一种具有近红外光远程响应的核壳结构药物载体的制备方法及其应用
【技术领域】
[0001]本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种具有近红外光远程响应的核壳结构药物载体的制备方法及其应用。
【背景技术】
[0002]近年来，随着人们生活水平的提高，动脉粥样硬化等心脑血管疾病的发病率居高不下，已经成为仅次于癌症威胁人类健康的第二大杀手。动脉粥样硬化主要的病理学变化是血管内大量斑块的形成，其中某些斑块的突然破裂是导致心肌梗塞及中风等心脑血管疾病的重要原因。如何抑制斑块的形成以及通过早期诊断发现并消除不稳定斑块，是预防及治疗心脑血管疾病的关键。
[0003]目前临床上主要应用药物治疗与血管内机械干预治疗。药物治疗属于保守治疗，只能延缓动脉粥样硬化进程，而且治疗缺乏选择性，不能对具体部位进行重点治疗。血管内机械干预治疗，比如动脉内膜切除术、气囊血管成形术及支架等，虽然的确大大地减少了动脉粥样硬化引起心脑血管疾病的死亡率，但是手术风险大，费用高，术后容易产生内膜增生或压缩性重构引起的血管再狭窄。对于动脉粥样硬化较轻病例的治疗与预防，仍需要其它的方法来观察、抑制、消除潜在病变斑块。
[0004]光动力治疗作为一种光激发特异性破坏病变组织的疗法已经在癌症以及很多疾病上具有广泛的应用，其中选择性靶向破坏组织的能力非常适合针对动脉粥样硬化斑块的治疗。其作用机制在于一定波长的光激发与其波长匹配的光敏剂，在组织氧的存在下，产生具有细胞毒性的活性氧分子(单线态氧)杀伤细胞。在早期的研宄工作中，作为第一代光敏剂的血卟啉化合物就已经被用来针对动脉粥样硬化斑块细胞进行光动力治疗的探索。随着研宄的深入，陆续发现了纯度更高、选择性更好的血卟啉化合物及其衍生物。另外基于血管内发光管技术的进步也为光动力治疗不稳定斑块引入血管系统提供了先决条件。
[0005]尽管光动力疗法在治疗动脉粥样硬化疾病上有着很好的效果，但对于传统光动力疗法，由于光在生物体组织内穿透深度的问题，其应用受到极大限制:一方面，大多数光敏剂的激发波长都在700纳米以下，这种波长的情况下，血液与组织存在会使照向靶向斑块细胞的光强大幅削弱，导致光动力治疗效率大幅降低。另一方面，斑块形成的部位很可能在身体组织的较深位置，所以需要强穿透能力光源(大于800纳米近红外光，)实施光动力治疗，才能达到满意的治疗效果。
【发明内容】
[0006]本发明是为了解决现有动脉粥样硬化传统光动力治疗光源穿透深度浅、成本高和风险大的问题，而提供了一种具有近红外光远程响应的核壳结构药物载体的制备方法及其应用。
[0007]一种具有近红外光远程响应的核壳结构药物载体的制备方法具体是按以下步骤进tx的:
[0008]一、将NaYF4:Yb/Er上转换纳米粒子分散于环己烷中，得到上转换纳米粒子核；
[0009]二、向N, N- 二甲基甲酰胺溶剂中依次加入二环己基碳二亚胺、二氢卟酚e6和3-氨丙基三乙氧基硅烷，得到混合溶液，将混合溶液在室温下静置24h，得到光敏剂缩合溶液；所述二环己基碳二亚胺的质量与N，N- 二甲基甲酰胺溶剂的体积比为Img: (1.5?2)mL ;所述二氢卟酚e6的质量与N, N- 二甲基甲酰胺溶剂的体积比为Img: (0.5?0.8)mL ;所述3-氨丙基三乙氧基硅烷与N，N- 二甲基甲酰胺溶剂的体积比为1: (180?220);
[0010]三、将溴化十六烷基三甲基铵加入到溶剂A中搅拌溶解，然后向其中加入步骤一得到的上转换纳米粒子核，搅拌30min后超声30min，得到超声溶液，在温度为80°C的条件下加热30min待超声溶液透明后向超声溶液中加入溶剂B，并用氢氧化钠溶液调整超声溶液的PH为9，采用蠕动泵向超声溶液中加入浓度为25%的四乙氧基硅烷乙醇溶液后，再加入步骤二得到的光敏剂缩合溶液，在室温下反应24h后，通过离心分离得到固体，将固体采用乙醇清洗3?5次，然后在真空干燥箱内真空干燥24h，得到核壳纳米粒子；所述溴化十六烷基三甲基铵的质量与水A的体积比为Img: (0.03?0.05)mL ;所述溴化十六烷基三甲基钱的质量与步骤一得到的上转换纳米粒子核的体积比为Img: (0.003?0.005)mL ;所述溴化十六烷基三甲基铵的质量与水B的体积比为Img: (0.05?0.15)mL ;所述溴化十六烷基三甲基铵的质量与浓度为25%的四乙氧基硅烷乙醇溶液的体积比为Img: (0.03?
