一种用于脑部递送系统的纳米胶囊、其制备方法及应用与流程

本发明涉及一种用于脑部递送系统的纳米胶囊、其制备方法及应用，属于纳米药物。

背景技术：

1、血脑屏障(bbb)是保护大脑免受血液毒素和传染性物质影响的生理屏障。其主要由内皮细胞、周细胞和星形胶质细胞组成。 如非主动运输，血脑屏障可阻碍98%的分子通过。因此血脑屏障成为脑部药物递送难以逾越的障碍。

2、近年来，科学家们提出了各种策略来规避血脑屏障。例如通过吸附介导的脑靶向，因为带负电荷的 bbb 可以在静电效应的基础上与带正电荷的药物输送系统相互作用，从而促进药物通过血脑屏障。然而，选择性差是吸附介导靶向的固有缺点，因为大多数生物膜带负电荷。由于这个原因，吸附介导的靶向很少用于全身给药。此外，可通过暂时打开 bbb让化合物或纳米颗粒直接扩散到大脑中。目前虽然可以通过几种物理或化学学方法暂时打开 bbb，然而这些方法均会对bbb产生一定损伤性。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提出一种用于脑部递送系统的纳米胶囊、及制备方法及应用。

2、本发明通过以下技术方案解决技术问题：本发明首先提供一种用于脑部递送系统的纳米材料，由盐酸纳洛酮衍生物修饰的纳米胶囊组成。所述盐酸纳洛酮衍生物具有游离的羧基。所述纳米胶囊由2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、n-（3-氨基丙基）甲基丙烯酰胺、n,n’-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺，以牛血清白蛋白为模型蛋白形成。

3、内源性阿片肽主要是β-内啡肽(β-ep)，较多分布于下丘 脑、垂体、大脑皮层、脑干、膈肌及脑脊液中。血液中β-ep主要由垂体释放，它在镇痛、内分泌活动、神经精神及呼吸循环系统起着重要调节作用。盐酸纳洛酮，商品名narcan，为羟二氢吗啡酮的衍生物，是阿片受体的纯拮抗剂无激动活性，对阿片受体的亲和力大于吗啡和脑啡肽，能竞争性的阻断并取代阿片样物质与受体的结合。纳洛酮的脂溶性较高，可迅速的分布于全身，尤以脑、心、肺、肾脏中分布较高，给药后5 min在脑内的分布高于血浆4-6倍。

4、因此，基于纳洛酮的易于穿过bbb的特性，将其与可提高药物稳定性的纳米胶囊相结合以形成以阿片受体介导的高效跨越bbb的新型蛋白药物纳米载体，这种新型纳米载体的应用将为跨bbb脑部药物递送提供新的解决方案。

5、本发明进一步提供该材料的制备方法，具体是用于脑部递送系统的纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

6、第一步、将纳洛酮分子苯环上的羟基修饰出一个游离的羧基；

7、第二步、以2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱和n-（3-氨基丙基）甲基丙烯酰胺作为单体，n,n’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，过硫酸铵和四甲基乙二胺作为引发剂，通过自由基聚合制备纳米材料，以牛血清白蛋白为模型蛋白，形成纳米胶囊；

8、第三步、将第一步的化合物和第二步的纳米胶囊偶联，得到以纳洛酮作为表面修饰的纳米胶囊。

9、上述方法的所述第一步中，修饰的步骤为纳洛酮图1（a）与溴乙酸叔丁酯反应得到中间化合物纳洛酮-乙酸叔丁酯即化合物1图1 (b)；用三氟乙酸将化合物1的叔丁基脱去，得到游离的羧基即化合物2图1 (c)。反应如下：

10、所述第二步中， 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱:n-（3-氨基丙基）甲基丙烯酰胺:n,n’-亚甲基双丙烯酰胺:过硫酸铵:四甲基乙二胺:牛血清白蛋白=10000：10：5000：300：10：1，按2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、n-（3-氨基丙基）甲基丙烯酰胺、n,n’-亚甲基双丙烯酰胺、四甲基乙二胺、牛血清白蛋白、过硫酸铵的顺序依次按比例加入离心管,在摇床上反应过夜，通过疏水柱纯化除去游离蛋白，得到纳米胶囊。

11、所述第三步中，首先将纳洛酮修饰的化合物2溶于1×pbs，利用稀hcl溶液调整ph至5-6，加入1.2倍当量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，约1min后利用稀naoh溶液调整ph至8-9左右加入1.2倍当量的n-羟基琥珀酰亚胺， 2-3min，以纳米胶囊:化合物2=1:100的比例加入纳米胶囊。所述纳米胶囊的浓度以其包裹的蛋白浓度为准。

