用于腫瘤診療一體化的復合納米藥物及其制備方法技術

本發明專利技術公開一種用于腫瘤診療一體化的復合納米藥物及其制備方法，本發明專利技術通過納米載體負載化療藥物、光動力藥物和能逆轉腫瘤細胞多藥耐藥MDR?1基因的shRNA質粒，所述納米載體以表面排列有貴金屬納米粒的磁性納米球為內核，表面修飾氨基的介孔二氧化硅為外殼，通過層層自組裝技術在核殼結構表面形成具有pH響應的聚電解質薄膜層結構。本發明專利技術復合納米藥物集靶向給藥、多模成像、化學治療、光動力治療、基因治療于一體，可同時應用于腫瘤早期診斷、影像介導和實時監控的治療，克服了現有技術腫瘤診斷與治療分離的缺陷；此外，本發明專利技術復合納米藥物制備工藝簡單、可操作性強、適于工業生產。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于腫瘤診斷治療一體化的多功能復合納米藥物、制備方法。
技術介紹
腫瘤是目前威脅人類健康的重大疾病之一，尤其是惡性腫瘤。惡性腫瘤正在成為威脅人類生命的頭號殺手，每年腫瘤在全世界范圍的患病率正逐步提高，而且，腫瘤的死亡率也在不斷上升。腫瘤的有效治療要求盡早、準確發現，從而實現及時治療，改善治療效果，然而，目前腫瘤的診斷和治療一直是科學界的一個難題。在腫瘤的早期診斷中,用不同模式的成像技術來獲取腫瘤的結構、代謝和生化信息是至關重要的。在臨床上普遍使用的腫瘤診斷技術有X-射線斷層掃描成像(CT)、正電子發射斷層顯像(PET)、核磁共振成像(MRI)以及熒光成像(FOI)，尤其是MRI和熒光成像因其獨特的非侵入無損傷優點頗受青睞。核磁成像是臨床常用的成像模式，它可以提供高質量的生物體結構信息。其中，超順磁納米粒子可以有效地減少氫質子的橫向弛豫時間(T2)，增強T2序列的核磁成像對比度。因此，超順磁納米粒子在核磁成像中的應用已經引起了人們的極大關注和廣泛研究，特別是在腫瘤診斷中的應用。然而，在實際病例中，單一的成像模式不能完全提供腫瘤的形態和功能信息，所以發展多模成像技術可以充分發揮各個成像模式的長處，這樣可以大大提高腫瘤診斷的精度。通常，在成像中需要注射對比劑來增強信號，如果順次利用不同的成像模式進行檢測可能需要對患者注入不用的對比劑，這樣不僅耗時，而且增加患者的痛苦和毒副作用。所以發展一種可以同時應用于多種成像技術的探針可以解決以上的問題，并且多模探針聚集的位置可以作為各個成像模式圖像的參考點，這樣對不同模式圖像的融合會有較大的幫助。目前臨床上治療惡性腫瘤的方法主要有手術切除、化學治療和放射治療等。雖然手術切除是首選方法，但由于早期腫瘤發病部位比較隱匿，且癌細胞具有高轉移的特點，許多癌癥患者在開始治療時就發現癌細胞已發生轉移現象，導致原發病灶部位無法被有效識別并完全切除。在不能采取手術治療的情況下，根據組織類型考慮采用放療或者化學藥物治療。組織類型不同，首選的方法也不同，如肺的鱗狀上皮癌對放射線敏感，而肺腺癌則對化學治療比較敏感。而一些特殊部位的腫瘤，即便沒有遠處轉移，但手術可能會造成嚴重的并發癥，如 腦干，肺門，肝臟門脈區，一旦出現手術閃失，容易造成患者死亡。這種情況下，放療或化療為首選的治療手段。放射治療是通過高能粒子或光波破壞細胞遺傳物質將腫瘤細胞直接消滅。但在實施過程中，對周圍正常組織細胞也會受到射線損傷，正常組織細胞受到射線損傷容易突變，增加形成新腫瘤的風險。化學治療作為一種全身性治療手段，利用化學藥物來抑制腫瘤的增殖、轉移和浸潤，可以有效地殺傷腫瘤。化學治療對原發灶、轉移灶和亞臨床轉移灶均有治療作用，然而化學治療多是針對生長旺盛的組織進行非選擇性殺傷，同時人體的造血系統和免疫系統對化學藥物也極為敏感，因此化學治療對造血系統和免疫系統也具有嚴重損傷；此外，化療藥物還有在腫瘤組織處分布較低的問題，并且腫瘤細胞對化療藥物產生耐受性從而導致細胞耐藥，進而提高了腫瘤治療的難度。