一种有机无机的多功能纳米复合材料、制备方法及应用

本发明属于纳米药物领域，涉及一种有机无机的多功能纳米复合材料的制备及应用，具体涉及一种用于乳腺癌靶向治疗的原位封装gox的cof为载体，再在其表面原位生长mno2的纳米材料的制备及应用。

背景技术：

1、由于其发病率和死亡率不断增加，癌症成为了全球范围内的主要死亡原因。据世界卫生组织统计，2020年，有近1000万人死于癌症，各种癌症新增病例中乳腺癌排列榜首。恶性肿瘤的发生、发展导致了肿瘤病灶区呈现特殊的肿瘤微环境，如乏氧、低ph、过氧化氢（h2o2）过量等。这类特殊的微环境为癌细胞的生长、侵袭和转移提供了适宜条件，但同时也为肿瘤的高效选择性及特异性治疗提供了可能。目前，由于单一的治疗模式的治疗效果并不理想，而多模式协同治疗具有1+1>2的治疗效果，已成为现在的研究热潮。因此，许多研究人员致力于研究联合的治疗模式。

2、gox 消耗葡萄糖在癌症饥饿疗法中引起了人们极大的兴趣。葡萄糖是细胞生长的重要营养物质，葡萄糖剥夺可激活代谢和信号放大，加速细胞死亡。 gox 催化葡萄糖氧化，不仅消耗葡萄糖，减少营养供应，而且消耗肿瘤部位的氧气（o2），还伴随着 h2o2的产生。鉴于此，许多研究人员提出 gox 可能是癌症饥饿治疗的理想内源性氧化还原酶。然而，治疗效果受到肿瘤缺氧环境的严重限制，仅用gox很难完全消除肿瘤。因此，非常希望将饥饿治疗与其他治疗组合以实现更好的治疗效果。

3、化学动力疗法利用肿瘤区微环境中的弱酸性为反应条件，过量的h2o2为反应原料，基于过渡金属的功能纳米材料为催化剂，引发肿瘤细胞内芬顿或芬顿样反应，催化h2o2产生强氧化性的羟基自由基等活性物种，诱导肿瘤细胞凋亡和坏死，实现基于肿瘤微环境特异性激活的高效治疗，因而成为热门的研究课题。mno2的纳米结构呈现出参与细胞内生化反应和改变肿瘤微环境的几个特征。为了保留这些特殊特性并提高生物相容性，以成功制造了一些基于mno2的纳米复合材料，它们在各种生物医学应用中具有良好的适用性。

4、尽管新兴策略取得了快速进展，但化疗仍然是临床上最常用的癌症治疗方法之一。化学药物疗法简称化疗，是利用化学药物杀伤肿瘤细胞、抑制肿瘤细胞生长的一种全身性治疗方法。化疗药物大部分具有细胞毒性，但由于化学药物不能准确的判别正常细胞与癌细胞，导致治疗过程中靶向性不足、生物利用率低和严重的副作用。因此，仅用单一的化疗方法很难完全消除肿瘤。其中，dox是一种蒽环类抗生素，可嵌入dna抑制核酸的合成，已被用做光谱的抗肿瘤药物，在多模式联合治疗过程中也被广泛应用。

技术实现思路

1、本发明正是为了解决上述问题缺陷，提供一种有机无机的多功能纳米复合材料、制备方法及应用。

2、本发明要解决的技术问题为：通过绿色、便捷的方法制备了一种有机无机的多功能纳米复合材料，进行饥饿治疗、化学动力疗法、化疗的组合，实现肿瘤的同源靶向治疗，尽可能避免了正常细胞的受损。同时mno2可在肿瘤微环境下响应并被消耗，降低细胞内给谷胱甘肽含量，并产生mn2+、h2o2、o2，从而触发dox的释放，实现化疗；产生的mn2+、h2o2发生芬顿样反应，产生·oh，实现化学动力疗法；产生的o2可以缓解肿瘤微环境缺氧的状态，再gox存在下，o2与葡萄糖反应，促进营养物质的降低，实现饥饿治理，最终实现肿瘤的被动靶向治疗。

