專利名稱：一種集雙模式成像和載藥的納米藥物載體及其制法的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種納米藥物載體應用及其制備方法，尤其涉及一種能同時將雙模式成像的材料和抗腫瘤藥物承載的納米藥物載體及其制備方法。
背景技術：
在生物醫學領域，發展集高空間分辨率、高靈敏度以及無創傷的影像技術已成為納米生物醫學領域研究的熱點，目前應用于臨床醫學診斷的影像技術包括X射線計算機斷層成像(CT)、正電子發射斷層顯像、磁共振成像等。然而，這些醫學影像技術的空間分辨率仍然無法滿足人們的需求，并且成像質量與造影劑的性質密切相關，因此發展多模式的醫學成像技術，如何提高醫學影像的靈敏度和空間分辨率仍然成為一項頗具挑戰的研究工作。眾所周知，熒光成像技術具有高的靈敏度，如將熒光成像和磁共振成像這兩種成像手段結合起來構成雙模式成像系統，將會提高成像的靈敏度和分辨率，其中以超順磁氧化鐵作為磁共振成像材料的磁光復合雙模式成像系統已經有報道，如將磁性氧化鐵和熒光染料或者量子點等熒光物質組裝成磁光復合材料。但是熒光染料易發生漂白，不穩定，在細胞和組織中應用時不能消除背景熒光，量子點的細胞毒性較大，這些缺點嚴重阻礙該體系應用于腫瘤的診斷。另外，該磁光復合體系僅僅用于腫瘤的診斷，而不具有腫瘤治療的功能。臨床上，化療仍然是腫瘤治療的重要手段。由于傳統腫瘤化學藥物無靶向性，不能相對集中在腫瘤所在的位置，因此在殺死腫瘤細胞的同時，也損害了正常細胞，并伴隨激烈的免疫原性， 從而導致嚴重的毒副作用。隨著納米技術的發展，納米藥物載體由于具有大比表面積、小尺寸和易修飾化學分子等特性被廣泛應用于醫學領域。納米藥物載體具有延長藥物半衰期、 降低免疫原性、提高難溶藥物的溶解性和細胞吸收率等優點，有助于提高藥物療效和降低毒副作用。為了降低藥物的毒副作用并提高腫瘤組織的藥物濃度，用生物可降解高分子材料包裹藥物，制成具有緩釋作用的載藥納米顆粒，通過控制納米顆粒粒徑的大小并對其進行表面修飾，使其能夠靶向識別腫瘤組織，并且定向釋放抗腫瘤藥物，從而在提高療效的同時不影響正常組織的作用，可大大減輕毒副反應。因此，將雙模式成像技術和化療結合起來， 實現腫瘤的診治一體化工程，在腫瘤的診斷和治療方面將會非常有前景。
發明內容
在上述預期的前景中，本發明的目的旨在提供一種集雙模式成像和載藥的納米藥物載體及其制法，解決單一藥物載體多功能化的問題。為了解決以上技術問題，本發明提出一種集雙模式成像和載藥的納米藥物載體， 其特征在于所述納米藥物載體為由生物可降解高分子聚合物包裹功能納米晶和抗腫瘤藥物構成的納米粒子，且所述納米藥物載體的尺寸小于500nm、表面光滑且粒徑規則；其中所述功能納米晶為具備發光和磁共振成像功能的納米晶體材料。進一步地，所述生物可降解高分子聚合物至少為聚乳酸，聚乳酸-羥基乙酸共聚
3物，聚ε -己內酯，殼聚糖，海藻酸鹽，聚三亞甲基碳酸酯，明膠，聚氧化乙烯，聚對二氧環己酮，及該些單體聚合物與乙二醇、乙烯胺或β-環糊精酸酐之一的共聚物，同時還包括各聚合物單體之間的二聚體或三聚體；并且各高分子聚合物末端均含有活性基團羧基，氨基，羥基和巰基中的至少一種。更進一步地，所述聚乳酸-羥基乙酸共聚物中單體乳酸/乙醇酸的比例介于 50:50 85:15。進一步地，所述功能納米晶至少為釓離子的摻雜稀土氟化物，釓離子的摻雜稀土氧化物，Fe3O4, y -Fe2O3和熒光量子點中的一種。進一步地，所述抗腫瘤藥物為水溶性或疏水性的分子藥物，包括有阿霉素，紫杉醇，順鉬及其衍生物，多西他賽，表柔比星，吉西他濱，異長春花堿，吡柔比星，卡培他濱，羥基喜樹堿等中的一種或幾種。本發明還提出一種制備上述集雙模式成像和載藥的納米藥物載體制法，其特征在于采用至少包括沉淀法，膠束法和微乳液法中的一種方法進行制備，其中所述微乳液法為將功能納米晶、抗腫瘤藥物和生物可降解高分子聚合物分別制液，經混合、攪拌形成乳液， 再經攪拌固化納米球、離心分離納米球、清洗、冷凍干燥制成雙模一體化的納米藥物載體。