腫瘤的多藥耐藥性(MDR)是指腫瘤細胞接觸一種抗腫瘤藥物并產生耐藥后，同時對結構和作用機理不同的抗腫瘤藥物具有交叉耐藥性。MDR是腫瘤細胞耐藥的常見方式，也是腫瘤化療失敗的主要原因。因此，MDR是當前使用化學藥物治療腫瘤亟待解決的問題。目前研究腫瘤耐藥機制主要是從MDR基因表達的產物入手，而RNA干擾技術可特異性和選擇性地沉默靶基因表達。對于克服腫瘤的多藥耐藥性，通過抑制MDR基因的表達避免生物體細胞對化學藥物治療的耐受性。RNA干擾技術的機制是外源性雙鏈RNA，如siRNA進入細胞后，在胞質中的RNA解旋酶的作用下解鏈成正義鏈和反義鏈，隨后反義鏈再與細胞內的一些核酸內切酶或解旋酶等結合形成RNA誘導的沉默復合物(RISC)。RISC與目標基因的mRNA同源區特異性結合，在結合部位酶解切割mRNA，從而使mRNA降解導致相應的基因表達沉默。siRNA是約22個堿基對長度的雙鏈核糖核酸序列，呈負電性，易溶于水，具有高效的基因沉默效應。目前，傳統的化學治療和基因沉默結合治療腫瘤已獲得極大的關注，并取得較好的治療效果。然而，siRNA這種負電性的生物分子遞送到腫瘤細胞內相對很困難，因此，通過設計、改造、研發出一種新型多功能藥物載體，能夠有效實現RNA沉默功能是siRNA靶向基因沉默研究當中的最大挑戰。現階段臨床腫瘤診斷與治療分離，由于其固有的局限性并不能及時對腫瘤做出準確判斷與有效處理，往往會延誤腫瘤患者最佳的治療時間，因此有必要研發集多種功能為一體的診療藥物，將診斷和治療兩者有機同步地結合起來，以實現診斷的同時進行治療的目的。在腫瘤的診斷與治療領域中，特別引起人們廣泛興趣的就是納米材料與納米技術，納米材料應用于藥物輸送和成像的優勢體現于其多功能性，許多納米材料自身具有提升成像能力的特性，納米技術的應用也可以同時實現治療和監測藥物在體內的作用位點及治療效果。因此，設計和構建診療一體化復合納米藥物同時實現腫瘤早期診斷、影像介導和實時監控的治療是當今 醫學技術研究中的熱點與難點。
技術實現思路
鑒于上文所述，本專利技術公開了一種用于腫瘤診療一體化的復合納米藥物、制備方法，這兩個方面的技術方案具體如下文所述：本專利技術公開的第一方面是提供一種用于腫瘤診療一體化的復合納米藥物，所述復合納米藥物是通過納米載體以物理吸附或化學鍵合的方式結合化療藥物、光動力藥物和能逆轉腫瘤細胞多藥耐藥MDR-1基因的shRNA質粒；所述復合藥物的納米載體以表面排列有貴金屬納米粒的磁性納米球為內核，以表面修飾氨基的介孔二氧化硅為外殼，通過層層自組裝技術(Layer-by-Layer，LbL)在所述核殼結構表面依次形成帶負電荷的聚電解質與帶正電荷聚電解質層交替的薄膜層；所述聚電解質層為具有pH響應的聚合物。本專利技術中用于腫瘤診療一體化的復合納米藥物，其所述復合藥物的納米載體中磁性納米球的材料為Ni、Co、Fe、Fe3O4、γ-Fe2O3和MeFe2O4中任一種，點狀排列在磁性納米球表面的貴金屬納米粒的材料為Au或Ag；優選地，所述復合藥物的納米載體內核為表面修飾有Au納米粒的Fe3O4納米球的結構。本專利技術中用于腫瘤診療一體化的復合納米藥物，其所述化療藥物根據常用分類分為烷化劑、抗代謝藥、抗癌抗生素、植物類、激素類和雜類等，下文所述藥物為常用化療藥物，但并不代表本專利技術中化療藥物局限于下文所述藥物，在實際病例中根據腫瘤的類型和患者情況選擇。