高载药量的具有组合治疗效果的多功能纳米药物的制备

摘要

本发明公开了高载药量的具有组合治疗效果的多功能纳米药物的制备，其通过控制疏水性抗癌药物在水中的过饱和度、阳离子型表面活性剂的浓度、加入的Au种的量以及利用亲水性表面活性剂中双硫键与Au壳表面的化学作用对长有一层Au壳的纳米药物的表面进行亲水性修饰，来实现高载药量的具有化疗和热疗组合治疗效果的生物环境稳定的多功能纳米药物的制备。采用本发明技术方案，制备方法简单易行，为其他用于癌症治疗的多功能的纳米材料的制备提供了实验依据，可在生物、医学、化学等领域取得广泛应用。

说明书

技术领域

本发明涉及疏水性有机抗癌药物纳米颗粒的制备、纳米颗粒表面Au壳的生长以及对Au壳的表面进行亲水性修饰从而获得高载药量的具有化疗和热疗组合治疗效果的生物环境稳定的多功能纳米药物，具体而言，本发明属于高载药量的具有组合治疗效果的多功能纳米药物的制备。 

背景技术

癌症己成为威胁人类健康的重大疾病之一。有效地治疗癌症已是科学研究中的当务之急。化疗是肿瘤治疗中不可缺少的重要方法之一，但是，由于目前临床用于肿瘤治疗的大多数化疗药物显示出低的水溶性、有限的稳定性、快速的血液清除和缺乏选择性进入机体后不仅分布于肿瘤组织也分布在正常组织，在杀伤肿瘤细胞的同时也损伤了人体正常组织细胞，从而导致疗效低、毒副作用强。因此，增强化疗药物的抗肿瘤效果并减少其毒副作用成为临床目前亟待解决的问题，开发更好的药物传输系统对于肿瘤的治疗已迫在眉睫。(Lipinski, C. A. Am. Pharm. Rev.2002, 5, 82-85; Szakacs, G.; Paterson, J. K.; Ludwig, J. A.; Booth-Genthe, C.;Gottesman, M. M. Nat. Rev. Drug Discovery. 2006, 5, 219–234;  Nel, A. E.; M?dler, L.; Velegol, D.; Xia, T.; Hoek, E. M.; Somasundaran, P.; Klaessig, F.; Castranova, V.; Thompson, M. Nat. Mater. 2009, 8, 543-557; DePalma, M.; Lewis, C. E. Nature2011, 472, 303–304.)

目前有很多载体用于抗肿瘤药物的传输，它们很大的增强了药物的水溶性和稳定性，延长了药物在血液循环中的时间，增加了药物的生物利用度，相比于自由药物获得了好的治疗效果和更少的副作用。然而，这些药物载体是惰性的，仅仅是作为药物传输的工具。在大多数的药物传输工具中载体占很大一部分而治疗药物只有很少一部分。大量载体的存在会带来许多严重的问题，比如载药量低，可能存在载体的生物毒性和体内代谢问题等等，使其应用受到很大的局限。(Barreto, J. A.; O'Malley, W.; Kubeil, M.; Graham, B.; Stephan, H.; Spiccia, L. Adv. Mater.2011, 23, H18-H40; Kogan, A.; Garti, N. Adv. Colloid Interface Sci.2006, 123-126, 369-385; Gelderblom, H.; Verweij, J.; Nooter, K.; Sparreboom, A.; Eur. J. Cancer2001, 37, 1590-1598; Strickley, R. Pharm. Res.2004, 21, 201-230; Sharifi, S.; Behzadi, S.; Laurent, S.; Forrest, M. L.; Stroeve, P.; Mahmoudi, M. Chem. Soc. Rev.2012, 41, 2323-2343.)

