CN100387302C - 叶酸-淀粉纳米颗粒与其制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种叶酸-淀粉纳米颗粒与其制备方法及作为肿瘤靶向性药物载体的应用。旨在提供一种可生物降解、工艺简单、制造成本低，并能高效靶向恶性肿瘤及肿瘤细胞，大大提高抗肿瘤药物的作用效果的肿瘤靶向性药物载体叶酸-淀粉纳米颗粒及其制备、应用。本发明的肿瘤靶向性药物载体是由阴离子交联淀粉纳米颗粒与叶酸的聚乙二醇衍生物结合而成，能够包合带正电荷的或中性的抗肿瘤药物，对药物有缓慢释放的作用，降低药物的细胞毒性，并通过叶酸-叶酸受体介导靶向进入肿瘤细胞，从而实现药物缓释、肿瘤靶向、提高药物的生物利用率、降低药物毒副作用的功效。
Description
技术领域
本发明涉及生物纳米材料在医药领域的研究与开发，更具体地说，本发明是关于用作抗肿瘤药物的靶向药物载体的叶酸-淀粉纳米颗粒及其制备方法。
背景技术
药物的低毒和高效对疾病的临床治疗十分重要，而作为药物的载体，如何有效地将药物传递到目标物，而达到治疗的效果，也是一个十分关健的问题。因此，药物的靶向传递研究近年来越来越受到药物工作者的重视。另外，有关的将纳米颗粒作为药物载体所具有的结合量大、稳定性好、易于控制的特点也受到药物工作者的进一步研究。如何更好地有效利用纳米颗粒，使它可携带有效药物进入到人类的重在疾病之一恶性肿瘤的细胞中，实现药物缓释、肿瘤靶向、提高药物的生物利用率、降低药物毒副作用的功效，是药物工作者今后较长一段时期内的一个重要研究课题。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构稳定，无毒副作用，成本低廉，对肿瘤细胞具有很强的靶向性，还具有好的生物相容性、可降解性和无免疫原性的叶酸-淀粉纳米颗粒。
本发明另一目的旨在提供上述叶酸-淀粉纳米颗粒的制备方法。
本发明还一目的是将上述叶酸-淀粉纳米颗粒作为肿瘤靶向性药物载体的应用。
本发明的目的是通过下述方式实现的：
本发明的叶酸-淀粉纳米颗粒是在阴离子型淀粉纳米颗粒上修饰有活性物质叶酸-氨基化聚乙二醇。
本发明是基于本发明人的另一个专利申请：“03124513.7，多聚赖氨酸淀粉纳米颗粒与制备方法及作为基因载体的应用”中已经制备的淀粉纳米颗粒的基础上，在淀粉纳米颗粒表面修饰上叶酸-氨基化聚乙二醇(FA-PEG)活性物质。所发明的叶酸-淀粉纳米颗粒是通过活性物质叶酸-氨基化聚乙二醇上的氨基与阴离子淀粉纳米颗粒上的阴离子结合而成。
所发明的叶酸-淀粉纳米颗粒，以重量计，叶酸占淀粉纳米颗粒的比重为0.5-2.0微克/毫克。
本发明的另一目的中制备方法是通过下述方式实现的：
(1)淀粉纳米颗粒的制备：将淀粉配成水溶液，沸水中加热分解，直到溶液澄清，室温放置冷却；制备由甲苯和氯仿组成的油相，加入表面活性剂SPan80，高速度搅拌混匀；取淀粉水解液加入高速搅拌的油相中，油/水相体积比为15∶1到25∶1，继续搅拌20分钟至形成微小的乳液。加入交联剂POC13，搅拌反应，然后用酒精洗涤，冷冻干燥，得到阴离子型淀粉纳米颗粒；
(2)叶酸-氨基化聚乙二醇活性物质的制备：叶酸溶于二甲亚砜，搅拌下加入氮羟基琥珀酰亚(N-Hydroxysuccinimide，NHS)、氮，氮-二环己基碳二酰亚胺(N，N’-Dicyclohexylcarbodi-imide，DCC)和聚乙二醇二氨，室温反应；加入水，过滤除去不溶物，上清液冷冻干燥，乙醚洗涤干燥物，得到浅黄色固体叶酸-氨基化聚乙二醇活性物质。
