CN101130082A - 具有携氧功能的新型光敏剂 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物医学领域，更具体地说，本发明涉及一种具有携氧功能的新型光敏剂。该光敏剂是由具有携氧功能的物质和光敏物质组成的组合物。利用具有携氧功能的物质提高靶区的氧含量，增强光敏物质的光动力作用效果，发展一种安全、高效的用于光动力治疗的光敏剂。该具有携氧功能的新型光敏剂在光动力治疗过程中可作为光敏剂、在低强度/高强度的聚焦/不聚焦超声治疗过程中可作为增效剂，适用于皮肤美容、肥胖症以及良性、恶性增生性疾病。

Description

具有携氧功能的新型光敏剂

技术领域

本发明属于生物医学领域，具体涉及一种包括携氧功能物质的具有携氧功能的新型光敏剂。

背景技术

光动力治疗(photodynamic therapy，PDT)是随着光纤技术、激光医学和内镜技术发展而兴起的一种治疗恶性肿瘤的新方法，其基本原理是利用恶性肿瘤能选择性摄入并潴留光敏剂，在特定波长的光激发下，引起一系列光化学反应导致肿瘤细胞的不可逆性损伤达到治癌目的。自Dougherty等首次研究报道光动力治疗之后，光动力治疗在众多肿瘤治疗中相继得以开展。光动力治疗充分利用激光选择性照射病灶和光敏剂选择性蓄积的双重选择作用特异地杀伤肿瘤细胞，对健康组织损害小、毒副反应少。目前已在皮肤、口腔粘膜、鼻咽、子宫颈和乳腺等部位恶性肿瘤的治疗中表现出良好的应用前景。

随着对光动力治疗研究的不断深入，人们发现光动力治疗是通过结合光敏剂药物、光照、组织内的氧分子发生光动力反应，生成活性氧成分(reactive oxygenspecies，ROS)实现对目标组织的选择性损伤。在PDT过程中，光敏剂吸收光能，从基态经历一个短暂的单重激发态后转变为存在期相对较长的三重激发态。处于激发态的光敏剂可以发生两种类型的光动力反应。其一，三重激发态的光敏剂可以直接与细胞膜或一些生物大分子等底物发生反应，转移一个氢原子(电子)而形成自由基。自由基与组织氧相互作用生成可以杀伤目标细胞的ROS(I型反应)。其二，三重激发态的光敏剂也能够把能量直接转移到氧分子上，形成一种高效的ROS--单线态氧来杀伤目标细胞(II型反应)。I型反应和II型反应同时发生，两者的比率取决于使用的光敏剂类型、底物和组织氧的浓度及光敏剂与底物结合的紧密性。在整个过程中，光敏剂从基态到激发态又回到基态，起催化剂的作用。足够浓度的组织氧是PDT所必需的，光敏作用不能在组织缺氧的区域发生。光动力效应强度受到组织内氧含量的影响，如肿瘤组织内的乏氧区可使其光动力效应降低。在光动力过程中光敏剂得到光照后，组织中的氧压迅速和显著的下降。组织氧的减少限制光敏反应从而影响PDT的杀伤效果。可见，作为光动力三大要素之一的组织内氧含量在光动力治疗的实际应用中不可忽视。为了满足光动力作用对氧的需求，有学者采用多次分步光照的PDT方案，允许组织的再氧化，以克服这个问题。有的学者利用HBO增加组织氧合，作为光动力疗法的辅助治疗，直接和间接地提高肿瘤细胞的致死效应。中国专利《高压氧舱激光照射装置》(专利号CN85103131)公开了一种利用在高压氧环境下进行光动力治疗以增强组织内氧含量提高光动力治疗效果。中国专利《光动力治疗组合装置》(申请号03104558.8，公开号CN1438048A)公开了利用经皮负压给药治疗器增加靶部位组织氧浓度以提高光动力治疗效果。为了进一步增加靶组织内氧含量提高光动力治疗效果，人们一直在寻找安全、高效的新型光敏剂和增加靶组织内氧含量的新方法。

随着人们对输血替代品研究的不断深入，近年来有基于人、牛和重组来源血红蛋白衍生的红细胞代用品以及携氧氟碳化合物等携氧功能物质相继问世。作为氧治疗剂进行研发，这些携氧功能物质已成今后红细胞代用品研制的发展方向。倘若将这些携氧功能物质与光敏物质有机结合成一种组合物，有望增加靶组织内氧含量提高光动力治疗效果，为人们寻找安全、高效的新型光敏剂提供新的思路和新方法。

