中空杂化纳米载药硅球、其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供一种中空杂化纳米载药硅球、其制备方法及应用，制备方法包括（1）将生物酶溶于水形成水相，将水相加入到油相形成油包水型微乳浊液；（2）在所述微乳浊液中加入二氧化硅前驱体、含二硫键的桥接有机硅前驱体和硅烷偶联剂，然后加入碱液反应形成纳米载药硅球；（3）将所述纳米载药硅球分散于水中处理得到中空纳米载药硅球；（4）将中空纳米载药硅球与铜基前驱体反应获得铜基MOF包覆的纳米载药硅球；（5）将铜基MOF包覆的纳米载药硅球负载声敏剂获得中空杂化纳米载药硅球。该制备方法过程简单、条件温和，制得的硅球可在肿瘤组织中全部降解，在其他条件下化学性质稳定，靶向性好；且利于酶、声敏剂和金属离子的固定及活性保持。声敏剂和金属离子的固定及活性保持。声敏剂和金属离子的固定及活性保持。

【技术实现步骤摘要】
中空杂化纳米载药硅球、其制备方法及应用


[0001]本专利技术属于药物载体领域，具体涉及一种中空杂化纳米载药硅球、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]恶性肿瘤严重威胁人类的健康。传统的肿瘤疗法如外科手术、放疗、化疗等均会对正常细胞造成损伤，产生不同程度的毒副作用。因此靶向给药和降低药物毒副作用对克服癌症治疗局限性至关重要。纳米材料的发展为药物递送领域带来了新的技术变革。纳米载体具有独特的性质，如纳米级尺寸、高比表面积以及良好的理化特性，可调节药物的药代动力学和药效学特征，提高治疗效果。与系统性给药相比，运用纳米载体进行药物递送可增强脂溶性药物的水溶性，改善其在体内的稳定性及血液循环时间。此外，肿瘤组织内一些特定的性质如低pH、高GSH含量、异常表达的蛋白均可作为内源性刺激来调控纳米材料的药物释放。同时，一些新兴的材料可同时对外源性的刺激如光、声波、磁场等进行响应，从而满足不同的需求。
[0003]化学动力学治疗（Chemodynamic therapy, CDT）近年来引起了广泛的关注。CDT主要是基于金属离子如铁(II)、铜(I)、锰(III)、钴(II)等介导的芬顿/类芬顿反应（Fenton reaction）生成羟基自由基（
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OH）从而对肿瘤细胞产生毒性作用。由于实性肿瘤组织内高度异质性及复杂性，单纯应用CDT对肿瘤的杀伤作用有限，其中一个重要的原因是肿瘤组织内谷胱甘肽(GSH)的水平异常增高。GSH是一种还原性物质，可清除生成的
•
OH，从而限制了CDT的疗效。
[0004]声动力治疗（Sonodynamic therapy, SDT）是通过适当的超声暴露与声敏剂在超声条件下产生的活性氧来诱导肿瘤细胞凋亡，具有准确性高、副作用小、患者顺应性好等优势，是一种极具临床转化价值的肿瘤疗法。现有的卟啉类声敏剂亲水性差，生物利用率低，体内清除极快，难以在肿瘤部位蓄积，并且声敏剂在外界环境极易淬灭，造成SDT疗效低下。
[0005]近年来，基于酶促反应的肿瘤疗法渐渐兴起。与传统治疗方式不同，酶大多是天然存在的蛋白质，在温和条件下对特定反应进行催化，具有活性高、生物相容性及安全性好等特点。酶在外界环境中容易失活，其催化效率大大降低，显著降低了其在肿瘤治疗中的应用，其次，单纯应用蛋白质在体内循环时易被巨噬细胞吞噬，使其无法有效聚集在肿瘤患处。
[0006]实性肿瘤组织内具有高度异质性及复杂性的特点,研究靶向递送药物以及将各种疗法结合来提高肿瘤细胞杀伤效果,具有重要的意义和价值。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对现有肿瘤药物靶向性缺陷，并将酶促反应/CDT/SDT结合来提高肿瘤细胞的杀伤效果，提供一种杂化纳米载药硅球、其制备方法和应用，制备方法具有过程简单、条件温和、化学性质稳定，利于酶、声敏剂和金属离子的固定及活性保持。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：杂化纳米载药硅球的制备方法，包括以下步骤：（1）将表面活性剂、助表面活性剂和有机溶剂混合制备油相，将生物酶溶于水形成水相，将水相加入到所述油相形成油包水型（W/O）的反相微乳浊液；表面活性剂可选用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、聚氧代乙烯(5)壬基苯基醚（CO
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520）、聚乙二醇辛基苯基醚 (Triton X
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100)等，助表面活性剂可选用正丙醇、正丁醇、正己醇等，有机溶剂可选用正癸烷、正辛烷、环己烷等。所述生物酶为过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、乳酸氧化酶和辣根过氧化物酶中的一种或多种，它们均对肿瘤细胞具有杀伤作用。
[0009]（2）在所述反相微乳浊液中加入二氧化硅前驱体、含二硫键的桥接有机硅前驱体和氨基硅烷偶联剂，然后加入碱液反应形成的实心纳米载药硅球。
[0010]二氧化硅前驱体通过水解缩聚反应合成多孔的二氧化硅，形成硅壳框架，可选用正硅酸酯类或硅烷类化合物。含二硫键的桥接有机硅前驱体可在硅球骨架中形成二硫键，在正常组织中稳定，而到达肿瘤后与肿瘤微环境中过表达的GSH进行键交换反应引起外层纳米硅载体的降解，可选用双(三甲氧基硅基丙基)二硫化物（BTEPDS）、双(三乙氧基硅基丙基)二硫化物（BTMPDS）、3
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三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物（BTES）等。氨基硅烷偶联剂可以提供颗粒氨基化反应位点，大幅提高刚性强度，增强硅纳米颗粒在正常生理条件下的稳定性，可选用γ