(3)叶酸-淀粉纳米颗粒的制备.淀粉纳米颗粒溶于去离子水中，超声分散，加入叶酸-氨基化聚乙二醇活性物质，常温共育，离心洗涤，沉淀重悬于PBS，pH为7.4，，得到叶酸-淀粉纳米颗粒。
本发明的还一目的是指将叶酸-淀粉纳米颗粒作为抗肿瘤药物的靶向传递药物载体实现其应用。它能大大提高药物的靶向性，并能控制药物的释放，同时大大降低药物的毒副作用。
叶酸-淀粉纳米颗粒装载抗癌药物过程为：将叶酸-淀粉纳米颗粒溶于去离子水中，在溶液中加入抗癌药物，室温下振荡共孵育一定时间，离心洗涤，沉淀真空干燥，得到粉末状载药叶酸-淀粉纳米颗粒。载药叶酸-淀粉纳米颗粒是通过药物被网络于叶酸-淀粉纳米颗粒内部空间或药物与叶酸-淀粉纳米颗粒电性结合而成。所用抗癌药物有阿霉素、甲氨蝶呤、阿糖胞苷。
叶酸作为一种小分子量维生素，相对于单分子抗体等蛋白质，具有结构稳定、价格低廉、无免疫原性等特点，而且叶酸与叶酸受体结合力强，叶酸受体在绝大多数恶性肿瘤细胞膜有大量表达而正常细胞很少有表达，如果能被高效介导进入肿瘤细胞，是一种很有应用价值的靶向物质。另外，结合到药物缓释的要求，发明人将叶酸通过化学健连接到纳米颗粒上，这样就能有效的同时实现抗肿瘤药物对肿瘤细胞的靶向识别和药物缓释，避免药物对正常细胞的伤害，提高肿瘤的治疗效果。而且本发明的另一重要物质淀粉作为一种生物天然材料，具有好的生物相容性、可降解性和无免疫原性，而且廉价易得，长期以来就是医药领域中最常用的药物填充剂。近年来发现淀粉经过物理或化学变性还可以获得更多的特性，可以作为药物载体材料广泛应用于医药领域，。但是以淀粉为原料制备纳米颗粒并进行叶酸的有效修饰，进而将其应用于药物传递系统还没见研究。
本发明的肿瘤靶向性药物载体是由阴离子交联淀粉纳米颗粒与叶酸的聚乙二醇衍生物结合而成，具有结构稳定，无毒副作用的特点，能够包合带正电荷的或中性的抗肿瘤药物，对药物有缓慢释放的作用，降低药物的细胞毒性，并通过叶酸-叶酸受体介导靶向进入肿瘤细胞，从而实现药物缓释、肿瘤靶向、提高药物的生物利用率、降低药物毒副作用的功效。且具有好的生物相容性、可降解性和无免疫原性，而且各种原料廉价易得，制备工艺简单方便、条件温和。
附图说明
图1为本发明所制得的叶酸-淀粉纳米颗粒的原子力表征图，平均颗粒直径为130nm。
具体实施方式
实施例1：
(1)淀粉纳米颗粒的制备
将淀粉配成水溶液，沸水中加热分解，直到溶液澄清，室温放置冷却。制备由甲苯和氯仿组成的油相，加入2％表面活性剂SPan80，高速度搅拌混匀。取淀粉水解液加入高速搅拌的油相中，油/水相体积比为15∶1到25∶1，继续搅拌20分钟至形成微小的乳液。加入0.01％交联剂POC13，搅拌反应约30分钟，然后用酒精洗涤，冷冻干燥，得到阴离子型淀粉纳米颗粒。
(2)叶酸-氨基化聚乙二醇(FA-PEG-NH2)活性物质的制备
13.2毫克叶酸溶于1毫升DMSO，搅拌下加入一定量的DCC和NHS，加入100毫克聚乙二醇二氨，室温反应4小时。加入5毫升水，过滤除去不溶物，上清液冷冻干燥，乙醚洗涤干燥物，得到浅黄色固体叶酸-氨基化聚乙二醇活性物质。
(3)叶酸-淀粉纳米颗粒的制备
称取实施例1制备的淀粉纳米颗粒，以重量计，淀粉纳米颗粒与叶酸-氨基化聚乙二醇活性物质以100∶1的比例溶于去离子水中，超声分散，常温共育3小时，离心洗涤，沉淀重悬于PBS(pH7.4)，得到叶酸-淀粉纳米颗粒，其中叶酸占淀粉纳米颗粒的比重0.5微克/毫克。