進一步地，所述微乳液法根據抗腫瘤藥物的親油性和親水性差異而包含油/水體系和水/油/水體系兩類，對應親油性的抗腫瘤藥物選用油/水體系；對應親水性的抗腫瘤藥物選用水/油/水體系，或先將抗腫瘤藥物萃取至油相中，再選用油/水體系。進一步地，所述制液中所用到的液劑為包括有機相、水相和表面活性劑的混合物。更進一步地，所述表面活性劑至少為十二烷基硫酸鈉，十二烷基磺酸鈉，十二烷基苯磺酸鈉，十六烷基三甲基溴化銨，膽酸鈉，聚乙烯醇，Pluronic F127, Pluronic F68，明膠，吐溫-80等離子型和非離子型表面活性劑中一種。更進一步地，所述有機溶劑為二氯甲烷，氯仿，乙腈及其與乙酸乙酯、丙酮、二甲基甲酰胺或四氫呋喃的混合溶劑中的任意一種或幾種。本發明技術方案的提出并實施，較之于現有技術具有突出的有益效果通過選用合適的造影劑和針對性的抗腫瘤藥物在同一納米藥物載體中實現一體化裝載，能實現疾病熒光診斷和磁共振成像的雙重功能，同時實現藥物的緩釋和靶向供藥的準確性，大大降低了大劑量多次給藥帶來的毒副作用及對正常組織的損害。此外，本發明制備還具有工藝簡單、成本低廉，適于工業批量生產的突出優點。
圖1是本發明制備的具有雙模式成像及化療功能的納米球PLGA-UCNPs-Dox (UCNPs為上轉換發光納米顆粒NaGdF4:%，Er)的掃描電子顯微鏡照片。圖2是本發明制備的具有雙模式成像及化療功能的納米球PLGA-UCNPs-Dox的透射電子顯微鏡照片。圖3是本發明制備的具有雙模式成像及化療功能的納米球PLGA-UCNPs-PTX的透射電子顯微鏡照片。圖4是圖1所示實施例產品的粒徑分布柱狀圖。圖5是圖1所示實施例產品在980nm光源激發下的發射光譜。
圖6是圖1所示實施例產品及等濃度的阿霉素、不含藥物的納米球在490nm光源激發下的熒光光譜比較。圖7是圖1所示實施例產品在不同濃度下的磁共振成像圖。
具體實施例方式本發明創作者經多年潛心研究，針對納米藥物載體以往功能上的局限及實際應用效果的不足，創新提出一種集雙模式成像和載藥的納米藥物載體及其制法。概括來看該技術方案的各項技術特征可以認識到該納米藥物載體為由生物可降解高分子聚合物包裹功能納米晶和抗腫瘤藥物構成的納米粒子，且納米藥物載體的尺寸小于500nm、表面光滑且粒徑規則；其中功能納米晶為具備發光和磁共振兩種成像模式集成功能的納米晶體材料。制備方法上采用至少包括沉淀法，膠束法和微乳液法中的一種方法進行制備，其中所述微乳液法為將功能納米晶、抗腫瘤藥物和生物可降解高分子聚合物分別制液，經混合、攪拌形成乳液，再經攪拌固化納米球、離心分離納米球、清洗、冷凍干燥制成雙模一體化的納米藥物載體。從優化可選的原材料來看，其中生物可降解高分子聚合物至少為聚乳酸(PLA)、聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)、聚ε-己內酯(PCL)、殼聚糖、海藻酸鹽、聚三亞甲基碳酸酯 (TPMC)、明膠、聚氧化乙烯(ΡΕ0)、聚對二氧環己酮(PD0)，及該些單體聚合物與乙二醇、乙烯胺或β-環糊精酸酐之一的共聚物，同時還包括各聚合物單體之間的二聚體或三聚體， 如殼聚糖-聚乳酸共聚物、殼聚糖-聚己內酯的共聚物、環糊精-聚乳酸共聚物、環糊精-聚己內酯的共聚物、PEG-PCL-PEG, PEI-PCL-PEI、PEG-PLA-PEG, PEI-PLA-PEI、PEG-PCL-PEI、 PEG-PLA-PEI等；并且各高分子聚合物末端均含有活性基團羧基、氨基、羥基和巰基中的至少一種。特別該生物可降解高分子聚合物中的聚乳酸-羥基乙酸共聚物中單體乳酸/乙醇酸的比例介于50 50 85 15。該類聚合物在生物體內可降解，且降解產物對人體無毒副作用，可隨人體代謝系統排出體外，另外，該類聚合物末端的活性基團可進一步偶聯腫瘤標志物的靶向分子，靶向作用于腫瘤組織，大大降低藥物的毒副作用。