一种可用于多药耐药性肿瘤治疗的二氧化硅纳米复合材料及制备方法

本发明属于纳米材料制备，具体涉及一种对多药耐药性肿瘤具有治疗效果的负载microrna/dox二氧化硅纳米复合材料的制备方法。

背景技术：

1、肿瘤多药耐药性(multidrug resistance,mrd)的产生，是目前肿瘤化学治疗失败的主要原因。过表达的细胞膜p-糖蛋白(p-gp)，可通过其疏水位点与抗癌药物小分子结合，利用atp水解供能，逆浓度梯度将药物泵出癌细胞，从而造成细胞内药物有效浓度降低而产生多药耐药性，因此抑制p-gp的过表达是目前降低肿瘤耐药性的重要手段之一。研究表明，microrna基因治疗是一种有效降低p-gp表达的手段，但是目前microrna基因治疗过程中存在以下难题：首先，microrna自身不具有靶向性，无法直达病灶部位，从而导致副作用的产生；其次，由于microrna单链结构不稳定，容易被体内的microrna酶降解或吸附结合蛋白而失活；再次，microrna骨架呈现负电荷，难以跨越生物屏障或细胞膜发挥作用；最后，进入细胞内的microrna还面临被溶酶体水解的风险。所以在利用microrna进行基因治疗时通常需要应用递送载体来提高利用效率。

2、近年来，生物兼容性优良的介孔二氧化硅纳米颗粒(mesoporous silicananoparticle，msn)由于具有较大的比表面积及孔体积，可调控孔尺寸，易功能化修饰，良好的胶体稳定性和生物相容性等特性，在药物/基因载体领域受到了广泛关注。这项技术利用表面共价修饰方法将对p-gp具有靶向性的芦丁(rutin)分子和促进纳米粒子溶酶体逃逸的苯硼酸(phenylboronic acid，pba)修饰到msn表面，并在msn孔道中负载抑制多药耐药性microrna-451和抗肿瘤药物阿霉素(dox)，实现对人乳腺癌阿霉素耐药细胞(mcf-7/adr)靶向递送下调p-gp表达的microrna-451从而抑制肿瘤多药耐药性，提高肿瘤细胞对抗癌药物dox的敏感性，增强抗癌药物dox的治疗效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于缓解因肿瘤多药耐药性的产生导致化学治疗的失败。

2、本发明的另一目的在于提供一种在基于介孔二氧化硅纳米颗粒载药复合材料的制作方法,其制备方法包括以下步骤：

3、一种可用于多药耐药性肿瘤治疗的二氧化硅纳米复合材料及制备方法，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

4、s1：通过经典ctab模板法合成了尺寸均匀的介孔二氧化硅纳米颗粒(msn)；

5、s2：以msn为原料，利用硅烷偶联剂(aptes)在msn表面引入氨基，通过edc/nhs的体系将带有羧基的3-氟-4-羧基苯硼酸(fcpba)与msn上的氨基相连，形成msn的苯硼酸功能化介孔二氧化硅纳米颗粒(msn-pba)；

6、s3：以msn-pba为原料，然后通过苯硼酸表面的硼酸酯键，将亲水性药物芦丁(rutin)接枝到二氧化硅纳米颗粒的表面，得到msn-pba-rutin；

7、s4：以msn-pba-rutin为原料，将对肿瘤多药耐药性标记蛋白p-gp具有抑制作用的microrna-451与抗癌药物dox负载到msn-pba-rutin的孔道结构中，最终形成msn-pba-rutin-dox-mi crorna-451(mprd-451)纳米复合材料，得到基于介孔二氧化硅的载药治疗系统。

8、在上述技术方案中，s1具体包括以下步骤：

9、将十六烷基三甲基溴化铵(ctab)和naoh到烧杯中，加入去离子水中超声混合均匀，随后将烧杯放在磁力搅拌器上搅拌并加热。在2min内加入正硅酸四乙酯(teos)，剧烈搅拌。冷却后，离心收集沉淀，并洗涤。最后，煅烧4h，得到了介孔二氧化硅纳米颗粒(msn)。

