一種具有光控釋放功能磁靶向藥物載體的制備及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有光控釋放功能磁靶向藥物載體的制備及應(yīng)用，具體涉及以四氧化三鐵為基礎(chǔ)的具有光控釋放功能的溫敏卵殼結(jié)構(gòu)載體的制備及應(yīng)用，屬于診療劑領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]腫瘤是危害人類生命和健康的一大疾病，由于其復(fù)雜性，現(xiàn)有的手術(shù)，化療等方法難以達到很好的治療效果，尋求高效、低毒、靶向可控的治療手段是亟待解決的問題。
[0003]磁性納米粒以其獨特的磁響應(yīng)性、生物相容性高等特點被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域。磁靶向給藥系統(tǒng)可以使藥物在腫瘤部位有效富集，大幅度降低藥物的全身毒性。同時磁性納米具有良好的超順磁性，其作為磁共振顯影劑可以用于疾病的診斷。最近研究發(fā)現(xiàn)，磁性納米粒做為新型的光熱敏劑有著很好的效果。由于近紅外光無毒性，對組織穿透性好，所以近紅外光作為理想的激發(fā)光源在光熱轉(zhuǎn)化中具有廣闊的應(yīng)用前景。光熱敏劑可以將特定光能轉(zhuǎn)化成熱能，已有研究顯示，F(xiàn)e3O4納米粒作為新型熱敏劑，有著顯著的效果(參見:Chen H， Burnett Jj Zhang F， et al.Highly crystallized iron oxide nanoparticlesas effective and b1degradable mediators for photothermal cancer therapy [J].Journal of Materials Chemistry B，2013，7: 757-765.； Chu M，Shao Y，Peng J.Near-1nfrared laser light mediated cancer therapy by photothermal effect ofFe3O4 magnetic nanoparticles[J].B1materials, 2013，34: 4078-4088.)。
[0004]N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAM)是一種溫敏型聚合物材料，在最低臨界溶解溫度LCST上下做出可逆的溶脹-收縮體積轉(zhuǎn)變因而能夠?qū)崿F(xiàn)藥物的可控釋放。人體溫度通常維持在37 °C，而單純的N-異丙基丙烯酰胺的LCST約為32 °C，因此誘導(dǎo)溫敏性載體的LCST升高具有重要意義。通過N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)對PNIPAM改性，使其LCST升高至41°C左右。將Fe3O4納米粒與溫敏凝膠結(jié)合,進一步將載體制備成卵殼結(jié)構(gòu),裝載抗癌藥物阿霉素，有效的增加藥物的裝載量。所制備的載體在近紅外光照射下，F(xiàn)e3O4納米粒將光能轉(zhuǎn)化成熱能，溫度超過LCST時，溫敏凝膠急劇皺縮，達到釋放藥物的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是在于提供一種具有光控釋放功能溫敏卵殼載體，即具有光控釋放功能磁靶向藥物載體的制備方法。
[0006]本發(fā)明的另一個目的是在于提供一種上述載體的應(yīng)用。
[0007]本發(fā)明所述的應(yīng)用是該載體用于裝載抗癌藥物阿霉素。
[0008]更進一步，所述的應(yīng)用是該載體具有磁性，在外加磁場作用下，具有靶向性。