0.07)mL ;所述溴化十六烷基三甲基铵的质量与步骤二得到的光敏剂缩合溶液的体积比为Img: (0.03 ?0.07)mLo
[0011]一种具有近红外光远程响应的核壳结构药物载体的应用是将具有近红外光远程响应的核壳结构药物载体作为药物载体用于抑制和杀伤动脉粥样硬化斑块细胞，具体使用方法如下:向水中加入核壳纳米粒子得到浓度为12 μ g/mL?16 μ g/mL的核壳纳米粒子，将浓度为12 μ g/mL?16 μ g/mL的核壳纳米粒子与巨噬细胞共培养4h后，用缓存溶液将细胞表面未吞噬的浓度为12 μ g/mL?16 μ g/mL的核壳纳米粒子洗去，采用激光功率为0.9WCnT2?1.8ff cm j的近红外激光照射96孔板中的巨.细胞，照射时间为lmin。
[0012]工作原理:
[0013]本发明以稀土掺杂上转换粒子(NaYF4:Yb，Er)为核，将入射的近红外光由上转换核在体内转换为绿光与红光，其中540nm绿光可用于细胞成像，而660nm红光激发光敏剂产生单线态氧，对巨噬细胞进行杀伤，外层的介孔二氧化硅壳，被用于负载光敏剂(二氢卟酚e6，Ce6)，将光敏剂通过化学键合的方式嵌入二氧化硅中，二氧化硅壳的包覆不仅解决了上转换纳米粒子以及光敏剂的生物相容性不好问题，同时硅壳外表面具有多羟基结构更适合巨噬细胞的吞噬作用，使得纳米粒子更容易被动脉粥样硬化斑块细胞吞噬，有一定靶向作用。纳米粒子在近红外光的照射下，产生活性氧分子从而杀伤动脉粥样硬化斑块细胞，致使硬化斑块细胞凋亡，从而抑制动脉粥样硬化斑块的形成，同时兼具预防与治疗作用。这里需要说明的光动力治疗是希望动脉粥样硬化斑块细胞凋亡而非坏死。两者的差别在于，细胞凋亡后不再分裂生长，但组织结构得以保存，细胞坏死后组织结构坏死，会导致炎症等其他冋题。
[0014]本发明的有益效果:
[0015]本发明基于近红外光生物体穿透力强的特点，利用稀土掺杂上转换纳米粒子作为纳米转换器，将近红外光转化成可激发光敏剂的可见光及紫外光，原位激发光敏剂产生单线态氧，致使硬化斑块细胞凋亡，从而抑制动脉粥样硬化斑块的形成，可以作为机械干预治疗辅助治疗与必要补充，兼具预防与治疗作用治疗适用范围广:不依赖细胞内环境，适合细胞及活体实验。其治疗精度高，误差小，重复性好。光控响应定时定位产生单线态氧分子，避免对其它正常细胞的杀伤。
[0016]本发明所制备的核壳纳米粒子对于巨噬细胞具有更好的选择性，避免对其他正常细胞的杀伤。该核壳结构纳米诊疗平台制备简单直接，容易操作，实用性强。
【附图说明】
[0017]图1为实施例一得到的核壳纳米粒子的透射电镜形貌图；
[0018]图2为实施例一步骤二中所述的二氢卟酚e6紫外可见吸收的光谱图；
[0019]图3为实施例一得到的核壳纳米粒子在近红外光激发下的荧光光谱图；
[0020]图4为近红外光照射下实施例一得到的核壳纳米粒子单线态氧产生的检测曲线，其中各条曲线是沿箭头方向为单线态氧探针的浓度浓度由低到高排列；
[0021]图5为实施例三中未经任何处理的巨噬细胞的透射电镜图；
[0022]图6为将实施例三中未经任何处理的巨噬细胞在激光功率为1.8ff cm_2的近红外激光照射后的透射电镜图；
[0023]图7为实施例三核壳纳米粒子经过巨噬细胞吞噬后在激光功率为1.8ff cm_2的近红外激光照射后的透射电镜图。
【具体实施方式】
[0024]【具体实施方式】一:本实施方式的一种具有近红外光远程响应的核壳结构药物载体的制备方法具体是按以下步骤进行的:
[0025]一、将NaYF4:Yb/Er上转换纳米粒子分散于环己烷中，得到上转换纳米粒子核；
[0026]二、向N，N