本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)，具體地說，涉及一種用于硼中子俘獲治療的鐵硼納米膠束及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、硼中子俘獲治療（boronneutroncapturetherapy，bnct）是腫瘤放射治療中的一種新興技術(shù)，其原理是含有10b的生物組織在進(jìn)行中子照射后，其中的天然非放射性10b在熱中子的作用下產(chǎn)生阿爾法粒子和li粒子，帶電粒子發(fā)生高線態(tài)能量轉(zhuǎn)移時(shí)會(huì)產(chǎn)生約一個(gè)5-9微米的輻射區(qū)域，從而對(duì)細(xì)胞進(jìn)行殺傷。bnct作為典型的二元治療體系，要實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的殺傷要求腫瘤處富集的10b濃度不能低于20ppm。在1950年以及1960年早期的bnct臨床實(shí)驗(yàn)采用硼酸及一些硼酸衍生物作為硼遞送劑，但是這些簡單的化合物對(duì)于腫瘤細(xì)胞不具有選擇性，對(duì)于生物體總體毒性大的同時(shí)在腫瘤處保留率較低。這些缺陷限制了硼酸及其衍生作為硼遞送劑在bnct方面的進(jìn)一步發(fā)展。因此，提高?bnct?抗腫瘤療效的核心挑戰(zhàn)是在腫瘤細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)硼藥選擇性高富集（腫瘤處10b的濃度超過20?ppm）。同時(shí)，為了降低對(duì)周邊正常組織的毒副作用，要求在正常臟器和組織中硼藥蓄積較少：腫瘤和正常組織的硼濃度比值（t/n）>3，腫瘤和血液中硼濃度比值（t/b）>3。目前被批準(zhǔn)用于bnct臨床治療的硼藥僅有兩種分別為(l)-4-二羥基硼基苯丙氨酸(boronophenylalanine，bpa)和巰基十一氫十二烷基鈉(sodium?mercaptound-ecahydrocloso-dodecaborate,?na2b12h11sh,?bsh)。

2、化學(xué)動(dòng)力學(xué)療法（chemodynamic?therapy,?cdt）是一種通過腫瘤細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的芬頓反應(yīng)，產(chǎn)生的高氧化活性，高毒性的羥基自由基用于腫瘤治療的新策略。與其他自由基氧化治療方式相比，cdt不需要考慮光波的組織穿透深度的限制，且這種內(nèi)源性啟動(dòng)的治療方式具有更強(qiáng)的腫瘤特異性，能夠避免對(duì)正常組織的損傷。

3、相較于單一治療，聯(lián)合治療是未來腫瘤治療的發(fā)展趨勢(shì)。目前也有研究將bnct與其他腫瘤治療方式進(jìn)行聯(lián)合并且取得了相較于單一bnct更優(yōu)異的治療效果。2021年北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系劉志博課題組提出一種dox@bnnss納米藥物遞送體系用于腫瘤治療。利用納米材料中阿霉素（dox）的細(xì)胞核靶向性，成功將納米藥物遞送至細(xì)胞核中實(shí)現(xiàn)化療和bnct兩種手段的聯(lián)合治療，獲得更好的治療效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種用于硼中子俘獲治療的鐵硼納米膠束及其制備方法與應(yīng)用。

2、為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，第一方面，本發(fā)明提供一種用于硼中子俘獲治療的鐵硼納米膠束，其為表面修飾有穿透肽的鐵硼磁性納米顆粒。

3、本發(fā)明中，所述穿透肽可選自irgd、tat、nfl-tbs.40-63或mg2b等，優(yōu)選irgd（其氨基酸序列為crgdkgpdc）。

4、所述用于硼中子俘獲治療的鐵硼納米膠束的粒徑大小為220nm±10nm。

5、第二方面，本發(fā)明提供一種用于硼中子俘獲治療的鐵硼納米膠束的制備方法，通過氧化還原法制備得到鐵硼磁性納米顆粒，然后在納米顆粒表面修飾上穿透肽。

6、具體地，所述方法包括以下步驟：

7、步驟一：將四水氯化亞鐵2~20mmol溶解于4~40ml雙蒸水中，并通過800nm濾膜過濾，之后在其中加入4~40ml?peg溶液，在氬氣氣氛下通氣攪拌25~40min制得溶液a；

8、所述peg溶液的濃度為10mg/ml，其中peg的分子量為200~6000，優(yōu)選200、4000、6000，更優(yōu)選4000；

9、步驟二：將硼氫化鈉8~80mmol溶于16~160ml的0.1?m氫氧化鈉溶液中，在通氣瓶中通氣攪拌25~40min制得溶液b；

10、步驟三：在通氣條件下，將溶液a緩慢加入溶液b中，攪拌至無氣泡生成黑色沉淀，收集沉淀用水清洗后將沉淀轉(zhuǎn)移至dmf或丙酮或dmso中，超聲1~4h后，所得材料轉(zhuǎn)移至水相凍干，得到鐵硼磁性納米顆粒，記為fe2b@peg；

