专利名称：体内相转变肿瘤靶向纳米泡及其制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明内容属于生物医药技术领域。涉及一种体内相转变肿瘤靶向纳米泡及其膜制备方法和用途，纳米泡采用预复乳-中空膜管乳化方法制备，可用于肿瘤病灶的超声成像、MRI成像诊断以及肿瘤的靶向治疗，是一类诊疗一体化的新型多功能影像学纳米对比剂。
背景技术：
微泡是一类能够显著增强医学超声检测信号的超声成像对比剂，微泡内气体和周围活体组织之间高的声阻抗差使微泡产生强反射，导致血液中的背向散射增强(在彩色和频谱多普勒模式下可高达27dB),从而达到增强超声图像效果的目的(JM Correas, etal. Ulreasound contrast agents:properties, principles of action, tolerance,andartifacts. Eur. Radiol.，2001，11:1316-1328.)。第一代微泡超声成像对比剂是含有自由 气泡的生理盐水或乳液，以空气或氧气为主要成分，由于自由气体扩散很快而迅速失去声反射性，使其应用范围受到限制，仅能短暂地在右心系统超声显影。第二代微泡超声成像对比剂是以内部包裹空气的人血清白蛋白微泡和糖类微泡为代表，采用超声声振法制备，由于微泡外以固化的人血清白蛋白或糖类物质包膜，具有一定的稳定性，可实现左心系统超声显影，从而具有临床实用价值并实现商品化。1993年和1994年,Molecular Biosystems公司的Albunex 包含空气声振白蛋白微泡产品首先在日本和美国上市,先灵葆雅公司包含空气的糖类微泡ILevovist 和Eehovist 产品也随后上市。但是，第二代微泡超声成像对比剂存在超声增强效果弱、血循环中持续时间短等缺点，2000年后逐渐退出市场。近十年来，随着表面活性剂、磷脂、聚电解质等新型微泡包膜材料和低扩散系数惰性气体(如氟碳类气体、氟硫类气体等)的应用，出现了第三代微泡超声成像对比剂。这类微泡较第二代微泡产品血液循环系统的稳定性有了一定提高，超声声波反射性能更强，可通过冠脉循环实现心肌超声显影。这类产品有Molecular Biosystems公司的Optison'先灵德雅公司的 Sonovist^N Bracco 公司的 Sono Vue. 以及 ImaRx Pharmaceutical 公司的DefinitySonus Pharmaceutical 公司的 Echogen*等产品。上述商品化的微泡超声对比剂一般采用冷冻干燥等方法将包膜材料制成粉末，再向包装瓶内灌充惰性气体，使气体渗透到包膜材料粉末的空心结构中。使用时向瓶中注入注射用水，进行机械振荡产生微泡。这种制备方法难以准确控制微泡粒径大小，粒径分布非常宽，导致声衰减明显，微泡血液循环时间短，体内有效超声增强时间有待进一步延长。而且，上述微泡超声成像对比剂均为微米尺度(ΓΙΟ μ m)，属于血池显影，仅对血管丰富的器官有较好的显影增强效果，无法穿越血管内皮进入组织间隙，增强血管外病灶组织超声显像效果。近年来，纳米尺度含气微泡一纳米泡作为新型超声成像对比剂的研究引起人们的重视。纳米泡具有纳米尺度的粒径，可以穿越血管内皮进入组织间隙，使血管外靶组织(如肿瘤组织)显像成为可能。中国发明专利“超声敏感载药纳米泡，200810166862. 6”公开了一种超声敏感载药纳米泡，但其实质上是采用透析法结合超声共振法制备的载氟碳化合物的聚合物胶束，并不是真正意义上的包膜纳米泡，且没有动物在体试验或细胞试验数据证明其作用效果。中国发明专利“一种多功能超声造影剂及其制备方法，201010505467. 