一种载有盐酸阿霉素的肝癌靶向碳纳米管及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及可用于肝癌靶向的纳米递药系统，具体涉及一种载有盐酸阿霉素的肝 癌靶向碳纳米管及其制备方法，属医药技术领域。
【背景技术】
[0002] 肝癌是我国常见的消化系统恶性肿瘤之一，发病率仅次于胃癌、食道癌，其恶性程 度高、预后不佳、死亡率高。对于早期肝癌患者来说，手术切除治疗是首选。然而，对于中晚 期肝癌患者，非手术治疗尤其是药物治疗就成为了综合治疗的重要手段之一。肝癌靶向递 药系统可将药物有效输送至肝脏病变部位，减少其全身分布，减少用药剂量和给药次数，降 低其不良反应，积极推动了肝癌疾病的治疗。目前，肝癌靶向递药系统主要是通过将靶向基 团修饰到药物载体上，以期被肝癌细胞上特异性受体识别，达到肝癌靶向的作用。其中，主 要研宄的肝靶向受体有半乳糖受体、甘露醇受体等。半乳糖受体又称去唾液酸糖蛋白受体 (Asialoglycoprotein Receptor，ASGPR)，是目前较为常用的肝革巴向受体之一。
[0003] 碳纳米管（Carbon Nanotubes，CNTs)是一种新型纳米碳材料，可分为单壁碳纳米 管（SWNTs)和多壁碳纳米管（MWNTs)，在电子、光学、生物医学等领域的应用广泛，利用碳 纳米管作为药物载体也成为国内外研宄的热点。与其他的纳米载体材料相比，碳纳米管表 现出很多明显的优势，如良好的结构稳定性、较高的载药率和良好的跨膜性等，这些特性可 延长碳纳米管在生物体内的循环时间进而提高负载药物的生物利用度。然而，碳纳米管几 乎不溶于水和其他溶剂，容易团聚，难以分散，限制了其作为药物载体的应用。研宄表明， 经过适当功能化改性后的碳纳米管不仅可以改善水分散性，而且可提高碳纳米管的生物 相容性，降低对人体的毒性（文献 C. Li，K. Yang，Y. Zhang，H. Tang，F. Yan，L. Tan，Q. Xie， S. Yao? Highly biocompatible multi-walled carbon nanotube-chitosan nanoparticle hybrids as protein carriers，Acta biomaterialia，7 (2011) 3070-3077.文献 S. R. Datir，M. Das，R. P. Singh，S. Jain，Hyaluronate tethered，" smart" multiwalled carbon nanotubes for tumor-targeted delivery of doxorubicin， Bioconjugate chemistry，23(2012)2201-2213.)〇
[0004] 壳聚糖（Chitosan，CS)是一种天然多糖，具有良好生物可降解性、毒性较低、易于 制备，且对药物的结合或包裹能力强等特点，是一种广泛应用的药物载体和修饰材料。壳聚 糖结构中存在可与配体反应的氨基，利用壳聚糖结构中的氨基与乳糖酸（LactoseAcid，LA) 中的羧基进行酰胺化反应，可将半乳糖基偶联至壳聚糖上，得到半乳糖化壳聚糖。将半乳糖 化壳聚糖修饰至碳纳米管上，能增加碳纳米管的水溶性和生物相容性，同时利用肝实质细 胞膜上的ASGPR对非还原性半乳糖或N-乙酰基半乳糖的特异性识别和摄取，达到肝癌主动 靶向的作用。
[0005] 盐酸阿霉素 （Doxorubicin Hydrochloride，D0X)，又称多柔比星，其作用机制主要 是DOX分子嵌入DNA，抑制核酸的合成，是临床常用的蒽环类抗恶性肿瘤抗生素，具有抗肿 瘤谱广、活性强及疗效好等特点但盐酸阿霉素严重的毒副作用大大限制了其在化疗中的应 用。本发明选择能被半乳糖受体特异性识别的半乳糖残基为靶向基团，将半乳糖化的壳聚 糖修饰到碳纳米管上，构建肝癌靶向递药系统，并将盐酸阿霉素通过JT -31堆积作用力非 共价结合至上述载体上，制得载有盐酸阿霉素的肝癌靶向碳纳米管。该系统中的半乳糖基 作为靶向基团，可将载体主动靶向至肝癌部位，选择性地杀死肿瘤细胞，减少了盐酸阿霉素 的全身分布从而降低对其他器官的毒副作用，在肝癌的靶向治疗中有良好的应用前景。
