一种兼具还原响应性和靶向性的介孔硅纳米药物载体及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种兼具还原响应性和靶向性的介孔硅纳米药物载体及其制备方法。首先通过溶解凝胶法制备出介孔硅纳米颗粒，并将其开发成为药物分子的纳米储存器；而后，利用简单的化学修饰方法在介孔硅纳米储存器的表面引入二硫键，并将其作为连接纽带；其次，创新地采用生物相容性的天然细胞外基质—胶原分子固定至介孔硅纳米储存器表面，并将其开发成为介孔硅纳米储存器的纳米封装器；最后，将乳糖酸分子修饰至介孔硅/胶原纳米复合系统表面，并将其作为肝癌细胞膜表面受体（ASGP-R）的特异性受体，从而构建出一种兼具细胞特异性靶向性和还原性物质/酶响应性的介孔硅/胶原—乳糖酸多功能复合型纳米药物载体系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医用材料领域，涉及一种多功能医药纳米载体的构建方法。
技术介绍
经过半个多世纪的探索与发展，智能药物控制释放系统在医学领域充分展示了其潜在的应用价值。控释给药也逐渐成为生物医学研究领域的一个重要分支，其横跨了工程技术、组织工程、生物材料与临床医学等多类交叉学科。Robert Langer等开创的微机电给药系统，利用外界远程信号实现系统的体内控制释放。然而，系统释放出来的药物分子不能特异性的识别靶细胞，药物分子大部分分布于正常组织并被正常细胞所摄取；而病变组织中的药物分布较少，造成药物递送效力较低，增加了药物在体内的毒副作用。因此，研究人员都在寻找特定的生物材料作为药物载体，设计更加新型的药物控制释放系统，提高功能药物被病变细胞摄入的效率。纳米技术的迅速发展为制备并设计新型的智能药物释放系统提供了可能性。纳米粒子和纳米胶囊是指粒径分布在10-100纳米之间的固态胶体粒子，可通过细胞吞噬作用进入细胞体内。因此，研究人员通过整合药物化学和纳米技术，设计新型的纳米控制释放系统，努力提高活性药物分子被细胞摄入的效率。药物分子可以通过物理作用(扩散作用、吸附作用)或化学作用(亲疏水性作用、化学交联作用)粘附在纳米颗粒的表面，形成药物分子/纳米颗粒的复合系统。这类纳米药物控释系统可实现药物的缓释，并提高药物的细胞摄入率。纳米药物控制释放系统的研究是传统药物制剂的进一步深化和发展，属于当今最前沿的研究领域之一。其具有较好的医学应用前景，尤其在抗肿瘤领域已获得了较好的临床效果，该学科已促进了药学、医学、材料、化学、生物、等领域多学科的交叉与融合。为了促使纳米控制释放系统具有更好的疗效，并减少毒副作用；相关材料科学家、生物学家及临床医生都在共同努力设计一种新型的智能控释系统，使其不仅能特异性识别靶位组织，还能针对病变细胞实行特定信号的定向“爆破”。具体来说，就是其能在特定的时亥IJ，以合适的速率，将所需剂量的药物导入人体所需要的部位，即药物定点、定时、定量地释放，充分的利用了药物的疗效，避免药物积累中毒，减轻药物的毒副作用，达到治愈的目的。介孔硅纳米材料是一种孔径在2_50nm范围内的材料，其比表面积大(通常为900g/cm_3)、表面特性活泼(丰富的-0H)，是一种很好的生物相容性药物载体。但是，采用介孔硅纳米材料制备兼具还原响应性和靶向性的药物载体时，需要通过多个工艺步骤来进行表面修饰。目前，在制备介孔硅纳米材料药物载体的领域中，由于工艺的原因，往往还原响应性和靶向性难以兼顾，而且转化率较低，药物的性能不尽人意。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在构建一种兼具细胞特异性靶向性和还原性物质/酶响应性的介孔硅/胶原一乳糖酸多功能复合型控释系统。该方法具有操作简单、成本低廉、通用性强，不需要特殊设备。利用该方法制备的多功能性介孔硅/胶原分子纳米复合材料具有较好的细胞相性；其能被肝癌细胞所特异性识别，并能在细胞内还原响应性酶(谷胱甘肽)的作用下实现定向“爆破”，在抗癌治疗领域具有广阔的临床应用价值。为实现本专利技术目的而采用的技术方案是这样的，一种兼具还原响应性和靶向性的介孔硅纳米药物载体的方法，其特征在于，包括以下步骤 a.制备介孔娃纳米颗粒； b.采用3-氨基丙基硅烷偶联剂修饰步骤a所得的介孔硅纳米颗粒，获得氨基化介孔娃纳米颗粒； c.配置丁二酸酐和丙酮的混合液，所述丁二酸酐和丙酮的混合液中丁二酸酐的浓度为I 2 mol/L ;将步骤b中获得的氨基化的介孔硅纳米复合材料按重量体积比O. 0075 O. 015g/mL加入到丙酮中，室温下搅拌3 6 h后，逐滴加入过量的所述丁二酸酐和丙酮的混合液，搅拌18 36 h，洗涤、离心分离、烘干后获得白色粉末状的羧基化的介孔硅纳米材 料； d.采用胱胺分子功能化步骤c所得的羧基化介孔硅纳米颗粒，制备出二硫键修饰的介孔娃纳米颗粒； e.