3”公开了一种能够增强超声、CT和MRI成像的含壳核结构纳米粒的脂质乳剂，但其实质是载液体氟碳化合物和纳米磁球的脂质乳剂，不是真正意义上的包膜纳米泡，也不具有靶向性。该脂质乳剂采用传统的薄膜水化-分散乳化-超声制备工艺，难以准确控制粒径，粒径分布宽，制备工艺重现性差。中国发明专利“超声磁共振联合造影剂及其制备方法，200610097375.X”公开了一种包载常规磁共振磁造影剂和氟碳气体的高分子微球，采用超声波声振空化法制备，其粒径为f5ym，未给出粒径分布数据。其靶向修饰只是简单的物理混合过程，同样也没有动物在体试验或细胞试验数据证明其作用效果。目前，已公开的超声微泡多采用白蛋白、磷脂、淀粉、纤维素等天然材料制备，或采用聚丙交酯(PLA)、乙交酯-丙交酯共聚物(PLGA)、聚己内酯(PCL)等可生物降解高分子材料制备。前者制备的微泡存在体内抗压性差、声衰减明显、稳定性差等缺点，后者存在亲水性差、体内降解时间长、分子中缺乏活性位点难以靶向修饰等问题。已公开的超声微泡制备 方法主要有声振空化法、机械匀化法、薄膜水化法、冷冻干燥法、喷雾干燥法以及乳液聚合法等(戴志飞等，仿生膜材料与技术，科学出版社，2010年)。但这些方法在实际应用中存在许多问题，如难以得到纳米尺度的微泡，制得的微泡粒径大且粒径均一性差，制备工艺重现性差，制备过程中剧烈的机械作用和/或高温可能导致多肽、蛋白质、抗体等靶向因子失去生物活性等。同时，随着医学影像学的发展，对影像对比剂提出了更高的要求，能够同时应用于超声、MRI等不同影像学技术，尤其用于肿瘤等重大疾病影像学早期诊断和靶向治疗的诊疗一体化的新型多功能影像学纳米对比剂，将在临床上有良好的应用前景。同时，有必要发展新的纳米对比剂制备技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种体内相转变肿瘤靶向纳米泡，该纳米泡粒径均一可控，体内外稳定性好，载药性能好；本发明还提供了该纳米泡的制备方法和用途，其制备条件温和，能够避免制备中蛋白质、抗体等靶向因子变性，制备工艺重现性好，是用于肿瘤影像学诊断和靶向治疗的诊疗一体化的新型多功能纳米对比剂。本发明提供的一种体内相转变肿瘤靶向纳米泡，其特征在于，该纳米泡以可在体内发生液-气相转变的全氟戊烷为泡心填充物质，以肿瘤靶向因子修饰的可生物降解的聚磷酸酯-聚酯共聚物为包膜材料，其中，按质量百分比计，聚磷酸酯-聚酯共聚物比例为I. (Γ30. 0wt%Jt瘤靶向因子为O. Γ10. Owt%，液态全氟戊烷为O. Γ5. Owt%，余量为超纯水；所述聚磷酸酯-聚酯共聚物中，聚磷酸酯为亲水链段，聚酯为疏水链段，基本化学结构式为
权利要求
1.一种体内相转变肿瘤靶向纳米泡，其特征在于，该纳米泡以可在体内发生液-气相转变的全氟戊烷为泡心填充物质，以肿瘤靶向因子修饰的可生物降解的聚磷酸酯-聚酯共聚物为包膜材料，其中，按质量百分比计，聚磷酸酯-聚酯共聚物比例为I. (Γ30. Owt%，肿瘤靶向因子为O. Γ10. Owt%，液态全氟戊烷为O. Γ5. Owt%，余量为超纯水； 所述聚磷酸酯-聚酯共聚物中，聚磷酸酯为亲水链段，聚酯为疏水链段，基本化学结构式为
2.根据权利要求I所述的体内相转变肿瘤靶向纳米泡，其特征在于，聚磷酸酯-聚酯共聚物比例为3. (Γ10. 0被％，肿瘤靶向因子为O. 5 5. 0wt%，液态全氟戊烷为O. 5 3. 0wt%。
3.根据权利要求I所述的体内相转变肿瘤靶向纳米泡，其特征在于，纳米泡粒径范围为3(Tl000nm，优选范围为10(T400nm，多分散指数PDI ( O. 35，优选值为PDI ( O. 15。
4.根据权利要求I所述的体内相转变肿瘤靶向纳米泡，其特征在于，所述聚磷酸酯-聚酯共聚物的数均分子量为500(Γ30，000，聚磷酸酯和聚酯链段嵌段比为1:3 3:1。
