一種殼聚糖基高載藥納米粒子及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于生物醫用材料及藥物控制釋放領域，具體涉及一種殼聚糖基高載藥納米粒子及其制備方法與應用。
【背景技術】
[0002]據2006年國家衛生部統計，癌癥已超越心血管疾病排在疾病死因的第一位。我國每年死于腫瘤的人數超過160萬，治療費用高達1500億元，并且每年的腫瘤死亡率呈上升趨勢，其中乳腺癌發病率位居女性惡性腫瘤的第一位，癌癥治療由此成為當前國際上最受關注的研究領域。藥物治療是目前主要的治療癌癥手段，但存在的最大問題是抗癌藥物不能在腫瘤組織局部停留而分布在身體各個組織器官，從而導致抗癌藥物在殺死癌細胞的同時嚴重損傷其他正常組織。最新研究發現采用納米粒子負載抗癌藥物靶向治療惡性腫瘤可以提高給藥效率，抑制癌細胞生長，顯示出良好的應用前景，但以下幾個關鍵問題仍未較好解決:1.在血液中穩定性差(易解體)；2.主動靶向性差;3.響應性不足;4.載藥量不高，致使到達癌細胞內的藥物濃度較低，抗癌效果不夠理想。因此如何設計高載藥能力的納米粒子載體，提高納米粒子在血液循環中的穩定性并主動革G向癌細胞，借助納米粒子在癌細胞內的各種響應性來控制藥物向細胞質釋放，是癌癥治療的關鍵。
[0003]載藥納米粒子從靜脈注射到在癌細胞內釋放藥物的過程非常復雜，需要經過血液循環靠近癌細胞、被癌細胞吞噬內化、從內涵體/溶酶體中逃逸向細胞質釋放藥物等幾個階段，期間納米粒子會與體內環境發生復雜的相互作用，導致最終釋放到癌細胞質中的藥物濃度較低。
[0004]在納米粒子的運送過程中，由于各種原因導致最終釋放到細胞質的藥物濃度較低而影響治療效果，因此提高納米粒子的載藥量十分重要。聚合物納米粒子的載藥方法包括化學法和物理法。化學法是將小分子藥物鍵合到聚合物鏈中變成大分子藥物，然后通過控制化學鍵的斷裂來釋放藥物，而物理法則是在制備聚合物納米粒子過程中將藥物包裹其中，然后通過納米粒子的降解或者體積收縮等來控制藥物釋放。目前的納米粒子常用單一的化學法或者物理法載藥，其載藥量往往不高(最大載藥量?10%)，如果在載藥納米粒子設計時能同時結合化學法和物理法，首先將疏水藥物鍵合到親水基材上構建雙親分子(化學載藥)，然后將雙親分子與藥物混和，在雙親分子自組裝形成納米膠束過程中，根據相似相容的原理，利用鍵合藥物與游離藥物的分子間作用包裹藥物(物理載藥)，則可望有效提高納米粒子的最大載藥量。
[0005]因此，針對乳腺癌治療，研究開發高載藥量的載藥納米粒子并使其在癌細胞內部快速釋放藥物，對提高抗乳腺癌治療效果，恢復病患者的身體健康，具有重要的科學意義和良好的應用前景與經濟社會效益。
【發明內容】
[0006]為了克服現有技術不足和缺點，本發明的首要目的在于提供一種殼聚糖基高載藥納米粒子的制備方法，該制備方法重復性好，操作性強。
[0007]本發明的另一目的在于提供上述制備方法制備得到的殼聚糖基高載藥納米粒子，該納米粒子為高載藥的殼聚糖(Cs)納米膠束，具有載藥量高、癌細胞內部快速釋放藥物等特點。
[0008]本發明的再一目的在于提供上述殼聚糖基高載藥納米粒子的應用。
[0009]本發明通過以下技術方案實現:
[0010]—種殼聚糖基高載藥納米粒子的制備方法，包含以下步驟:
[0011 ] (I)將含有反應活性羥基的疏水性抗癌藥物、丁二酸酐溶解于有機溶劑中，加入三乙胺進行酯化反應，反應結束后去除未反應的化合物并干燥，得到丁二酸酐改性藥物；由于丁二酸酐化藥物分子的酯鍵在腫瘤細胞內的酸性環境中會水解，恢復原來的藥物分子結構，因此不會影響這部分藥物的活性；
[0012](2)將步驟(I)中制得的丁二酸酐改性藥物溶于有機溶劑中，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC.HCl)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)對丁二酸酐化藥物分子上的羧基進行活化反應;然后加入含有殼聚糖(Cs)的MES(2-(N-嗎啡啉)乙磺酸)緩沖液，使藥物分子的活化羧基與Cs的氨基進行酰胺化反應，反應結束后透析、干燥，得到雙親性的殼聚糖基藥物衍生物;該衍生物中的疏水基團是化學鍵合的藥物分子，與游離藥物相互作用有利于物理包覆更多藥物；
[0013](3)將步驟(2)中得到的殼聚糖基藥物衍生物溶于鹽酸/有機溶劑混合溶劑中，然后在超聲條件下緩慢滴加含有反應活性羥基的疏水性抗癌藥物的有機溶劑，形成納米膠束，滴加結束后攪拌使載藥完全，然后透析除去未負載的藥物，干燥，得到殼聚糖基高載藥納米粒子；
