一种金核复合纳米载体及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于药物载体技术领域，具体涉及一种药物载体及其制备方法和应用，尤 其涉及一种基于金核复合纳米的药物载体，其制备方法及其在肿瘤诊断和治疗中的应用。
【背景技术】
[0002] 在过去的几十年中，尽管人们对癌症的认识已经取得了很大的进步，癌症却依然 是影响人类健康和寿命的主要疾病之一。《2012年中国肿瘤登记年报》显示，我国每年新发 癌症病例约350万，因癌症死亡约250万。癌症的高死亡率很大程度上是由于传统的癌症治 疗效果差、毒副作用大造成的。在癌症治疗中，热疗和化疗联合应用已被证明能够优化癌症 治疗的效果。如果热疗本身不能彻底去除癌变组织，温度升高引起的肿瘤血管通透性的增 加及血管内皮细胞间隙变大，也会增加化疗药物在肿瘤内的蓄积，提高化疗的疗效。然而， 传统的热疗和化疗都缺乏针对肿瘤组织的靶向性，带来疗效的同时会不可避免的产生副作 用；并且热疗需要复杂的操作才能达到预期的疗效。
[0003] 一些能够将远程输送的能量（比如磁场，激光，射频，微波，超声等）转化为热量的 纳米粒子正被作为新型的热疗载体进行研宄。利用这些纳米粒子，热疗所需的热量可以通 过外界的能量源进行精准的控制，将外界能量转化为热量后，由肿瘤内部向外扩散的热量 可以有效的防止对周围正常组织的损伤。另外，这些纳米粒子还可以作为化疗药物的载体 有效地将药物运输到肿瘤组织。可见，纳米粒子应用于热化疗联用能够同时将热量和化疗 药物传输到肿瘤组织，避免传统热化疗联用的副作用。
[0004] 纳米粒子在肿瘤部位的有效富集是其作为诊断和治疗载体起效的前提条件。系统 给药的纳米粒子可以通过增强的渗透和滞留（EPR)效应选择性地富集于肿瘤组织（称为 "被动靶向"）。此外，纳米载体的表面经常会修饰具有细胞或组织靶向的分子，通过表面受 体介导的内吞来增加纳米粒子在肿瘤组织或细胞内的富集。然而，这种主动靶向的修饰在 动物实验中的表现却常常差强人意。原因一方面是纳米粒子首先需要通过EPR效应才能达 到肿瘤组织，而靶向修饰并不能有效改变纳米粒子的生物分布；另一方面却容易降低纳米 粒子的血液循环时间及其与受体的相互作用。外界能量刺激，比如磁场和超声已经作为新 的靶向方法证明在活体动物实验中是有效的。由外部加热局部组织也能诱导系统给药的温 敏胶束及其载带的小分子富集于肿瘤部位。这些通过外界能量刺激进行肿瘤靶向治疗的策 略前景可期，因为外界的刺激的位点，时机和强度可以非常方便地进行精准的控制。到目前 为止，鲜有文献和专利报道近红外激光诱导纳米粒子应用于肿瘤靶向药物的传输。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种药物载体及其制备方法和应用，特别是一种基于金核 复合纳米的药物载体，其制备方法及其在肿瘤诊断和治疗中的应用。
[0006] 为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
[0007] 第一方面，本发明提供了一种金核复合纳米载体，其中，所述载体包括以二氧化硅 修饰的金纳米棒内核，以及包覆在所述金纳米棒内核表面的高分子材料；其中，所述的高分 子材料为N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸的共聚物。第二方面，本发明还提供了如本发明第一 方面所述载体的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：
[0008] (1)在含有十六烷基三甲基溴化铵的金纳米棒水溶液中，在pH值为8. 0-12. 0的条 件下，加入硅酸酯的醇溶液进行反应，并进行固液分离，得到表面包覆有二氧化硅层的金纳 米棒；
[0009] (2)将单体N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸、偶联剂、表面活性剂和引发剂，在惰性气 体保护下，加热至60-80°C聚合反应4-8小时，制备得到N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸共聚的 高分子材料；