将药物负载到步骤d所获得的二硫键修饰的介孔硅纳米颗粒内，再采用胶原分子封堵所述二硫键修饰的介孔硅纳米颗粒，制备出介孔硅/胶原分子还原响应性纳米复合系统； f.采用乳糖酸分子功能化步骤e所得的介孔硅/胶原分子纳米复合系统，制备出兼具细胞特异性靶向性和还原响应性的介孔硅/胶原-乳糖酸多功能复合型纳米药物载体系统。制备介孔硅纳米颗粒在本领域中具有多种方法，但是，所采用的工艺方法对介孔的孔径、表面活性等有重要影响。本专利技术公开一种制备介孔硅纳米颗粒的详细工艺，即所述步骤a中，所述制备介孔硅纳米颗粒是将十六烷基三甲基溴化铵与氢氧化钠均匀分散至二蒸水中获得混合溶液，对混合溶液搅拌并加热至70 90°C后，采用匀速加样器将正硅酸四乙酯逐滴加入至所述混合溶液中，并剧烈搅拌2 h，获得白色悬浊液。将所述白色悬浊液均匀分散于甲醇和盐酸的混合液之中，剧烈搅拌后，于水浴锅中回流48h，获得介孔二氧化硅纳米颗粒。本步骤中，所述十六烷基三甲基溴化铵、氢氧化钠与正硅酸四乙酯的重量比为I O. I O. 3 3 6。作为优选步骤b中选用3-氨丙基三甲氧基硅烷来实现介孔硅纳米颗粒的氨基化，即所述制备氨基化介孔硅纳米颗粒是将步骤a中所获得的介孔二氧化硅纳米颗粒按重量体积比O. 01 O. 3g/mL均勻分散在甲苯中，搅拌24h后,加入3-氨丙基三甲氧基娃烧,于55 65°C的水浴锅中回流36 h，离心即得到氨基化的介孔硅纳米复合材料。本步骤中，所述甲苯与3-氨丙基三甲氧基硅烷的体积比为70 100 O. 75 I. 5。本专利技术中,将介孔娃纳米材料羧基化是进一步获得二硫键修饰的介孔娃纳米颗粒的必经环节。然而，将介孔硅纳米材料羧基化较为困难，且转化率较低。本专利技术公开了一种转化率高达95%的将介孔硅纳米材料羧基化的方法。即所述步骤c是将O. 15g O. 3g的氨基化的介孔硅纳米材料均匀分散在丙酮溶液中，并于室温下搅拌3 6 h。然后，逐滴加入过量的I 2 mol/L的丁二酸酐和丙酮混合液，并在室温下继续搅拌18 36 h后离心获得白色粉末。最后，用双蒸水和无水乙醇分别洗涤离心得到白色粉末，除去残留溶剂，并置于真空烘箱中干燥，即得到羧基化的介孔硅纳米材料。作为优选，所述步骤c是将O. 2 g氨基化的介孔硅纳米材料均匀分散在20 mL的丙酮溶液中，并于室温下搅拌4 h。然后，逐滴加入10 mL 丁二酸酐浓度为1.5 mol/L的丁二酸酐和丙酮混合液，并在室温下继续搅拌24 h后离心获得白色粉末。最后，用双蒸水和无水乙醇分别洗涤离心得到白色粉末，除去残留溶剂，并置于真空烘箱中干燥，即得到羧基化的介孔娃纳米材料。采用丁二酸酐处理后所获得的羧基化的介孔硅纳米材料中，羧基的活性较低。因此，为了提高转化率，步骤d中，需要先将步骤c所得的羧基化的介孔硅纳米材料、I-乙基-3- 碳化二亚胺盐酸化物和N-羟基琥珀酰亚胺共同溶解在pH=5 6的PBS缓冲液中，搅拌3 h，以活化所述羧基化的介孔硅纳米材料的羧基。再将过量的胱 胺盐酸盐加入到活化后的所述羧基化的介孔硅纳米材料溶液中，室温下搅拌36 48h后离心。最后，用双蒸水和无水乙醇洗涤所述离心操作所获得的产物，在高度真空中干燥后即得到所述二硫键功能化介孔娃纳米材料。制备出二硫键功能化介孔硅纳米材料即完成了载体的制备，在进行封本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种兼具还原响应性和靶向性的介孔硅纳米药物载体的方法，其特征在于，包括以下步骤：a．制备介孔硅纳米颗粒；b．采用3?氨基丙基硅烷偶联剂修饰步骤a所得的介孔硅纳米颗粒，获得氨基化介孔硅纳米颗粒；c．配置丁二酸酐和丙酮的混合液，所述丁二酸酐和丙酮的混合液中丁二酸酐的浓度为1～2?mol/L；将步骤b中获得的氨基化的介孔硅纳米复合材料按重量体积比0.0075～0.015g/mL加入到丙酮中，室温下搅拌3～6?h后，逐滴加入过量的所述丁二酸酐和丙酮的混合液，搅拌18～36?h，洗涤、离心分离、烘干后获得白色粉末状的羧基化的介孔硅纳米材料；d．采用胱胺分子功能化步骤c所得的羧基化介孔硅纳米颗粒，制备出二硫键修饰的介孔硅纳米颗粒；e．将药物负载到步骤d所获得的二硫键修饰的介孔硅纳米颗粒内，再采用胶原分子封堵所述二硫键修饰的介孔硅纳米颗粒，制备出介孔硅/胶原分子还原响应性纳米复合系统；f．采用乳糖酸分子功能化步骤e所得的介孔硅/胶原分子纳米复合系统，制备出兼具细胞特异性靶向性和还原响应性的介孔硅/胶原?乳糖酸多功能复合型纳米药物载体系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡开勇，罗忠，胡燕，张蓓露，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：