[0014]步驟(I)和(3)中所述的含有反應活性羥基的疏水性抗癌藥物優選為四氫吲唑酮(SNX2112)、紫杉醇和阿霉素中的至少一種；
[0015]步驟(I)中所述的疏水性抗癌藥物在有機溶劑中的濃度優選為5?15mg/mL，丁二酸酐在有機溶劑中的濃度優選為2?4 m g / m L，三乙胺與有機溶劑的體積比優選為0.0I?0.05；
[0016]步驟(I)中所述的酯化反應的時間優化為24?72h;所述的酯化反應優選在攪拌條件下進行；
[0017]步驟(I)中所述的去除未反應的化合物的具體操作優選為:反應結束后將溶液減壓蒸餾除去有機溶劑和三乙胺，然后用丙酮清洗除去殘留未反應的藥物，再用水清洗除出殘留未反應的丁二酸酐；
[0018]步驟(2)中所述的丁二酸酐改性藥物在有機溶劑中的濃度優選為I?5mg/mL;
[0019]步驟(2)中所述的EDC.HCl和NHS摩爾比優選為(1:1)?(10:1);
[0020]步驟(2)中所述的活化反應的時間優選為0.5?24h;
[0021]步驟(2)中所述的丁二酸酐改性藥物與殼聚糖的質量比優選為0.2?I;
[0022 ]步驟(2)中所述的含有殼聚糖的MES緩沖液中殼聚糖的濃度優選為I?5mg/mL;
[0023]所述的含有殼聚糖的MES緩沖液優選通過如下制備方法制備得到:將殼聚糖溶解于醋酸溶液中，得到殼聚糖/醋酸溶液，然后將其加入MES緩沖液中；所述的醋酸溶液的質量百分數優選為0.5?2%;其中，醋酸的作用是使殼聚糖溶解；
[0024]步驟(2)中所述的酰胺化反應的時間優選為4?48h;
[0025]步驟(3)中所述的殼聚糖基藥物衍生物在混合溶劑中的濃度優選為I?5mg/mL;
[0026]步驟(3)中所述的混合溶劑優選為鹽酸溶液和有機溶劑的體積比(2:8)?(5:5);鹽酸溶液的摩爾濃度為0.1?0.3mol/L;
[0027 ]步驟(3)中所述的含有反應活性輕基的疏水性抗癌藥物的濃度優選為I?5mg/mL ；
[0028]步驟(3)中所述的攪拌的時間優選為48h;
[0029]步驟(3)中所述的殼聚糖基高載藥納米粒子的載藥量為5%?20%;粒徑大小為100?400nm;
[0030]步驟(I) (2)和(3)中所述的有機溶劑優選為DMSO ；
[0031 ]步驟(I)、( 2)和(3)中所述的干燥優選為冷凍干燥；
[0032]—種殼聚糖基高載藥納米粒子，通過上述制備方法制備得到；
[0033]所述的殼聚糖基高載藥納米粒子在生物醫用材料領域中的應用；
[0034]本發明的原理在于:由于目前抗癌載藥納米粒子存在載藥量不高和響應性不足的缺點，致使到達癌細胞內的藥物濃度較低，抗癌效果不夠理想。本發明的出發點是構建一種殼聚糖基高載藥納米粒子:首先將疏水藥物鍵合到親水基材上構建雙親分子(化學載藥)，然后將雙親分子與藥物混和，在雙親分子自組裝形成納米膠束過程中，根據相似相容的原理，利用鍵合藥物與游離藥物的分子間作用包裹藥物(物理載藥)，即結合化學法和物理法，通過藥物自組裝等方式獲得高負載藥物的殼聚糖基納米膠束(圖5)，可將納米粒子的最大載藥量提高至20%。由于殼聚糖可溶解于酸性溶液中，因此，該納米粒子可在癌細胞的內部酸性環境刺激條件下快速釋放藥物，達到有效殺死癌細胞的目的。
[0035]本發明與現有技術相比，具有以下優點:
[0036](I)本發明制備的載藥納米粒子具有載藥量高、癌細胞內部快速釋放藥物等特性，可有效殺死癌細胞，對癌癥治療有重要意義。
[0037](2)本發明制備方法簡單成本低，易于工業化生產。
【附圖說明】
[0038]圖1是實施例1所得的殼聚糖基藥物衍生物的核磁共振氫譜圖。
[0039]圖2是實施例1所得的Cs-SNX2112高載藥納米膠束的粒徑大小和分布圖。
[0040]圖3是實施例1所得的Cs-SNX2112高載藥納米膠束的透射電鏡圖。
[0041 ]圖4是實施例1所得的Cs-SNX2112高載藥納米膠束的臨界膠束濃度分析圖。
[0042]圖5是本發明殼聚糖基高載藥納米粒子的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0043]下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
[0044]實施例1
[0045](I)將150mg SNX2112和40mg丁二酸酐溶于1mL DMSO中；