一种纳米药物载体及其制备方法与应用与流程

文档序号：15252992发布日期：2018-08-24 20:10阅读：1430来源：国知局

本发明涉及一种纳米药物载体及其制备方法与应用，属于精准诊断与治疗技术领域。

背景技术：

恶性肿瘤是目前世界范围内主要致死因素之一，并且已成为我国城市居民第一位死亡原因。治疗恶性肿瘤的手段主要是外科手术治疗、放射治疗、化学药物治疗。单独的外科手术治疗难以根治肿瘤；放射治疗通过放射线照射导致肿瘤细胞dna不可逆性损伤并诱导肿瘤细胞凋亡，但肿瘤细胞的辐射抵抗性及正常细胞的放疗毒副作用常常导致放疗效果不佳；化学药物治疗能杀死肿瘤细胞、抑制肿瘤细胞生长繁殖，但特异性差、毒副作用大且易产生耐药性。提高肿瘤放疗敏感性、制备靶向化学药物以降低其对机体的毒副作用将成为未来治疗肿瘤发展的必然趋势。

随着纳米技术的不断发展，纳米颗粒广泛地应用于疾病诊断、体内成像及肿瘤治疗中，其中纳米药物载体在肿瘤靶向治疗中起着重要作用。纳米药物载体是一种纳米级的亚微粒药物递送系统，一般粒径在10-200nm，可以包载多种药物分子，包括蛋白质、sirna、dna及小分子化疗药等。纳米药物载体可以通过共价结合、吸附或者包裹作用负载药物，解决了药物的溶解问题，保护药物活性，避免被体内环境降解；通过尺寸效应能够克服体内多重生物屏障，改善药物体内生物分布；利用被动或主动靶向，增强药物的靶向性，提高肿瘤组织的药物富集，降低对正常组织的毒副作用；还能通过控制纳米载体合成的材料与工艺，控制药物释放速度，在体内实现药物的长效缓释。纳米颗粒的靶向转运能力使其拥有彻底改变肿瘤治疗方式的潜力，且能够克服传统化疗的缺陷，如不良的生物分布，肿瘤药物抵抗、严重的系统性副反应等。

纳米药物载体可分为被动靶向纳米药物载体、主动靶向纳米药物载体及智能型纳米药物载体。被动靶向纳米药物载体主要依赖纳米颗粒的尺寸效应，利用肿瘤组织与正常组织的生理差别实现靶向作用；其缺点是过分依赖肿瘤新生血管的形成及增生程度，肿瘤间质的高渗透压不利于纳米递送载体在肿瘤组织的扩散。主动靶向纳米材料主要是将各种靶向分子通过物理或化学方法偶联到载体表面，利用靶向分子与肿瘤细胞表面受体分子特异性结合而实现主动靶向；其缺点是发现的肿瘤配体分子数量较少，肿瘤治疗的个体差异性大。智能型纳米药物载体是基于肿瘤细胞与正常细胞、肿瘤微环境与生理环境存在的差异，如ph、温度、氧化还原电势等，再加上外部刺激，如磁场、超声及光等，改变载体的物理性质如构型的改变、特定基团的断裂、分散或聚集等，从而达到控制药物释放、增强肿瘤富集、提高细胞摄取的目的。

目前，基于肿瘤细胞与正常细胞内外环境的不同，国内外课题组设计了一系列智能的刺激响应型药物载体，主要有ph敏感型、氧化还原电势敏感型、酶敏感型、热敏感型、磁性敏感型、超声敏感型及光敏感型。这些响应性质可以使得药物载体通过内外界的环境变化来控制药物的释放速率，从而可以降低对体内正常细胞和组织的毒害作用。现有的刺激响应型药物载体所依赖的物理化学刺激响应类型有：磁诱导、光激发、超声处理、温度变化、酶活性大小、氧化还原电位变化及不同ph，其缺点是这些药物载体所响应的内外界刺激仅能控制药物释放速率，对肿瘤的治疗无协同辅助作用，最终起治疗作用的仍是化学药物本身。并且，单一化疗的毒副作用大，要想彻底消灭肿瘤的原发病灶和转移灶，保证患者治疗后生存质量，实现肿瘤彻底治愈的效果，单一化疗往往难以达到。

现有技术之所以存在这些缺点，是因为目前的智能药物载体在设计制备时重点聚焦于如何通过内外界环境变化实现药物的控释，而这些变化对于肿瘤治疗几乎不起辅助作用。现阶段，被研究较多的刺激源主要还是温度、ph及氧化还原电位这些“内部刺激源”。它们均是基于肿瘤生存的微环境与正常细胞不同，即肿瘤细胞的耐药性弱、特有的酸性环境和周围高浓度的还原性谷胱甘肽，因此只能实现化学药物单一治疗。“外部刺激源”如磁诱导、光激发、超声处理同样无法起到协同辅助治疗肿瘤的作用，归根究底也是仅依赖单一化疗。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有刺激响应型纳米药物载体的不足之处而提供一种可在放射线照射下释放药物、且能实现放疗与化疗协同治疗肿瘤的新纳米药物载体及其制备方法与应用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种纳米药物载体，其具有如下述式(ⅰ)所示的结构式：

其中，x：y＝(50～800):1，y为2。

本发明的纳米药物载体可以负载药物体，其负载药物时可在放射线照射下释放药物，它负载的化学药物可辅助降低肿瘤细胞的辐射抵抗性及提高放疗敏感性的，同时放疗协同克服化疗药物的严重毒副作用和多重耐药性，从而实现放疗与化疗协同治疗肿瘤，优势互补，协同增效，以最大限度地提高肿瘤治疗效果。