另外，以前的研究表明Au壳具有很好的热疗效果，另外报道也指出化疗和热疗结合可以很大的提高治疗效果达到组合治疗的效果。因此，开发一种合适的、载药量高的具有化疗和热疗组合治疗效果的的药物传输工具是非常必要的。（Mbenkum, B. N.; Díaz-Ortiz A.; Gu, L.; van Aken, P. A.; Schütz, G. J. Am. Chem. Soc.2010, 132, 10671–10673; Lee, S. M.; Park, H.; Yoo, K. H. Adv. Mater. 2010, 22, 4049–4053; Lee, S. M.; Park, H.; Choi, J. W.; Park, Y. N.; Yun, C. O.; Yoo, K. H. Angew. Chem.2011, 123, 7723 –7728; Liu, H.; Chen, D.; Li, L.; Liu, T.; Tan, L.; Wu, X.; Tang, F. Angew. Chem. Int. Ed.2011, 50, 891–895; Liu, H.; Liu, T.; Wu, X.; Li, L.; Tan, L.; Chen, D.; Tang, F. Adv. Mater.2012, 24, 755–761.）

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明的目的在于提供高载药量的具有组合治疗效果的多功能纳米药物的制备，该方法具备操作简单，使用范围广，普适性强，所得生物环境稳定的多功能的纳米药物分散性好、稳定性高等特点。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

高载药量的具有组合治疗效果的多功能纳米药物的制备，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）通过溶剂交换法，将疏水性的有机抗癌药物分子制备成前驱纳米颗粒悬浮液；具体方法为将所述有机抗癌药物分子溶于良溶剂中配成一有机抗癌药物分子溶液，取适量体积的所述有机抗癌药物分子溶液加入到适量的不良溶剂中，磁力搅拌5分钟后静置，获得前驱纳米颗粒悬浮液；

步骤2）将适量体积的1 mg/mL的阳离子型的表面活性剂水溶液加入到所述前驱纳米颗粒的悬浮液中，磁力搅拌5分钟后，通过阳离子型表面活性剂与纳米颗粒表面的静电相互作用，获得表面带正电荷的纳米颗粒悬浮液；

步骤3）将一定体积的Au种加入到所述带正电荷的纳米颗粒悬浮液中，后通过Au种介导的还原反应在纳米颗粒的表面生长一层Au壳； 

步骤4）将适量体积的2 mg/mL的亲水性表面活性剂水溶液加入到所述长有一层Au壳的纳米颗粒的悬浮液中，通过化学反应在Au壳的表面修饰一层亲水性的表面活性剂，即可制备出高载药量的具有化疗和热疗组合治疗效果的生物环境稳定的多功能纳米药物。

进一步的，所述步骤（1）中所述疏水性的抗癌药物分子为10-羟基喜树碱（简称HCPT）；所述步骤（1）中所述良溶剂和不良溶剂能够互溶,磁力搅拌的时间为5分钟，所述良溶剂与不良溶剂体积比为1：20；所述良溶剂的体积为250 μL，反应温度为50 ℃；所述良溶剂为乙醇，不良溶剂为水。

进一步的，所述步骤（2）中所述阳离子型表面活性剂为聚烯丙基胺盐酸盐 (PAH)；所述步骤（2）中是将80 μL体积的1 mg/mL的阳离子型表面活性剂水溶液加入到所述4 mL体积50 μmol/L的前驱纳米颗粒的悬浮液中，然后磁力搅拌5分钟，即得到表面带正电荷的纳米颗粒悬浮液。

进一步的，所述步骤（3）中是将200 μL的Au种加入到所述4 mL带正电荷的纳米颗粒悬浮液中，后通过Au种介导的还原反应在纳米颗粒的表面生长一层Au壳。

进一步的，所述步骤（4）中的所述亲水性表面活性剂为聚乙二醇-硫辛酸；所述步骤（4）中，配置成2 mg/mL的所述亲水性表面活性剂水溶液；所述步骤（4）中是将400 μL体积的2 mg/mL的亲水性表面活性剂水溶液加入到所述长有一层Au壳的纳米颗粒的悬浮液中，然后通过化学反应在Au壳的表面修饰一层亲水性的表面活性剂，即制备出高载药量的具有化疗和热疗组合治疗效果的生物环境稳定的多功能纳米药物。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、药物纳米颗粒本身作为“载体”，因此载药量大大提高。