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氨丙基三乙氧基硅烷、γ
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氨丙基三甲氧基硅烷、N
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β（氨乙基）
‑
γ
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氨丙基三甲氧基硅烷、N
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β（氨乙基）
‑
γ
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氨丙基二甲氧基硅烷、N
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β（氨乙基）
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γ
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氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷等。
[0011]（3）将所述实心纳米载药硅球分散于去离子水中，并在35～45℃下搅拌反应0.5～1小时，冷却离心，然后用去离子水洗涤得到中空纳米载药硅球，分散在水中形成中空纳米载药硅球溶液。反应机理为硅球中间部分为硅酸盐低聚物，在硅壳中心凝结程度低，可通过搅拌水洗加离心的方式洗涤去除即硅球变为中空。
[0012]（4）将中空纳米载药硅球溶液与醋酸铜[ Cu(AcO)2•ꢀ
H2O]乙醇溶液混合，并超声处理10～30 min。水洗后再重悬于去离子水中，向此重悬液中加入有机配体1，3，5
ꢀ‑ꢀ
苯三甲酸（TMA）乙醇溶液，重复超声处理。重复上述步骤以获得铜基MOF包覆的中空纳米载药硅球。铜基前驱体可选用一水合醋酸铜、五水合硫酸铜、三水合硝酸铜、二水合氯化铜等，有机配体可选用1，3，5
ꢀ‑ꢀ
苯三甲酸（TMA）（5）将铜基MOF包覆的中空纳米载药硅球与声敏剂于乙醇溶剂中混合分散，充分搅拌混合后获得中空杂化纳米载药颗粒。声敏剂可选用二氢卟吩e6（Ce6），血卟啉单甲醚（HMME）、原卟啉IX（PPIX）、Meso
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tetra
‑
（4
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羧苯基）卟啉（TCPP）等作为技术方案的进一步改进，步骤（1）中表面活性剂为CO
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520，助表面活性剂为正己醇，有机溶剂为正癸烷；步骤（1）中表面活性剂、助表面活性剂与有机溶剂的体积比为2～4：1：30～40。CO
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520是一种烷基酚聚氧乙烯醚，非离子型表面活性剂，有较高的表面活性，化学稳定性好，生物降解性能好。正己醇是一种脂溶性醇作为助表面活性剂，可增加油的极性，在水中溶解度小，毒性低，溶解力好。正癸烷沸点高，空气中稳定性好。
[0013]作为技术方案的进一步改进，步骤（2）中反应温度为10～30℃，反应时间为6～12小时。步骤（2）中碱液为1～3%（v/v）的氨水。氨水作为催化剂，是弱碱，不易破坏体系中别的组分结构，还能提供O本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.中空杂化纳米载药硅球的制备方法，包括以下步骤：（1）将表面活性剂、助表面活性剂和有机溶剂混合制备油相，将生物酶溶于水形成水相，将水相加入到所述油相形成油包水型（W/O）的反相微乳浊液；（2）在所述反相微乳浊液中加入二氧化硅前驱体、含二硫键的桥接有机硅前驱体和硅烷偶联剂，然后加入碱液反应形成的实心纳米载药硅球；（3）将所述实心纳米载药硅球分散于去离子水中，并在40～60℃下搅拌反应0.5～1小时，冷却至常温离心处理然后用去离子水洗涤得到中空纳米载药硅球，分散在水中形成中空纳米载药硅球溶液；（4）将中空纳米载药硅球溶液与铜基前驱体溶液混合，超声处理分散；然后用水洗涤再重悬于去离子水中，向此重悬液中加入
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有机配体，超声处理获得铜基MOF包覆的中空纳米载药硅球；（5）将铜基MOF包覆的纳米载药硅球与声敏剂于乙醇溶剂中混合分散，充分搅拌混合后获得中空杂化纳米载药硅球。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中表面活性剂为CO
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520，助表面活性剂为正己醇，有机溶剂为正癸烷，表面活性剂、助表面活性剂与有机溶剂的体积比为2～4：1：30～40，在15
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30℃水浴搅拌下混合成油包水型（W/O）的反相微乳浊液。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：范文培，周丽明，徐应辉，马源源，钱峥峥，王珏，居胜红，
申请(专利权)人：中国药科大学，
类型：发明
国别省市：