应制备pH/温度双重响应性两亲性大分子；(2)疏水超顺磁纳米颗粒的制备：利用高温前驱体分解法制备有高磁热转化效率的疏水超顺磁纳米颗粒；(3)pH/温度双重响应复合磁性纳米胶束的制备：在超声辅助下，pH/温度双重响应性两亲性大分子和疏水超顺磁纳米颗粒自组装形成pH/温度双重响应的复合磁性纳米胶束；(4)pH/温度双重响应复合磁性纳米胶束的纯化：利用超高速离心除掉超顺磁纳米颗粒含量低的复合磁性纳米胶束或者不含超顺磁纳米颗粒的聚合物胶束。通过上述步骤，可得到粒径在50～150nm的pH/温度双重响应的复合磁性纳米胶束。上述技术方案中，所述步骤(1)的pH/温度双重响应性的两亲性大分子，其组成中疏水链段为疏水性聚合物，包括但不限于聚己内酯(PCL)、聚丙交酯(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)；亲水链段为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种肿瘤靶向性热滞留的纳米磁流体的制备方法，其特征在于，纳米磁流体是由pH/温度双重响应的复合磁性纳米胶束组成，所述pH/温度双重响应的复合磁性纳米胶束由pH/温度双重响应性两亲性大分子通过疏水相互作用包裹疏水超顺磁纳米颗粒形成，包括以下步骤：/n(1)pH/温度双重响应性两亲性大分子的制备：利用可逆加成-断裂链转移聚合RAFT反应制备pH/温度双重响应性两亲性大分子；/n(2)疏水超顺磁纳米颗粒的制备：利用高温前驱体分解法制备疏水超顺磁纳米颗粒；/n(3)pH/温度双重响应复合磁性纳米胶束的制备：在超声辅助下，pH/温度双重响应性两亲性大分子和疏水超顺磁纳米颗粒自组装形成pH/温度双重响应的复合磁性纳米胶束；/n(4)pH/温度双重响应复合磁性纳米胶束的纯化：利用超高速离心除掉超顺磁纳米颗粒含量低的复合磁性纳米胶束或者不含超顺磁纳米颗粒的聚合物胶束，得到纯化后的复合磁性纳米胶束。/n

【技术特征摘要】
1.一种肿瘤靶向性热滞留的纳米磁流体的制备方法，其特征在于，纳米磁流体是由pH/温度双重响应的复合磁性纳米胶束组成，所述pH/温度双重响应的复合磁性纳米胶束由pH/温度双重响应性两亲性大分子通过疏水相互作用包裹疏水超顺磁纳米颗粒形成，包括以下步骤：
(1)pH/温度双重响应性两亲性大分子的制备：利用可逆加成-断裂链转移聚合RAFT反应制备pH/温度双重响应性两亲性大分子；
(2)疏水超顺磁纳米颗粒的制备：利用高温前驱体分解法制备疏水超顺磁纳米颗粒；
(3)pH/温度双重响应复合磁性纳米胶束的制备：在超声辅助下，pH/温度双重响应性两亲性大分子和疏水超顺磁纳米颗粒自组装形成pH/温度双重响应的复合磁性纳米胶束；
(4)pH/温度双重响应复合磁性纳米胶束的纯化：利用超高速离心除掉超顺磁纳米颗粒含量低的复合磁性纳米胶束或者不含超顺磁纳米颗粒的聚合物胶束，得到纯化后的复合磁性纳米胶束。


2.根据权利要求1所述的肿瘤靶向性热滞留的纳米磁流体的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的pH/温度双重响应性的两亲性大分子，其疏水链段为疏水性聚合物，包括聚己内酯、聚丙交酯、聚乙交酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物，其亲水链段为N-异丙基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺和磺胺类单体的无规共聚物，亲水链段和疏水链段的分子量比为1:(0.3～0.6)。


3.根据权利要求2所述的肿瘤靶向性热滞留的纳米磁流体的制备方法，其特征在于，所述pH/温度双重响应性的两亲性大分子的亲水链段组成中，pH敏感单体为磺胺类单体，磺胺类单体为磺胺甲氧哒嗪丙烯酰胺、磺胺邻二甲氧嘧啶丙烯酰胺、磺胺二甲基嘧啶丙烯酰胺或磺胺二甲基异嘧啶丙烯酰胺；温度敏感单体为N-异丙基丙烯酰胺；调节单体为N,N-二甲基丙烯酰胺；其中N-异丙基丙烯酰胺/(N,N-二甲基丙烯酰胺+磺胺类单体)的摩尔比为1:(0.4～1.0)。


4.根据权利要求1所述的肿瘤靶向性热滞留的纳米磁流体的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的pH/温度双重响应性的两亲性大分子，在肿瘤微环境低pH值≤6.8条件下相变温度在40～44℃，而在pH≥7.2的生...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈阳，辛渊蓉，刘超，王智琦，侯丙龙，林永强，张涛，王正阳，许颖，刘宏飞，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32