作为本发明所述纳米药物载体的优选实施方式，所述x与y的比值为x：y＝(190～210):1。

作为本发明所述纳米药物载体的优选实施方式，所述x与y的比值为x：y＝200:1。

作为本发明所述纳米药物载体的优选实施方式，所述纳米药物载体的粒径为100～200nm。

另外，本发明还提供了上述纳米药物载体的制备方法，其包括以下步骤：

(1)以乳酸为原料制备丙交酯；

(2)向步骤(1)制得的丙交酯中加入催化剂，进行聚合反应，制得聚乳酸；

(3)聚乳酸与聚乙二醇在真空条件下反应，得到如式(ⅰ)所示的纳米药物载体。

作为本发明所述纳米药物载体的制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中，催化剂为氯化亚锡。

作为本发明所述纳米药物载体的制备方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，聚乙二醇为peg-1000。

另外，本发明还提供了上述纳米药物载体作为载体在用于制备抗肿瘤的纳米载药体系中的应用。

最后，本发明提供了一种纳米载药体系，其包括上述纳米药物载体和抗癌药物。

作为上述纳米载药体系的优选实施方式，所述抗癌药物为紫杉醇，所述紫杉醇与所述纳米药物载体通过二硫键连接。紫杉醇分子中含有氨基和羧基的支链，制备本发明纳米药物载体负载的紫杉醇纳米载药体系时，可先通过生成肽键的方式对紫杉醇进行吡啶巯基修饰，然后通过二硫键交换反应制备成以二硫键连接的药物与载体偶联物。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明合成了一种新的刺激响应型纳米药物载体，其可以负载药物体，本发明纳米药物载体负载的药物可通过放射线照射在特定部位释放。

本发明合成的新型药物载体不同于现有的智能纳米载体所依赖的无辅助治疗作用的内外部刺激，本发明研发的药物载体可人为控制药物释放部位，通过放射线照射释放杀伤肿瘤细胞的化学药物的同时，放射线本身对照射部位的肿瘤细胞具有强大的dna损伤作用并诱导肿瘤细胞凋亡，从而使得肿瘤细胞在放射线辐射产生dna损伤和细胞凋亡的同时，由于放疗部位释放的负载药物发挥疗效而大量死亡，最终实现放疗与化疗相结合治疗肿瘤，达到药物与放射线双重治疗肿瘤的效果。此外，放射线的局部治疗以及化学药物协同增敏也进一步减少单一治疗对正常组织细胞的伤害作用，真正实现治疗效果的最大化。故与现有的刺激响应型纳米药物载体相比较，本发明研发的基于放射线照射可控制释放药物的新型纳米药物载体具有可人为控制对肿瘤细胞的靶向性、克服单一化疗药物毒副作用及耐药性、辅助结合放射线治疗的优点，且本发明能够最大限度提高肿瘤治疗效果，保证患者治疗后生存质量。

此外，采用本发明的纳米药物载体负载药物时，放射线既可以作为控制药物释放的外部刺激源又能够对肿瘤细胞产生放射性损伤，一举两得，实现放化疗优势互补，扬长避短，协同增益。

附图说明

图1为本发明纳米药物载体在放射线照射前后的sem图；

图2为本发明效果例3中活细胞数目统计的曲线图。

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本发明纳米药物载体的一种实施例，本实施例所述纳米药物载体的结构式如式(ⅰ)所示：

其中，x：y＝200:1，y＝2；本实施例所述纳米药物载体的粒径为200nm。

本实施例所述纳米药物载体的制备方法为：

(1)丙交酯的制备(两分子乳酸缩聚脱水生成丙交酯)：在250ml的三口烧瓶上装上回流冷凝管，向三口烧瓶中加入适量的d,l-乳酸，并加入少量沸石防止暴沸；加热至乳酸开始沸腾，减压使乳酸中游离的水分及反应过程中产生的水蒸出来，继续升温至80摄氏度并恒温反应2小时，当脱水量达到理论值90％左右，更换接受瓶，继续减压蒸馏；逐渐升高温度至190摄氏度，在减压条件下使丙交酯蒸出来，可见锥形瓶中有黄色晶体析出，得到的黄色晶体即为粗制丙交酯，后续用乙酸乙酯进行重结晶纯化，得到白色针状晶体，于50摄氏度真空干燥后保存。

(2)聚乳酸的制备(丙交酯开环聚合)：取一定量上述步骤制得的精制丙交酯于250ml三口烧瓶中，加入适量sncl2(氯化亚锡)作为催化剂，减压抽气形成真空状态，加热；待丙交酯晶体与催化剂充分混匀后，继续升温至恒定温度，保温聚合反应30分钟，自然降温至室温，取出反应后混合物用chcl3(三氯甲烷)溶解，制成质量分数为8％的溶液，待混合物完全溶解后，加到10倍体积的甲醇中，析出白色絮状聚合物，再用一定量甲醇洗2-3遍，即得聚乳酸，于50摄氏度真空干燥后保存；

(3)聚乳酸-聚乙二醇共聚反应：取d,l-乳酸经过脱水-缩合反应得到的聚乳酸加入烧杯中，在温度为160摄氏度，初始真空度为80kpa，不断搅拌的条件下，反应约7小时后，再加入纯化后的聚乙二醇-1000(peg-1000)，继续反应10小时后即得pla-peg共聚物。