5.根据权利要求I至4中任一所述的体内相转变肿瘤靶向纳米泡，其特征在于，所述聚憐酸酷为聚乙基憐酸烧基酷(C1 Cltl烧基)或聚丙基憐酸烧基酷(C1 Clt!烧基),包括聚乙基/丙基磷酸甲酯、聚乙基/丙基磷酸乙酯、聚乙基/丙基磷酸丙酯或聚乙基/丙基磷酸异丙酯等；所述聚酯链段为聚D，L-丙交酯、聚L-丙交酯、聚乙交酯、乙交酯-丙交酯共聚物或聚ε -己内酯；所述肿瘤靶向因子包括叶酸、乳铁蛋白、乳铁蛋白受体单链抗体、转铁蛋白、转铁蛋白受体单链抗体、甲胎蛋白AFP受体单抗、RGD肽或其它各种癌细胞的单克隆抗体。
6.一种体内相转变肿瘤靶向纳米泡的制备方法，其特征在于， 第I步将聚磷酸酯-聚酯共聚物作为包膜材料溶于乙酸乙酯和四氢呋喃的混合溶剂中，成为油相I即O1相，液态全氟戊烷作为油相2即O2相，在冰浴中以高剪切混合两相，使O2相均匀分散在O1相中；所述高剪切是指剪切速率为500(T30000rpm ； 第2步将上述两相在冰浴的磁力搅拌下逐渐滴加入水相中，得到稳定预复乳即O2ZiO1/W，其中，W相是指水相； 第3步将预复乳转入储液仓中，以3(T300psi压力的氮气将预复乳循环压过中空膜管，压过中空膜管的次数广20次，直至得到粒径均一的(V^/W复乳； 第4步将O2AVW复乳倾入生理盐水中，低于25°C室温下磁力搅拌，通过萃取除去有机溶剂，得到载液态全氟戊烷的纳米泡水分散体。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，第I步中，高剪切的剪切速率.10000"20000rpm ;第3步中，氮气压力90 180psi，过膜次数3 8次。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述中空膜管由包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或聚砜在内的有机材料制备，或者为包括a -Al2O3陶瓷、ZrO2-Al2O3-TiO2陶瓷或SPG陶瓷在内的无机材料制备，其中，中空膜管的制备材料优选聚丙烯腈、聚砜或SPG陶瓷，中空膜管微孔孔径为O. Γ2. O μ m。
9.一种权利要求I所述体内相转变肿瘤靶向纳米泡的用途，其特征在于，所述纳米泡中加入MRI对比剂，用于MRI成像，MRI对比剂的质量百分比为O. 01 3. 0wt%，优选O.Γ1. 5wt%。
10.一种权利要求I所述体内相转变肿瘤靶向纳米泡的用途，其特征在于，所述纳米泡用于抗肿瘤药物靶向输送，所负载的抗肿瘤药物包括紫杉醇、多西他赛、羟基喜树碱、阿霉素、丝裂霉素、他莫昔芬、5-氟尿嘧啶、甲氨蝶呤、阿糖胞苷、环磷酰胺、或钼类药物在内的临床用的抗肿瘤药物。
全文摘要
本发明属于生物医药技术领域，具体为一种体内相转变肿瘤靶向纳米泡及其制备方法和用途。纳米泡以偶联肿瘤靶向因子的聚磷酸酯-聚酯共聚物为包膜材料，以可在体内发生液-气相转变的全氟戊烷为泡心填充物质，采用预复乳-中空膜管乳化方法制备。纳米泡进入体内后，液态全氟戊烷在体温下发生液-气相转变，形成含气纳米泡，通过靶向因子与肿瘤细胞的特异性结合，纳米泡富集在肿瘤病灶部位，从而改善肿瘤病灶超声成像效果。纳米泡可以负载MRI对比剂，改善肿瘤病灶MRI成像效果。纳米泡还可以负载抗肿瘤药物，用于肿瘤的靶向治疗，是一类诊疗一体化的新型多功能影像学纳米对比剂。
文档编号A61K49/18GK102836446SQ20121015827
公开日2012年12月26日 申请日期2012年5月21日 优先权日2012年5月21日
发明者刘卫, 徐海波, 陈云超, 杨祥良, 程欣, 李欢, 罗斌华, 万江陵, 周小顺 申请人:华中科技大学