11、步驟四：將10mg?fe2b@peg、25~50mg?dspe-peg-och3(分子量為2k~5k，優(yōu)選2k或5k，更優(yōu)選2k)和5~10mg?dspe-peg-irgd?(分子量為2k~5k，優(yōu)選2k或5k，更優(yōu)選2k)溶于2~4ml有機(jī)溶劑中超聲5min，之后在超聲的條件下加入雙蒸水10~20ml，超聲30~120min，然后4000~14500rpm（優(yōu)選14500rpm）離心30min收集沉淀，用二次水清洗后，凍干，即得用于硼中子俘獲治療的鐵硼納米膠束，記為fe2b@peg-irgd。

12、所述有機(jī)溶劑可選自dmf、甲醇或dmf與二氯甲烷按體積比1:1的混合液，優(yōu)選dmf。

13、進(jìn)一步地，步驟三~四中，超聲條件為：超聲功率60?kw，開啟?5s，關(guān)閉5s。

14、第三方面，本發(fā)明提供所述鐵硼納米膠束或按照所述方法制備得到鐵硼納米膠束在制備硼中子俘獲治療用含硼藥物中的應(yīng)用。

15、第四方面，本發(fā)明提供所述鐵硼納米膠束或按照所述方法制備得到鐵硼納米膠束在制備抗腫瘤藥物中的應(yīng)用。

16、借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

17、（一）本發(fā)明提供一種具有磁性的鐵硼納米膠束的制備方法，通過氧化還原法得到鐵硼納米膠束。通過在納米膠束表面修飾上穿透肽從而實(shí)現(xiàn)納米膠束在腫瘤處的靶向富集。本發(fā)明提供的制備方法工序簡便，實(shí)用性，得到的鐵硼納米膠束水溶性良好，生物相容性良好，水合粒徑為220nm±10nm。

18、（二）相較于普通腫瘤細(xì)胞靶向硼藥，該材料通過穿透肽將納米膠束進(jìn)一步遞送至實(shí)體瘤深處并且進(jìn)行富集。除此之外該納米膠束具有磁性能夠進(jìn)一步通過磁靶向富集在腫瘤處，實(shí)現(xiàn)腫瘤處的硼藥富集。

19、（三）在腫瘤處大量富集鐵硼納米膠束，除了在腫瘤處實(shí)現(xiàn)大量的10b元素富集從而進(jìn)行bnct治療之外，還通過在腫瘤處富集大量鐵離子從而催化加速腫瘤細(xì)胞中的類芬頓反應(yīng)，在腫瘤細(xì)胞中產(chǎn)生大量活性氧，實(shí)現(xiàn)化學(xué)動(dòng)力學(xué)治療，通過bnct和化學(xué)動(dòng)力學(xué)聯(lián)合治療實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷。

技術(shù)特征：

1.一種用于硼中子俘獲治療的鐵硼納米膠束，其特征在于，其為表面修飾有穿透肽的鐵硼磁性納米顆粒；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵硼納米膠束，其特征在于，粒徑大小為220nm±10nm。

3.用于硼中子俘獲治療的鐵硼納米膠束的制備方法，其特征在于，通過氧化還原法制備得到鐵硼磁性納米顆粒，然后在納米顆粒表面修飾上穿透肽；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟三~四中，超聲條件為：超聲功率60kw，開啟?5s，關(guān)閉5s。

6.權(quán)利要求1或2所述鐵硼納米膠束或按照權(quán)利要求3-5任一項(xiàng)所述方法制備得到鐵硼納米膠束在制備硼中子俘獲治療用含硼藥物中的應(yīng)用。

7.權(quán)利要求1或2所述鐵硼納米膠束或按照權(quán)利要求3-5任一項(xiàng)所述方法制備得到鐵硼納米膠束在制備抗腫瘤藥物中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種用于硼中子俘獲治療的鐵硼納米膠束及其制備方法與應(yīng)用。通過氧化還原法得到鐵硼納米膠束。通過在納米膠束表面修飾上穿透肽從而實(shí)現(xiàn)納米膠束在腫瘤處的靶向富集。本發(fā)明提供的制備方法工序簡便，實(shí)用性，得到的鐵硼納米膠束水溶性良好，生物相容性良好。相較于普通腫瘤細(xì)胞靶向硼藥，該材料通過穿透肽將納米膠束進(jìn)一步遞送至實(shí)體瘤深處并進(jìn)行富集。此外，該納米膠束具有磁性能夠進(jìn)一步通過磁靶向富集在腫瘤處，實(shí)現(xiàn)腫瘤處的硼藥富集，通過BNCT和化學(xué)動(dòng)力學(xué)聯(lián)合治療實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷。

技術(shù)研發(fā)人員：陳奎,張佳宇,陳俊,唐嘉若
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院高能物理研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10