【发明内容】
[0006] 本发明提供了一种可用于肝癌靶向治疗的半乳糖化壳聚糖修饰的碳纳米管新载 体及其制备方法，即采用半乳糖化壳聚糖修饰羧基化碳纳米管，改善碳纳米管水溶性和生 物相容性，并利用肝实质细胞膜上的ASGPR对壳聚糖上引入的半乳糖基特异性的识别，赋 予其肝癌靶向的功能。
[0007] 为实现以上目的，本发明提供以下技术方案，包括以下步骤：
[0008] (1)多壁碳纳米管的羧基化：多壁碳纳米管（MWNTs)2份重量加入到在H2SO 4/ HN03(v : v = 3 : 1)混合液1份重量中，超声5min。然后，混合物加热80°C回流同时磁力 搅拌，持续4h。氧化反应后，混合物加入冰水中，静置过夜。混合液中MWNTs沉淀析出，将 上层澄清棕色透明液体用滴管吸出，下层用砂芯漏斗抽滤，并不断用去离子水清洗，直至中 性。少量去离子水超声溶解，冷冻干燥，得到羧基化碳纳米管（O-CNTs)。
[0009] ⑵制备半乳糖化壳聚糖：将乳糖酸（LA)溶于去离子水，加 EDC (EDC与LA的摩尔 比为1 : 11)活化，室温磁力搅拌，活化30min;另将壳聚糖（CS)溶于2%醋酸溶液中室温 磁力搅拌。LA : CS的质量比为5 : 1。将活化的乳糖酸加入壳聚糖溶液中，室温继续搅拌， TEMED调pH至5~6,搅拌，室温反应72h后，过滤，滤液置于透析袋（MWC0 10000)中用去 离子水透析3d，0. 45 μ m滤膜过滤，滤液冷冻干燥，得到半乳糖化壳聚糖（LCH)。
[0010] (3)半乳糖化壳聚糖修饰的碳纳米管：将（1)制得的羧基化碳纳米管（O-CNTs)超 声溶于（2)制得的半乳糖化壳聚糖（LCH)的去离子水溶液中O-CNTs : LCH :溶剂质量比 为1 : 2 : 1，室温磁力搅拌24h。0.45μπι滤膜抽滤，除去未反应的乳糖酰化壳聚糖，再用 适量去离子水溶解后冷冻干燥得半乳糖化壳聚糖修饰的碳纳米管（O-CNTs-LCH)。
[0011] (4)半乳糖化壳聚糖修饰的碳纳米管负载抗肿瘤药物盐酸阿霉素：将（3)制得的 O-CNTS-LCH复合物超声溶于去离子水，再加入盐酸阿霉素（DOX)，〇-CNTS-LCH : DOX :溶剂 质量比为I : I : 1，37°C磁力搅拌24h，12000rpm离心10min，除去未反应的盐酸阿霉素， 产物冻干得载药的半乳糖化壳聚糖修饰的碳纳米管（0-CNTS-LCH-DOX)，即载有盐酸阿霉素 的肝癌靶向碳纳米管。
[0012] 本发明的优点在于：
[0013] (1)本发明工艺路线简单，步骤简单，制剂生物相容性好，毒副作用小，制备成本 低。
[0014] (2)该制剂释放呈pH依赖性，生理条件下较稳定，在肿瘤组织酸性条件释放较多。
[0015] (3)本发明可用于肝肿瘤靶向治疗，体内肿瘤治疗效果好。
【附图说明】
[0016] 图1为实施例一中各步骤碳纳米管的电镜图：(a)是原始碳纳米管（CNTs)，（b)为 羧基化碳纳米管（O-CNTs)，（c)为半乳糖化壳聚糖修饰的碳纳米管（O-CNTs-LCH)，（d)为载 有盐酸阿霉素的肝癌靶向碳纳米管（0-CNTs-LCH-DOX)
[0017] 图2为实施例一中原始碳纳米管（CNTs)和羧基化碳纳米管（O-CNTs)的热重分析 (TGA)光谱
[0018] 图3为实施例一中的红外光谱图：(a)是原始碳纳米管（CNTs)和羧基化碳纳米管 (O-CNTs) ;(b)是壳聚糖（CS)、乳糖酸（LA)和半乳糖化壳聚糖（LCH)
[0019] 图4为实施例二载有盐酸阿霉素的肝癌靶向碳纳米管（O-CNTs-LCH-DOX)体外释 放图，由图可知，酸性条件下释放量和释放速度明显多于中性和碱性条件的释放，呈pH依 赖性。
[0020] 图5为实施例三中半乳糖化壳聚糖修饰的碳纳米管（O-CNTs-LCH)、载有盐酸阿霉 素的肝癌靶向碳纳米管（O-CNTs-LCH-DOX)和Tween80的溶血实验
[0021] 图6为实施例四中盐酸阿霉素