例如烷化劑；環磷酰(Cyclophosphamide)，塞替派(Thiotepa)，司莫司汀(Semustine)，鹽酸氮芥(Chlormethine Hydrochloride)，白消安(馬利蘭，Busulfan)，苯丁酸氮芥(Chlorambucil)，氮甲(Formylmerphalan)，卡莫司汀(Carmustine)，六甲蜜胺(Altretamine)，洛莫司汀(Lomustine)，苯丙氨酸氮芥(DL-Phenylalanine Mustard)，硝卡芥(Nitrocaphane)，異環磷酰胺(Ifosfamide)，二溴甘露醇(Mitobronitol)；抗代謝藥；阿糖胞苷(Cytarabine)，氟尿嘧啶(本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于腫瘤診療一體化的復合納米藥物，其特征在于，所述復合納米藥物是通過納米載體以物理吸附或化學鍵合的方式結合化療藥物、光動力藥物和能逆轉腫瘤細胞多藥耐藥MDR?1基因的shRNA質粒；所述納米載體以表面排列有貴金屬納米粒的磁性納米球為內核，以表面修飾氨基的介孔二氧化硅為外殼，通過層層自組裝技術在所述核殼結構表面依次形成帶負電荷的聚電解質與帶正電荷聚電解質交替的薄膜層結構；所述帶負電荷的聚電解質和所述帶正電荷的聚電解質為具有pH響應的聚合物。

【技術特征摘要】
1.用于腫瘤診療一體化的復合納米藥物，其特征在于，所述復合納米藥物是通過納米載體以物理吸附或化學鍵合的方式結合化療藥物、光動力藥物和能逆轉腫瘤細胞多藥耐藥MDR-1基因的shRNA質粒；所述納米載體以表面排列有貴金屬納米粒的磁性納米球為內核，以表面修飾氨基的介孔二氧化硅為外殼，通過層層自組裝技術在所述核殼結構表面依次形成帶負電荷的聚電解質與帶正電荷聚電解質交替的薄膜層結構；所述帶負電荷的聚電解質和所述帶正電荷的聚電解質為具有pH響應的聚合物。2.根據權利要求1所述的用于腫瘤診療一體化的復合納米藥物，其特征在于，所述納米載體中磁性納米球的材料為Ni、Co、Fe、Fe3O4、γ-Fe2O3和MeFe2O4中任一種。3.根據權利要求1所述的用于腫瘤診療一體化的復合納米藥物，其特征在于，所述納米載體中貴金屬納米粒的材料為Au或Ag。4.根據權利要求1所述的用于腫瘤診療一體化的復合納米藥物，其特征在于，所述帶負電荷的聚電解質為海藻酸鈉、聚丙烯酸或聚乙二醇。5.根據權利要求1所述的用于腫瘤診療一體化的復合納米藥物，其特征在于，所述帶正電荷的聚電解質為殼聚糖、聚乙烯胺或聚乙烯亞胺。6.根據權利要求1所述的用于腫瘤診療一體化的復合納米藥物，其特征在于，所述納米載體的濃度為0.1～10mg/ml，所述化療藥物的濃度為0.1～10mg/ml，所述光動力藥物的濃度為0.1～10mg/ml，所述質粒的濃度為10～500ug/ml。7.用于腫瘤診療一體化的復合納米藥物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟A：將預先制備的納米載體分散在水中，制備濃度為0.1～10mg/ml納米載體水溶液，所述納米載體以表面排列有貴金屬納米粒子的磁性納米球為內核，以表面修飾氨基的介孔二氧化硅為外殼，通過層層自組裝技術在所述核殼結構表面依次形成帶負電荷的聚電解質與帶正電荷聚電解質交替的薄膜層，直至得到目標層數；所述聚電解質層為具有pH響應的聚合物；步驟B：在步驟A得到的納米載體水溶液中加入化療藥物和光動力藥物形成混合溶液，混合溶液中溶質的質量關系為化療藥物∶光動力藥物∶納米載體＝1∶1∶1～5，將所述混合溶液置于搖床加載1～72小時后放入壓強為103Pa～105Pa的真空箱中存放1～24小時，通過離心去除未加載在納米載體上的藥物，收集沉淀物待用；步驟C：在步驟B所得沉淀物中加入能逆轉腫瘤細胞多藥耐藥...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉貽堯，陳銀，楊紅，吳春惠，曾紅娟，
申請(專利權)人：電子科技大學，
類型：發明
國別省市：四川;51