2、无任何惰性载体的引入，因此有效避免了因载体引入带来的生物毒性和体内代谢问题。

3、通过对反应条件的控制以及反应条件的选择得到了生物环境稳定的多功能的纳米药物。

4、反应过程温和，操作简便易行。

5、在Au壳的表面修饰操作简单易行。

6、制备方法具有普适性，对于一系列的疏水性抗癌药物均适 用。

7、由于本发明制备操作过程简单易行，可重复性好，反应过程温和，具有普适性，因此具有推广运用的价值。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1为发明实例1制备得到的多功能纳米药物的扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）照片；

图2为发明实例1制备得到的多功能纳米药物的透射电子显微镜（TEM）照片；

图3为发明实例1制备得到的多功能纳米药物的高分辨的TEM以及能谱（EDX）图；

图4为发明实例1制备得到的多功能纳米药物的吸收光谱；

图5为发明实例1制备得到的HCPT NPs （简称NPs）、Au壳-HCPT NPs （简称GNPs）和表面亲水性修饰的Au壳-HCPT NPs（简称pGNPs）在水中的尺寸分布以及生物环境稳定的多功能纳米药物在生理条件下的稳定性。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

高载药量的具有组合治疗效果的多功能纳米药物的制备，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）通过溶剂交换法，将疏水性的有机抗癌药物分子制备成前驱纳米颗粒悬浮液；具体方法为将所述有机抗癌药物分子溶于良溶剂中配成一有机抗癌药物分子溶液，取适量体积的所述有机抗癌药物分子溶液加入到适量的不良溶剂中，磁力搅拌5分钟后静置，获得前驱纳米颗粒悬浮液；

步骤2）将适量体积的1 mg/mL的阳离子型的表面活性剂水溶液加入到所述前驱纳米颗粒的悬浮液中，磁力搅拌5分钟后，通过阳离子型表面活性剂与纳米颗粒表面的静电相互作用，获得表面带正电荷的纳米颗粒悬浮液；

步骤3）将一定体积的Au种加入到所述带正电荷的纳米颗粒悬浮液中，后通过Au种介导的还原反应在纳米颗粒的表面生长一层Au壳； 

步骤4）将适量体积的2 mg/mL的亲水性表面活性剂水溶液加入到所述长有一层Au壳的纳米颗粒的悬浮液中，通过化学反应在Au壳的表面修饰一层亲水性的表面活性剂，即可制备出高载药量的具有化疗和热疗组合治疗效果的生物环境稳定的多功能纳米药物。

进一步的，所述步骤（1）中所述疏水性的抗癌药物分子为10-羟基喜树碱（简称HCPT）；所述步骤（1）中所述良溶剂和不良溶剂能够互溶,磁力搅拌的时间为5分钟，所述良溶剂与不良溶剂体积比为1：20；所述良溶剂的体积为250 μL，反应温度为50 ℃；所述良溶剂为乙醇，不良溶剂为水。

进一步的，所述步骤（2）中所述阳离子型表面活性剂为聚烯丙基胺盐酸盐 (PAH)；所述步骤（2）中是将80 μL体积的1 mg/mL的阳离子型表面活性剂水溶液加入到所述4 mL体积50 μmol/L的前驱纳米颗粒的悬浮液中，然后磁力搅拌5分钟，即得到表面带正电荷的纳米颗粒悬浮液。

进一步的，所述步骤（3）中是将200 μL的Au种加入到所述4 mL带正电荷的纳米颗粒悬浮液中，后通过Au种介导的还原反应在纳米颗粒的表面生长一层Au壳。

进一步的，所述步骤（4）中的所述亲水性表面活性剂为聚乙二醇-硫辛酸；所述步骤（4）中，配置成2 mg/mL的所述亲水性表面活性剂水溶液；所述步骤（4）中是将400 μL体积的2 mg/mL的亲水性表面活性剂水溶液加入到所述长有一层Au壳的纳米颗粒的悬浮液中，然后通过化学反应在Au壳的表面修饰一层亲水性的表面活性剂，即制备出高载药量的具有化疗和热疗组合治疗效果的生物环境稳定的多功能纳米药物。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。