[0010] (3)向步骤（1)得到的金纳米棒中加入3-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷在 二氧化硅表面修饰乙烯基，再加入步骤（2)得到的高分子材料，即得到所述的金核复合纳 米载体。第三方面，本发明还提供了一种药物组合物，所述药物组合物包括载体和负载在载 体上的药物，其中，所述载体为本发明第一方面所述的载体，或者为通过本发明第二方面所 述方法制备得到的载体。
[0011] 第四方面，本发明还提供了如本发明第一方面所述的载体和/或本发明第三方面 所述的药物组合物在制备用于诊断和/或治疗肿瘤的药物中的应用。
[0012] 本发明在利用金核复合纳米载体进行激光诱导的主动靶向治疗时，其原理是在近 红外激光照射下，金纳米棒产生光热效应，使外层包被的温敏高分子材料发生相变尺寸缩 小，同时局部升温使血管间隙变大，通透性增加，二者协同作用使纳米粒子在激光照射的部 位富集增多，即实现激光诱导的主动靶向效果。
[0013] 本发明提供的新型的载药体系，具有激光诱导的主动靶向、诊断、热疗和化疗等多 种功能，这些功能可以联合应用于肿瘤诊断和治疗。
[0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0015] (1)本发明制备的金核复合纳米载体，将金纳米棒的光热转换效应和高分子材料 的温敏性质有机地结合在一起，通过近红外激光照射实现了载体在肿瘤部位明显有效的富 集，即光诱导的主动靶向，为后续提高肿瘤的治疗疗效准备了必要的条件；而且，化疗和热 疗两种治疗方式的联合运用，既能起到协同增效的作用，也有助于克服两种治疗方式各自 的缺点，取得最优的治疗效果；采用这种通过外界能量刺激进行肿瘤靶向治疗的方法，外界 刺激的位点、时机和强度可以非常方便地进行精准的控制。
[0016] (2)本发明制备的金核复合纳米载体还具有多种成像的功能：利用金纳米棒本身 的光声和X射线断层扫描（CT)增强的性质，可以通过光声成像和CT成像诊断肿瘤的位置 以及监测治疗过程；利用温敏高分子载带荧光分子探针的特性，金核复合纳米载体还可以 用于近红外荧光成像；
[0017] ⑶本发明将两种或多种性质不同的材料组合，制备出纳米尺度的复合物，使其各 种成分协调发挥作用，进一步开拓了纳米药物在肿瘤治疗中的应用空间，尤其适用于有复 杂需要的肿瘤诊断和治疗。
【附图说明】
[0018] 图1为二氧化硅包被金纳米棒（AulgSiO2)透射电镜图；
[0019] 图2为温敏材料包被AuIiSiO2形成金核复合纳米载体的透射电镜图；其中，图2a表 示温敏层厚度为IlOnm的金核复合纳米载体，图2b表示温敏层厚度为20nm的金核复合纳 米载体，图2c表示温敏层厚度为80nm的金核复合纳米载体，图2d表示温敏层厚度为200nm 的金核复合纳米载体；
[0020] 图3为金核复合纳米载体随温度变化的粒径可逆变化图；
[0021] 图4为金核复合纳米载体的粒径与pH的关系图；
[0022] 图5为金核复合纳米载体在PBS中的消光光谱随时间变化图；
[0023] 图6为不同浓度的金核复合纳米载体在同一激光功率照射下的升温曲线；
[0024] 图7为同一浓度的金核复合纳米载体在不同激光功率照射下的升温曲线；
[0025] 图8为金纳米棒（AuNRs)、二氧化娃包金纳米棒（AuOSiO2)、温敏材料包被二氧化 娃包被的金纳米棒（Nanocom)及其载药体系（Nanocom-Dox)的消光光谱；
[0026] 图9为金核复合纳米载药体系（Nanocom-Dox)在不同pH和有无激光照射下的药 物释放曲线；
[0027] 图10为金核复合纳米载药体系（Nanocom-Dox)在37°C、100%血清里的药物释放 曲线；
[0028] 图11为阿霉素（Dox)，金核复合纳米载药体系（Nanocom-Dox)和金核复合纳米载 体（Nanocom)对4T1细胞活力的影响；
[0029] 图12为4T1细胞对金核复合纳米载药体系（Nanoco