其中功能納米晶至少為釓離子的摻雜稀土氟化物、釓離子的摻雜稀土氧化物、 Fe3O4, Y-Fe2O3和熒光量子點中的一種。其中抗腫瘤藥物為水溶性或疏水性的分子藥物，包括有阿霉素、紫杉醇、順鉬及其衍生物、多西他賽、表柔比星、吉西他濱、異長春花堿、吡柔比星、卡培他濱、羥基喜樹堿等中的一種或幾種。從優選的微乳液法展開來看，根據抗腫瘤藥物的親油性和親水性差異而包含油/ 水體系和水/油/水體系兩類，對應親油性的抗腫瘤藥物選用油/水體系；對應親水性的抗腫瘤藥物選用水/油/水體系，或先將抗腫瘤藥物萃取至油相中，再選用油/水體系。其中制液所用到的液劑為包括有機相、水相和表面活性劑的混合物。該表面活性劑至少為十二烷基硫酸鈉(SDS)、十二烷基磺酸鈉(SBS)、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、膽酸鈉、聚乙烯醇(PVA)、Pluronic F127、Pluronic F68、明膠、 吐溫-80等離子型和非離子型表面活性劑中一種；該有機溶劑為二氯甲烷，氯仿，乙腈及其與乙酸乙酯、丙酮、二甲基甲酰胺(DMF)或四氫呋喃(THF)的混合溶劑中的任意一種或幾種。
以下對本發明的實施例作詳細說明。該些實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述實施例。實施例1 將鹽酸阿霉素溶于水，加少量的三乙胺將阿霉素萃取至二氯甲烷。再將羧基末端的聚乳酸-羥基乙酸共聚物(以下簡稱PLGA，其Mw=10000，LA:GA=75:25)和上轉換發光納米晶NaGdF4:%，Er分別溶解在二氯甲烷中。各取一定量的三種溶液配成Iml 二氯甲烷溶液，使其中溶有8mg的PLGA、4 mg的NaGdF4:%，Er和500 μ g阿霉素，將此二氯甲烷溶液滴加至IOml含1% PVA的水溶液中，在16000rpm下攪拌lOmin，形成穩定的0/W乳液，再在40°C水浴下溫和攪拌他揮發二氯甲烷，固化納米球。將懸浮液中的納米球離心收集并用二次重蒸水洗滌數次，冷凍干燥得功能納米藥物載體。實施例2 將紫杉醇、羧基末端的PLGA (Mw=10000，LA:GA=75:25)和上轉換發光納米晶NaGdF4:%，Er分別溶解在二氯甲烷中。各取一定量的三種溶液配成Iml 二氯甲烷溶液，使其中溶有8mg的PLGAdmg的NaGdF4:%，Er和500 μ g紫杉醇，將此二氯甲烷溶液注入IOml含1% PVA的水溶液中，16000rpm下攪拌lOmin，形成穩定的0/W乳液，再在40°C水浴下溫和攪拌他揮發二氯甲烷，固化納米球。將懸浮液中的納米球離心收集并用二次重蒸水洗滌數次，冷凍干燥得功能納米藥物載體。實施例3 將紫杉醇、羧基末端的PLGA (Mw=IOOOO, LA:GA=75:25)和上轉換發光納米晶NaGdF4:%，Er分別溶解在二氯甲烷中。各取一定量的三種溶液配成Iml 二氯甲烷溶液，使其中溶有8mg的PLGA、4mg的NaGdF4:%，Er和500 μ g紫杉醇。稱取56mg的SDS 溶于IOml去離子水，然后將此Iml 二氯甲烷溶液注入到SDS的水溶液中，16000rpm下攪拌 IOmin,形成穩定的0/W乳液，再溫和攪拌過夜揮發二氯甲烷，固化納米球。將懸浮液中的納米球離心收集并用二次重蒸水洗滌數次，冷凍干燥得功能復合PLGA納米球。上述多個實施例旨在便于理解本發明的技術特征。以使本領域技術人員能清楚掌握本發明技術方案的創新實質，并非僅在功能或產品性能上提出限定的實施方式。故而除上述實施例外，本發明還可以有其它多元實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護范圍。
權利要求
1.一種集雙模式成像和載藥的納米藥物載體，其特征在于所述納米藥物載體為由生物可降解高分子聚合物包裹功能納米晶和抗腫瘤藥物構成的納米粒子，且所述納米藥物載體的尺寸小于500nm、表面光滑且粒徑規則；其中所述功能納米晶為具備發光和磁共振成像功能的納米晶體材料。