10、在上述技术方案中，各原料的用量如下：ctab：0.45g；naoh：0.14g；去离子水：250ml；teos：4.2ml。

11、在上述技术方案中，s2具体包括以下步骤：

12、取msn溶解甲苯中，然后添加aptes。在高温条件下回流。随后离心收集沉淀，并洗涤得到msn-nh2。将msn-nh2超声分散于二甲亚砜中。另分别称取fcpba、edc·hcl和nhs溶解于dmso中，搅拌后将其匀速逐渐滴加到msn-nh2溶液体系中，在常温条件下继续进行搅拌。最后将反应液进行离心，洗涤后冷冻干燥24h，得到3-氟-4-羧基苯硼酸修饰的介孔二氧化硅(msn-pba)。

13、在上述技术方案中，各原料的用量如下：msn：45mg；甲苯：25ml；aptes：800μl；msn-nh2：100mg；dmso:40ml；fcpba：66.5mg；edc hcl：270.0mg；nhs：85.0mg。

14、在上述技术方案中，s3具体包括以下步骤：

15、称取msn-pba超声分散于pbs中，另分别称取rutin，放入磁力搅拌器搅拌后，随后将反应液离心得到白色沉淀，洗涤三遍后干燥，得到芦丁修饰的介孔二氧化硅(msn-pba-rutin)。

16、在上述技术方案中，各原料的用量如下：msn-pba：100mg；芦丁：5mg；pbs：20ml。

17、在上述技术方案中，s4具体包括以下步骤：

18、称取dox充分溶解于dmso中，再加入msn-pba-rutin分散其中，室温避光搅拌，离心洗涤三次后得到样品msn-pba-rutin-dox。在配置microrna-451溶液之前，首先制备焦碳酸二乙酯(depc)处理的超纯水，microrna-451粉末打开前先离心，将样品离心在底部，加入对应体积处理的depc超纯水溶解至100μm，放置于摇床上，500rmp摇晃1h后分装。在离心管中加入的msn-pba-rutin-dox材料，离心后用无水乙醇重悬，向无水乙醇溶液中加入microrna-451，涡旋振荡，室温静置，离心，弃上清液，洗涤一次后重悬，此时样品为msn-pba-rutin-dox-microrna-451(mprd-451)纳米复合材料。

19、在上述技术方案中，各原料的用量如下：dox：2mg；dmso：5ml；msn-pba-rutin：10mg；microrna-451：10μl。

20、本发明的有益效果是：

21、本发明制得的介孔二氧化硅纳米复合材料生物相容性好，可通过rutin通过特异性结合p-gp蛋白靶向多药耐药性肿瘤细胞mcf-7/adr，并通过表面pba基团促进溶酶体逃逸，通过释放microrna-451抑制mcf-7/adr细胞p-gp蛋白表达，增强其对抗癌药物dox敏感性，促进对mcf-7/adr细胞的杀伤。

技术特征：

1.一种基于介孔二氧化硅载药复合纳米材料的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s1具体包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各原料的用量如下：ctab：0.45g，naoh：0.14g，去离子水：250ml，teos：4.2ml。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s2具体包括以下步骤：

5.据权利要求1所述的方法，其特征在于，各原料的用量如下：msn纳米粒子：45mg；甲苯：25ml；aptes：800μl；msn-nh2：100mg；dmso:40ml；fcpba：66.5mg；edc hcl：270.0mg；nhs：85.0mg。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s3具体包括以下步骤：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各原料的用量如下：msn-pba：100mg；芦丁：5mg；pbs：20ml。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s4具体包括以下步骤：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各原料的用量如下：dox：2mg；dmso：5ml；msn-pba-rutin：10mg；microrna-451：10μl。

技术总结
本发明公开了一种对多药耐药性肿瘤具有治疗效果的负载microRNA/Dox二氧化硅纳米复合材料及制作方法，通过经典CTAB模板法合成了尺寸均匀的介孔二氧化硅纳米颗粒(MSN)，随后通过多步骤修饰最终形成MSN‑PBA‑Rutin‑Dox‑microRNA‑451(MPRD‑451)纳米复合材料，得到基于介孔二氧化硅的载药治疗系统。该方法条件温和、制备过程简单，并证明了二氧化硅纳米复合材料在生物医药，特别是对多药耐药性肿瘤方面具有广阔的应用前景。

技术研发人员：李奚,张熠
受保护的技术使用者：长春工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21