团聚的烷氧基硅烷涂覆的磁性纳米颗粒的制作方法
【专利说明】团聚的烧氧基括烧涂覆的磁性纳米颗粒
[0001] 尽管最近在实体肿瘤的肿瘤治疗例如抗体中有了进展，但是仍然需要更有效且成 本有效的治疗选择。
[000引温热疗法或更具体地过热疗法化yperthermia)是用于治疗癌症的吸引人的途 径，原因是与化学疗法或放射疗法相比，因其物理作用方式而预计对多种肿瘤疾病的副作 用较小。但是，目前可用的模式仍然是次优的（Moroz等2002)并且需要改进。
[0003] 温热疗法的一种优选模式是其中将磁性纳米颗粒直接引入肿瘤中的方法。随后在 交变磁场中加热纳米颗粒。根据治疗的持续时间和所达到的瘤内温度，使肿瘤细胞直接破 坏（热消融）或者对于伴随的化学或放射疗法（过热疗法）敏感。通过该新方法，可由内 而外地对抗肿瘤，从而不伤害周围的健康组织。该治疗模式在治疗成胶质细胞瘤中显示出 了有前景的治疗效果（Maier-Hauff等2011)。
[0004] 尽管通过第一次临床试验得到了阳性结果，但是仍然有提高效率和/或降低疗法 的副作用或限制的空间。另一个未解决的问题是，在滴注纳米颗粒期间，在周围组织中发生 磁性颗粒在祀区域外侧的沉积。由于该些外部贬库（depot)在交变磁场中加热后导致了在 交变磁场中进行加热后祀区域外侧的温度升高，或者其限制了用于加热纳米颗粒贬库的可 施加磁场强度（如果要避免周围组织的该种加热的话），所W其造成了不需要的副作用。该 问题的原因可W是注射肿瘤组织内的高压，其导致沉积的纳米颗粒在注射期间或者在注射 之后立即流出。此外，虽然需要纳米级颗粒W具有高的比吸收率（SAR)，但是该样的纳米颗 粒可在组织间隙中容易移动并从而可祀组织中损失。此外，由于迄今为止用于临床的纳米 颗粒/磁性流体的次优比吸收率（SAR)，所W通过首先使纳米颗粒沉积并随后通过交变磁 场将其激发可在肿瘤中"沉积"的热量受到限制。
[0005] 另外，该样的纳米颗粒需要W受控方式大规模且W合理成本制造，并且需要能够 配制成稳定制剂W变为可销售产品。
[0006] 现有技术描述了该种纳米颗粒的多种方法和用途，如Gupta和Gupta (2005)所综 述的。
[0007] Lesniak等（1997)描述了用于制备不含团聚体的纳米颗粒的方法。所述方法包括 (i)制备部分形成团聚体的氧化铁纳米颗粒的水性悬液，（ii)添加=烧氧基娃烧和水混溶 性极性有机溶剂例如己二醇，（iii)用超声处理所得悬液W减少团聚，（iv)在超声作用下 通过蒸馈移除水，W及（V)移除剩余的团聚体。所述方法基于烧氧基娃烧得到了具有耐水 解涂层的不含团聚体的纳米颗粒。但是，如果将该些纳米颗粒局部施用于实体肿瘤，则由于 其不含团聚体的性质而仅可部分保留在注射位点。该些纳米颗粒广泛分布在身体中，从而 限制了纳米颗粒在祀区域中的剩余量，并且由于纳米颗粒在身体的周围组织或其他地方中 的积累而增加了副作用风险。此外，由于使用的己二醇与烧氧基娃烧涂层的氨基基团相互 作用W及其高沸点（197°C)，所W其去除是非常困难的。因此，最终产物中己二醇的存在在 安全性和监管方面限制了纳米颗粒的适用性。
[000引 Ruefenacht等（2006)公开了液体载剂中生成热纳米颗粒的可注射的基于聚合 物的制剂，其在与体液或组织接触后能够形成原位植入体。然而该制剂似乎解决了纳米颗 粒从肿瘤中流出的问题，该系统优选地使用溶剂N-甲基-2-化咯烧酬（NMP)或二甲亚讽 值MSO)。两种溶剂一般都被认为具有低毒性并且频繁用于药物的口服和透皮制剂。但是，关 于将所述溶剂注射到组织或肿瘤中（尤其是在脑肿瘤中注射到脑中）了解的很少。因此， 应避免该样的溶剂。此外，该样的制剂在注射后形成限定的植入体，然而在本发明的上下文 中，设想要实现注射纳米颗粒在肿瘤/组织中的某些分布，但是该局限于肿瘤/组织。该系 统的另一个缺点是如果将该些可注射的基于聚合物的制剂注射到肿瘤中，肿瘤中的预期体 积增加，该可在某些肿瘤适应症（尤其是在其中结壳（scull)的空间有限的脑组织中）造 成问题。总之，该种基于聚合物的制剂不适合于治疗不能动手术的肿瘤。
[0009] 因此，本发明的目的是提供改进的生物相容性磁性纳米颗粒。特别地，本发明的目 的是提供用于治疗肿瘤的改进的生物相容性磁性纳米颗粒。