12、本发明再进一步提供用于脑部递送系统的纳米材料的应用，包括纳米材料在制备脑部靶向药物中的应用。

13、该应用还包括纳米材料在制备递送大分子治疗药物到脑部疾病部位的药物中的应用。

14、本发明以2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱（mpc）、n-（3-氨基丙基）甲基丙烯酰胺（apm）为单体n,n’-亚甲基双丙烯酰胺（bis）为交联剂，过硫酸铵（aps）、四甲基乙二胺（temed）为引发剂，利用自由基聚合形成的纳米材料，以牛血清白蛋白（bsa）为模型蛋白包裹在纳米材料内部，形成纳米胶囊，并在其表面修饰纳洛酮分子，利用其与脑部阿片受体特异性结合，形成以受体介导的高效跨越血脑屏障的新型蛋白药物纳米载体。

15、通过研究发现其可以有效的将大分子蛋白转运到脑部。与天然的bsa相比在装入修饰过纳洛酮的纳米胶囊后，bsa在脑部聚集量高出8倍之多。同时与此前研究的具有脑靶向功能的nbsa-pmpc纳米载体相比，无论是尾静脉、滴眼睛、滴鼻子给药，修饰了纳洛酮的nbsa-pmpc-naloxone纳米颗粒具有更好的脑靶向效果。

技术特征：

1.一种用于脑部递送系统的纳米材料，由盐酸纳洛酮衍生物修饰的纳米胶囊组成。

2.根据权利要求1所述用于脑部递送系统的纳米材料，其特征在于：所述盐酸纳洛酮衍生物具有游离的羧基。

3.根据权利要求1所述用于脑部递送系统的纳米材料，其特征在于：所述纳米胶囊由2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、n-（3-氨基丙基）甲基丙烯酰胺、n,n’-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺以牛血清白蛋白为模型蛋白形成。

4.根据权利要求1所述用于脑部递送系统的纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述用于脑部递送系统的纳米材料的制备方法，其特征在于：所述第一步中，修饰的步骤为纳洛酮与溴乙酸叔丁酯反应得到中间化合物纳洛酮-乙酸叔丁酯即化合物1；用三氟乙酸将化合物1的叔丁基脱去，得到游离的羧基即化合物2。

6.根据权利要求4所述用于脑部递送系统的纳米材料的制备方法，其特征在于：所述第二步中，2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱:n-（3-氨基丙基）甲基丙烯酰胺:n,n’-亚甲基双丙烯酰胺:过硫酸铵:四甲基乙二胺:牛血清白蛋白＝10000：10：5000：300：10：1，按2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、n-（3-氨基丙基）甲基丙烯酰胺、n,n’-亚甲基双丙烯酰胺、四甲基乙二胺、牛血清白蛋白、过硫酸铵的顺序依次按比例加入离心管,在摇床上反应过夜，通过疏水柱纯化除去游离蛋白，得到纳米胶囊。

7.根据权利要求4所述用于脑部递送系统的纳米材料的制备方法，其特征在于：所述第三步中，首先将纳洛酮修饰的化合物2溶于1×pbs，利用稀hcl溶液调整ph至5-6，加入1.2倍当量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，约1min后利用稀naoh溶液调整ph至8-9左右加入1.2倍当量的n-羟基琥珀酰亚胺， 2-3 min，以纳米胶囊:化合物2=1:100的比例加入纳米胶囊。

8.根据权利要求7所述用于脑部递送系统的纳米材料的制备方法，其特征在于：所述纳米胶囊的浓度以其包裹的蛋白浓度为准。

9.用于脑部递送系统的纳米材料的应用，包括纳米材料在制备脑部靶向药物中的应用。

10.根据权利要求9所述用于脑部递送系统的纳米材料的应用，其特征在于：包括纳米材料在制备递送大分子治疗药物到脑部疾病部位的药物中的应用。

技术总结
本发明涉及一种用于脑部递送系统的纳米胶囊、其制备方法及应用，属于纳米药物技术领域。本发明以2‑甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、N‑（3‑氨基丙基）甲基丙烯酰胺为单体，N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，利用自由基聚合形成的纳米材料，以牛血清白蛋白为模型蛋白包裹在纳米材料内部，形成纳米胶囊，并在其表面修饰纳洛酮分子，利用其与脑部阿片受体特异性结合，形成以受体介导的高效跨越血脑屏障的新型蛋白药物纳米载体。

技术研发人员：严然
受保护的技术使用者：上海巴久巴生物技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16