2.如權利要求1所述的一種集雙模式成像和載藥的納米藥物載體，其特征在于所述生物可降解高分子聚合物至少為聚乳酸，聚乳酸-羥基乙酸共聚物，聚ε -己內酯，殼聚糖， 海藻酸鹽，聚三亞甲基碳酸酯，明膠，聚氧化乙烯，聚對二氧環己酮，及該些單體聚合物與乙二醇、乙烯胺或β-環糊精酸酐之一的共聚物，同時還包括各聚合物單體之間的二聚體或三聚體；并且各高分子聚合物末端均含有活性基團羧基、氨基、羥基、巰基中的至少一種。
3.如權利要求2所述的一種集雙模式成像和載藥的納米藥物載體，其特征在于所述聚乳酸-羥基乙酸共聚物中單體乳酸/乙醇酸的比例介于50:50 85:15。
4.如權利要求1所述的一種集雙模式成像和載藥的納米藥物載體，其特征在于所述功能納米晶至少為釓離子的摻雜稀土氟化物，釓離子的摻雜稀土氧化物，Fe3O4, γ-Fe52O3和熒光量子點中的一種。
5.如權利要求1所述的一種集雙模式成像和載藥的納米藥物載體，其特征在于，所述抗腫瘤藥物為水溶性或疏水性的分子藥物，包括有阿霉素，紫杉醇，順鉬及其衍生物，多西他賽，表柔比星，吉西他濱，異長春花堿，吡柔比星，卡培他濱，羥基喜樹堿中的一種或幾種。
6.一種集雙模式成像和載藥的納米藥物載體的制法，其特征在于采用至少包括沉淀法，膠束法和微乳液法中的一種方法進行制備，其中所述微乳液法為將功能納米晶、抗腫瘤藥物和生物可降解高分子聚合物分別制液，經混合、攪拌形成乳液，再經攪拌固化納米球、 離心分離納米球、清洗、冷凍干燥制成雙模一體化的納米藥物載體。
7.如權利要求6所述的一種集雙模式成像和載藥的納米藥物載體制法，其特征在于 所述微乳液法根據抗腫瘤藥物的親油性和親水性差異而包含油/水體系和水/油/水體系兩類，對應親油性的抗腫瘤藥物選用油/水體系；對應親水性的抗腫瘤藥物選用水/油/水體系，或先將抗腫瘤藥物萃取至油相中，再選用油/水體系。
8.如權利要求6所述的一種集雙模式成像和載藥的納米藥物載體制法，其特征在于 所述制液中所用到的液劑為包括有機相、水相和表面活性劑的混合物。
9.如權利要求8所述的一種集雙模式成像和載藥的納米藥物載體制法，其特征在于， 所述表面活性劑至少為十二烷基硫酸鈉，十二烷基磺酸鈉，十二烷基苯磺酸鈉，十六烷基三甲基溴化銨，膽酸鈉，聚乙烯醇，Pluronic F127，Pluronic F68，明膠，吐溫-80離子型和非離子型表面活性劑中一種。
10.如權利要求8所述的一種集雙模式成像和載藥的納米藥物載體制法，其特征在于， 所述有機溶劑為二氯甲烷，氯仿，乙腈及其與乙酸乙酯、丙酮、二甲基甲酰胺或四氫呋喃的混合溶劑中的任意一種或幾種。
全文摘要
本發明涉及一種集雙模式成像和載藥的納米藥物載體及其制備方法，該納米藥物載體的特征體現為由生物可降解高分子聚合物包裹功能納米晶和抗腫瘤藥物構成的納米粒子，且該納米藥物載體的尺寸小于500nm、表面光滑且粒徑規則。其制法為采用至少包括沉淀法，膠束法和微乳液法中的一種方法進行制備，其中微乳液法為將功能納米晶、抗腫瘤藥物和生物可降解高分子聚合物分別制液，經混合、攪拌形成微乳液，再經攪拌固化納米球、離心分離納米球、清洗、冷凍干燥制成集雙模式成像和載藥的納米藥物載體。實施本發明技術方案，能使納米藥物載體實現腫瘤熒光診斷和磁共振成像的雙重功能，同時實現藥物的緩釋和靶向供藥，大大降低了大劑量多次給藥帶來的毒副作用及對正常組織的損害。
文檔編號A61P35/00GK102552946SQ20121005080
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月1日 優先權日2012年3月1日
發明者朱毅敏, 楊輝, 王新 申請人:中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所