[0010] 如实施例所示，本发明人现已出乎意料地发现，在无有机溶剂存在下使氧化铁纳 米颗粒进行受控的氨基娃烧化导致了表面氨基娃烧不完全缩合的磁性纳米颗粒，导致了可 高度浓缩的磁性纳米颗粒（磁性流体）的稳定水基制剂。在注射到组织或肿瘤中之后，该 些磁性流体在祀组织中形成具有高保留率的有利贬库。因此，本发明人提供了一种用于制 造改进的纳米颗粒的改进方法，W及具有改进的生物相容性、祀区域中改进的贬库形成和 副作用较小（由于不存在有机溶剂和/或沉积纳米颗粒从治疗区域中流出减少）的合适的 悬液和组合物（磁性流体）。
[0011] 因此，本发明提供了具有高比吸收率（SAR)的生物相容性磁性纳米颗粒，其可W 按曰常惯例注射到肿瘤组织中，停留在目的治疗区域（例如肿瘤）中的注射位点处或注射 位点附近并且基本不扩散至周围组织。此外，本发明提供了用于该种生物相容性磁性纳米 颗粒的稳健且成本有效的制造方法。
[0012] 定义
[0013] "比吸收率"(SAR)是纳米颗粒在暴露于交变磁场之后吸收能量率的度量。其取决 于磁场强度和磁场极化的交变频率。优选地根据由化rdan等（1993)开发的方法在100曲Z 频率和高至18kA / m、优选3.5kA / m的场强度下测定SAR并且其设及所使用金属例如铁 的质量（单位W / g金属）。
[0014] " C电势"是指用仪器例如Malvern ZetaSizer3000服A在抑5. 2和2. OmS / cm的 电导率（各自在25°C下进行测定）下测量的水性环境中胶体纳米颗粒的测量电势。C电 势描述了本体溶液与水力剪切或扩散层区域之间的边界处的电势。
[0015] 在本发明的上下文中，术语"约"意指由给定数目或值的偏差为±10%，优选 ±5 %并且尤其是±1%。
[0016] 术语"磁性"包括磁性、顺磁性、铁磁性、抗铁磁性、亚铁磁性、抗亚铁磁性和超顺磁 性。优选地，根据本发明的纳米颗粒是顺磁性的，更优选是铁磁性的、亚铁磁性的、抗亚铁磁 性的或超顺磁性的。
[0017] 在一个特别优选的实施方案中，纳米颗粒是超顺磁性的。
[0018] 术语"纳米颗粒"应意指纳米范围的纳米颗粒，意指如可通过电子显微镜所测定的 纳米颗粒相对于其金属核为Inm至lOOnm。优选地，纳米颗粒的尺寸为5nm至25nm，更优选 7皿至20皿并且尤其是9皿至15皿。
[0019] "金属纳米颗粒"是指磁性纳米颗粒，其包含金属或金属离子。
[0020] "有机溶剂"意指液体有机化合物（即，姪），其能够溶解固体、气体或液体。根据 本发明的有机溶剂的实例包括但不限于己二醇、丙酬、甲苯及等同物。
[0021] 术语"烧氧基娃烧涂覆"是指由烧氧基娃烧缩聚造成的涂覆一-也称为"氨基娃烧 涂覆"的方法。本文使用的术语"缩聚"一般意指具有两个官能团的单体的任意缩合反应， 其导致形成聚合物。
[0022] 在第一方面中，本发明设及一种用于生产磁性烧氧基娃烧涂覆的金属纳米颗粒团 聚体的悬液的方法，其中使磁性金属纳米颗粒水性悬液与烧氧基娃烧一起解育，其特征在 于所述解育基本在无有机溶剂存在下进行。
[002引在本发明的上下文中，术语"解育（incubating或incubation)"意指允许烧氧基 娃烧缩聚并从而用于纳米颗粒的氨基娃烧涂覆的任何实验设置、实验条件或反应混合物。
[0024] 如实施例所示，发现在本发明的上下文中，对于治疗肿瘤和其他疾病，与不形成团 聚体的磁性烧氧基娃烧涂覆的金属纳米颗粒相比，磁性烧氧基娃烧涂覆的金属纳米颗粒的 团聚体可在祀区域内更好地形成贬库，并且较少的纳米颗粒损失到循环中或在祀区域外侧 形成贬库。"团聚"在本文中意指几个单独的纳米颗粒形成纳米颗粒的团聚体或簇。"团聚 体"是指团聚的纳米颗粒或纳米颗粒的簇。
[0025] 本发明的必要步骤是基本在无有机溶剂存在下与烧氧基娃烧解育/反应。在有机 溶剂背景下的"基本在无......存在下"意指可存在痕量的有机溶剂，优选有机溶剂的量 小于10体积％，更优选小于体积5 %，更优选小于1体积％，尤其是小于0. 5体积％。例如， 在反应期间可产生少量的甲醇，因此在一定程度上可保留在产物中。在一个优选实施方案 中，在无有机溶剂存在下进行涂覆，尤其在没有添加的有机溶剂存在下进行涂覆。用于涂覆 反应的优选溶剂是水。不受任何科学理论束缚，本发明人假设该些反应条件导致烧氧基娃 烧的明确但不完全的缩合反应，其转化成纳米颗粒的团聚性质。
[0026] 本发明的方法优选在无己二醇存在下进行。己二醇干扰本发明的涂覆反应。此 夕F，如果不是不可能的话，至少非常难W将其从纳米颗粒制备物中移除，因为通常有相对 大量的己二醇仍然与纳米颗粒的涂层连接并且由于其1