3、本发明采用如下技术方案实现。

4、一种有机无机的多功能纳米复合材料，所述多功能纳米复合材料的最内层为原位封装生物酶的共价有机框架材料（cof）；所述的cof表面原位生长二氧化锰（mno2） 纳米片；然后再负载上阿霉素（dox）；最后包覆癌细胞的细胞膜（cm）。

5、本发明保护上述多功能纳米复合材料作为制作/生产靶向诊断治疗药物的应用。

6、本发明上述的有机无机的多功能纳米复合材料的制备方法包括以下步骤：

7、（1）将水合肼分散在水中超声；将均苯三甲醛分散在水中超声，再加入乙酸和葡萄糖氧化酶gox，孵育一段时间，两溶液混合后再次加入乙酸，室温静置，离心水洗，得到cof@gox；

8、（2）将cof@gox的分散液与4-磺酰[6]杯芳烃（scx6） 溶液加入烧杯中，室温搅拌，再加高锰酸钾（kmno4） 溶液，室温反应，离心水洗，得到mno2@cof@gox；

9、（3）将mno2@cof@gox的分散液与dox加入烧杯中，避光、室温搅拌，离心水洗，得到dox@mno2@cof@gox；

10、（4）将cm的分散液与dox@mno2@cof@gox加入烧杯中，避光超声，4℃下避光搅拌，离心水洗，得到cm@dox@mno2@cof@gox。

11、本发明所述步骤（1）中，水合肼、均苯三甲醛、乙酸、gox、水的添加量之比为（10～20 μl）：（20～30 mg）：（100～500 μl）：（10～30 mg）：（5～30 ml）。

12、本发明所述步骤（1）中，所述一段时间为5～30min。

13、本发明所述步骤（2）中，cof@gox与scx6、kmno4的添加量之比为（2～10 mg）：（4～20 mg）：（4～20 mg）。

14、本发明所述步骤（2）中，cof@gox的浓度为0.5～1.5 mg/ml，scx6的浓度为1.5～2.5 mg/ml，kmno4的浓度为1.5～2.5 mg/ml。

15、本发明所述步骤（3）中，mno2@cof@gox与dox的添加量之比为（2～10 mg）：（1～5mg）。

16、本发明所述步骤（3）中，mno2@cof@gox的浓度为0.5～5 mg/ml。

17、本发明保护前述的制备方法所得的产物作为制作/生产靶向诊断治疗药物的应用。

18、本发明所制备的多功能纳米复合材料是在水溶液、室温或低温下制备。

19、本发明所制备的多功能纳米复合材料表面包覆有肿瘤细胞的cm，具有同源靶向性。

20、本发明所述的多功能纳米复合材料制剂所负载的药物包括但不限于发挥饥饿治疗的gox；发挥化学动力治疗的mno2；发挥化疗的dox；发挥靶向作用cm。

21、本发明的有益效果为，（1）本发明基于mno2、gox、dox在癌症治疗中表现优越，通过巧妙的设计将三者进行复合，并与具有同源靶向性的cm进行复合，制备出具有优异治疗效果的多功能纳米复合材料。cm的同源靶向性可以降低正常细胞的受损情况。同时mno2可在肿瘤微环境下响应并被消耗，降低细胞内给谷胱甘肽含量，并产生mn2+、h2o2、o2，从而触发dox的释放，实现化疗；产生的mn2+、h2o2发生芬顿样反应，产生·oh，实现化学动力疗法；产生的o2可以缓解肿瘤微环境缺氧的状态，再gox存在下，o2与葡萄糖反应，促进营养物质的降低，实现饥饿治理，最终实现肿瘤的被动靶向治疗。本发明同时实现了饥饿治疗、化学动力治疗、化疗，克服单一治疗的局限性，联合多种治疗方法并使其发挥最大效能，更大程度上提高了纳米粒子的细胞毒性，对靶向的mcf-7细胞的生长具有很好的抑制作用，将在抗癌领域具有非常广阔的前景。

22、（2）本发明使用制备方法绿色环保，在水溶液或pbs中进行，且在室温或低温下进行。该种合成方法避免了高温高压和有机溶剂的使用。

23、（3）本发明制备方法得到的有机/无机的多功能纳米复合材料生物相容性好，毒性小。

24、下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步解释。