[0009]更進一步，所述的應(yīng)用是在近紅外光808 nm激光照射下，該載體將近紅外光能轉(zhuǎn)化成熱能，溫度升至約41 °C引起溫敏材料相變，促使藥物釋放，并對腫瘤細胞產(chǎn)生殺傷作用。
[0010]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的具體方案是:
一種具有光控釋放功能磁靶向藥物載體的制備方法，按照以下步驟進行:
(I)Fe3O4 制備:
FeCl3.6H20溶于水中，加入乙醇，正己烷，油酸，攪拌30 min，再加入NaOH，
密閉后在70 °C下攪拌4h，分液漏斗分離溶液，上層有機層用去離子水沖洗多次，80°〇下過夜，以蒸發(fā)己烷；將得到的產(chǎn)物分散在油酸和1-十八烯混合溶液中，N2脫氣30 min,在通隊的情況下，加熱至320 1:攪拌反應(yīng)30 min ;放至室溫，乙醇-正己烷交替離心沖洗多次，得到的固體分散保存在正己烷中。
[0011](2) Fe3O4OS12納米粒制備:
通過反向微乳法制備Fe3O4OS1^米粒，Ig^al C0-520分散在環(huán)己烷中，攪拌30~40min，步驟(I)得到的Fe3O4溶于環(huán)己烷溶液，加入到上述溶液中并不斷攪拌3 h，加入氨水，攪拌5~10 min，再加入正硅酸乙酯(TEOS);乙醇-水交替沖洗兩遍，保存在乙醇中。
[0012]其中，Igepal C0-520與環(huán)己烷的體積比為I:21 ；
Fe3O4環(huán)己燒溶液的濃度為I mg/mL ；
Fe3O4環(huán)己烷溶液、氨水與TEOS的體積為8~12 mL:325 μ?: 150-500 PL ;優(yōu)選為10 mL:325 μ?:150~500 μ? ;其中 TEOS 每 16 h 加入 75 μ?。
[0013]TEOS量不同，所制備的Fe3O4OS12納米粒的S12層厚度不同，本發(fā)明所制備的Fe3O4OS12納米粒的3丨02層厚度為12~25 nm。
[0014](3)構(gòu)建 Fe3O4OS12-P (NIPAM-co-NVP)三層溫敏載體:
將MPS加入到步驟(2)得到的Fe3O4 OS12乙醇溶液攪拌反應(yīng)4 h后，乙醇沖洗2~3遍，保存在乙醇中；N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAM)與N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)溶于水中，力口入上述MPS修飾的Fe3O4OS12溶液，真空脫氣10~20 min，加入N，N, N, N-四甲基乙二胺(TMEDA)，過硫酸銨溶液，通氮氣15 ~20 min，密封后70 ° C恒溫水浴反應(yīng)4 h ;將產(chǎn)物磁性分離，去離子水沖洗2~3遍，保存在水中，得到Fe3O4OS12-P (NIPAM-co-NVP)溶液。
[0015]其中，F(xiàn)e3O4OS12Z醇溶液濃度為 I mg/mL ；
MPS與Fe3O4 OS12乙醇溶液體積比為1: 100 ；
PNIPAM, NVP 和水的比例為 Ig:0.5 mL:125 mL ；
TMEDA、過硫酸銨溶液體積比為1:10，其中過硫酸銨溶液質(zhì)量體積比為10%，過硫酸銨溶液占總體積的比例為1%~3%，最優(yōu)為2%。
[0016](4)構(gòu)建 Fe3O4-P (NIPAM-co-NVP)卵殼粒子:
通過硅腐蝕過程完成=NaOH加入到Fe3O4OS12-P (NIPAM-co-NVP)溶液中，室溫下攪拌6-8 h，離心，水洗2~3遍，所述的NaOH濃度為0.8-1.5 M，最優(yōu)濃度為I M，NaOH與Fe3O4OS12-P (NIPAM-co-NVP)溶液的體積比為 1: 4。
[0017]本發(fā)明所述的載體的應(yīng)用，具體應(yīng)用步驟如下:
Fe3O4-P (NIPAM-co-NVP) (I mg/mL)卵殼粒子水溶液與阿霉素水溶液(I mg/mL)混合震蕩24 h ;所述載體與阿霉素水溶液體積比為1:4。
[0018]本發(fā)明所制備的新型載體具有以下三點技術(shù)價值:
(I)本發(fā)明制備的四氧化三鐵卵殼溫敏載體可以作為一種良好的藥物載體，毒性低，生物相容性好等優(yōu)點。
[0019](2)本發(fā)明制備的四氧化三鐵卵殼溫敏載體具有磁性，在外加磁場作用下，能聚集在特定部位。
[0020](3)本發(fā)明制備的四氧化三鐵卵殼溫敏載體具有光控釋放功能，四氧化三鐵粒子可以吸收近紅外光轉(zhuǎn)化成熱能，致使溫敏載體相變收縮，達到快速釋放藥物的作用。
【附圖說明】
[0021]圖1.溫敏卵殼載體透射電鏡圖(TEM);圖中，a) Fe3O4納米粒；b) Fe3O4OS12S子；c) Fe3O4OS12-P (NIPAM-co-NVP)三層粒子；d) Fe304-p (NIPAM-co-NVP)卵殼粒子。
[0022]圖2.不同濃度溫敏卵殼載體在808 nm激光照射時溫度變化圖；濃度為200，100，50，20，10，5 Pg/mL，橫坐標為照射時間1，2，3，4，5，6，7，8 min，縱坐標為溫度。
[0023]圖3.近紅外光誘導(dǎo)藥物在不同pH值PBS溶液中的釋放圖。
[0024]圖4.載體在外加磁場下，磁靶向藥物治療效果圖；圖中1，2，3分別為距離磁鐵的不同位置，可以看出距離磁鐵越近，細胞死亡率越高。
[0025]圖5.光控藥物釋放對腫瘤細胞毒性效果圖；圖中a)載體在NIR照射前后對細胞的毒性山)阿霉素，藥物載體以及藥物載體加激光照射前后對細胞的毒性；圖中Fe304-PNIPAM 為 Fe304_p (NIPAM-co-NVP)的縮寫。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此。
[0027]實施例1 Fe3O4制備
0.54 g FeCl3.6Η20 (2 mmol)溶于6 mL 水中，加入8 mL 乙醇，14 mL 正己燒，1.9 mL油酸，攪拌30 min，再加入0.24 g NaOH，密閉后在70 °C下攪拌4 h,分液漏斗分離溶液，上層有機層用去離子水沖洗多次，80 °C下過夜，以蒸發(fā)己烷。將得到的產(chǎn)物分散在0.32 mL油酸和12.5 mL的1-十八烯混合溶液中，隊脫氣30 min，在通N 2的情況下，加熱至320 V攪拌反應(yīng)30 min。放至室溫，乙醇-正己烷交替離心沖洗多次，得到的固體分散保存在正己烷中。從圖1(a)中可以看出制備的Fe3O4納米粒形態(tài)均一，多為球形，分布均勻，粒徑約為15—20 nm。
[0028]實施例2 Fe3O4 OS12納米粒制備(S1Jf厚度為12 nm)
通過反向微乳法制備Fe304@Si02m米粒。2 mL Igepal C0-520分散在42 mL環(huán)己烷中，攪拌30 min, 10 mL上述Fe3O4環(huán)己燒溶液(I mg/mL)加入并不斷攪拌3 h,加入氨水325 μ?，攪拌5 min,再加入正硅酸乙酯(TEOS) 150 μ?(每16 h加入75 μι)。乙醇-水交替沖洗兩遍，保存在乙醇中。所得Fe304@Si02m米粒形態(tài)均一，成球形，S1Jf厚度為12nm。
[0029]實施例3 Fe3O4 OS12納米粒制備(S1Jf厚度為16 nm)
通過反向微乳法制備Fe304@Si02m米粒。2 mL Igepal C0-520分散在42 mL環(huán)己烷中，攪拌30 min, 10 mL上述Fe3O4環(huán)己燒溶液(lmg/mL)加入并不斷攪拌3 h,加入氨水325PL，攪拌5 min,再加入正硅酸乙酯(TEOS) 375 μ? (每16 h加入75 μι)。乙醇-水交替沖洗2~3遍,保存在乙醇中。圖1 (b)為所得Fe3O4OS12納米粒,可以看出納米粒形態(tài)均一，成球形，3;102層厚度