实施例2：
叶酸-淀粉纳米颗粒的制备
称取实施例1制备的淀粉纳米颗粒，以重量计，淀粉纳米颗粒与叶酸-氨基化聚乙二醇活性物质以100∶3的比例溶于去离子水中，超声分散，常温共育3小时，离心洗涤，沉淀重悬于PBS(pH7.4)，得到叶酸-淀粉纳米颗粒，其中叶酸占淀粉纳米颗粒的比重2.0微克/毫克。
实施例3：
叶酸-淀粉纳米颗粒装载抗癌药物阿霉素
称取实施例2制备的叶酸-淀粉纳米颗粒10mg溶于5ml去离子水中，在溶液中加入0.5mg除去盐酸的阿霉素，室温下振荡共孵育一定时间，得到直径为150nm的载药纳米颗粒，阿霉素的装载量为24微克/毫克。
实施例4：
叶酸-淀粉纳米颗粒装载抗癌药物阿霉素
称取实施例2制备的叶酸-淀粉纳米颗粒10mg溶于5ml去离子水中，在溶液中加入2.0mg除去盐酸的阿霉素，室温下振荡共孵育一定时间，得到直径为150nm的载药纳米颗粒，阿霉素的装载量为33微克/毫克。
实施例5：
叶酸-淀粉纳米颗粒装载抗癌药物甲氨蝶呤
称取实施例2制备的叶酸-淀粉纳米颗粒10mg溶于5ml去离子水中，在溶液中加入1.0mg甲氨蝶呤，室温下振荡共孵育一定时间，得到直径为150nm的载药纳米颗粒，甲氨蝶呤的装载量为45微克/毫克。
实施例6：
叶酸-淀粉纳米颗粒装载抗癌药物阿糖胞苷
称取实施例2制备的叶酸-淀粉纳米颗粒10mg溶于5ml去离子水中，在溶液中加入1.0mg阿糖胞苷，室温下振荡共孵育一定时间，得到直径为150nm的载药纳米颗粒，阿糖胞苷的装载量为25微克/毫克。
Claims (4)
1.叶酸-淀粉纳米颗粒，其特征是：在阴离子型淀粉纳米颗粒上修饰有活性物质叶酸-氨基化聚乙二醇。
2.制备权利要求1所述叶酸-淀粉纳米颗粒的制备方法，按以下步骤进行制备：
(1)淀粉纳米颗粒的制备：将淀粉配成水溶液，沸水中加热分解，直到溶液澄清，室温放置冷却；制备由甲苯和氯仿组成的油相，加入表面活性剂SPan80，高速度搅拌混匀；取淀粉水解液加入高速搅拌的油相中，油/水相体积比为15∶1到25∶1，继续搅拌20分钟至形成微小的乳液，加入交联剂POCl3，搅拌反应，然后用酒精洗涤，冷冻干燥，得到阴离子型淀粉纳米颗粒；
(2)叶酸-氨基化聚乙二醇活性物质的制备：叶酸溶于二甲亚砜，搅拌下加入氮-羟基琥珀酰亚胺、氮，氮-二环己基碳二酰亚胺和聚乙二醇二氨，室温反应；加入水，过滤除去不溶物，上清液冷冻干燥，乙醚洗涤干燥物，得到浅黄色固体叶酸-氨基化聚乙二醇活性物质；
(3)叶酸-淀粉纳米颗粒的制备。淀粉纳米颗粒溶于去离子水中，超声分散，加入叶酸-氨基化聚乙二醇活性物质，常温共育，离心洗涤，沉淀重悬于PBS，pH为7.4，，得到叶酸-淀粉纳米颗粒。
3.权利要求1所述的叶酸-淀粉纳米颗粒的应用，其特征在于：将叶酸-淀粉纳米颗粒作为抗肿瘤药物的靶向传递药物载体实现其应用。
4.根据权利要求3所述的叶酸-淀粉纳米颗粒的应用，其特征在于：将叶酸-淀粉纳米颗粒溶于去离子水中，在溶液中加入抗癌药物，室温下振荡共孵育，离心洗涤，沉淀真空干燥，得到粉末状载药叶酸-淀粉纳米颗粒，载药叶酸-淀粉纳米颗粒是通过药物被网络于叶酸-淀粉纳米颗粒内部空间或药物与叶酸-淀粉纳米颗粒电性结合而成。
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