发明内容

本发明的目的是要提供一种具有携氧功能的新型光敏剂，通过提高靶区的氧含量，增强光敏物质的光动力作用效果。该光敏剂在光动力治疗和光化学反应过程中可作为光敏剂、在低强度/高强度的聚焦/不聚焦超声治疗过程中可作为增效剂，适用于皮肤美容、肥胖症以及良性、恶性增生性疾病的治疗制剂。

实现本发明目的的技术方案是将具有携氧功能的物质和光敏物质构建成组合物，利用具有携氧功能的物质提高靶区的氧含量，增强光敏物质光动力作用效果，发展一种安全、高效的用于光动力治疗的具有携氧功能的新型光敏剂。

或者在上述组合物中再加入与肿瘤组织或病灶部位有特异亲和性的靶向物质。

在本发明中，所述含具有携氧功能的物质与光敏物质组成的组合物可以是通过具有携氧功能的物质和光敏物质混和而成的组合物，可以是通过(但不仅限于)化学方法或物理方法使含有携氧功能物质和光敏物质构建成一个整体而形成的组合物，可以是微泡、微囊、微粒、微乳以及纳米粒和纳米乳。光敏物质包裹或粘附于微泡、微囊、微粒、微乳以及纳米粒和纳米乳内部或表面。微泡、微囊、微粒、微乳以及纳米粒和纳米乳可为(但不仅限于)直接市场现有的产品，也可为自制的，其膜材料可为脂类、多聚物、白蛋白、多糖。其芯材料所采用具有携氧功能的气体、液体或纳米级生物相容性固体中的一种或几种。

上述脂类选自磷脂中的3-sn-磷脂酰胆碱、1，2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷脂酰甘油基-钠盐、1，2-二硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷脂酰胆碱、1，2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷脂酰酸-钠盐、1，2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸或氢化磷脂酰丝氨酸中的一种或几种。多聚物可为(但不仅限于)多聚乳酸(polylactic acid，PLA)、明胶蛋白(gelatin)、聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)、聚硅氧烷(polysiloxane)、聚氧化乙烯(polyethylene oxide，PEO)、聚丙烯酰胺(polyacrylamid)、聚丙烯酸(酯)(polyacrylate)、聚氨酯(polyurethane，PU)、聚磷酸酯(polyphosphate ester)、聚羟基乙酸(酯)(polyglycolide，PGA)、聚羟基丁酸(酯)(polyhy-droxylbutyrate，PHBT)、聚(酸)酐(polyanhydrides，PAN)、聚己内酰胺(polycaprolactone，PCL)、聚氨基酸(polyamine acid)、聚羟乙基甲基丙烯酸(酯)(polyhydroxyethyl methacrylate)、聚乳酸/羟基乙酸poly-(D，L lactic-co-glycolic acid)(PLGA)及上述多聚物间的共聚物(co-polymer)。

上述组合物中的携氧功能物质可为一切具有携带氧功能的物质，选自(但不仅限于)全氟碳化合物及其衍生物、血红蛋白及其衍生物、脑红蛋白及其衍生物和细胞红蛋白及其衍生物中的一种或几种。并且这些携氧功能物质，除可作为微泡、微囊、微粒、微乳以及纳米粒和纳米乳的芯材料之外，还可作为其成膜材料组分，也可粘附于成膜材料之上，提高靶组织内氧含量，增强光敏物质的光动力作用效果。中国专利《光敏剂作为高强度聚焦超声增敏剂的应用》(申请号：2005101155513)公开了光敏剂增强高强度聚焦超声的作用效果，可见本发明将具有携氧功能的物质和光敏物质构建成的组合物，也将具有增强超声作用的功效。当然，超声波为能聚焦或不能聚焦的治疗或诊断用的超声波，其能量可以是低强度或也可是高强度的。

本发明中上述与具有携氧功能物质构成组合物的光敏物质可选自(但不仅限于)卟啉及其衍生物(如血卟啉、苯并卟啉衍生物单酸环A等)、酞菁及其衍生物如锌酞菁和酞菁铝等、叶绿素及其衍生物如脱镁叶绿素和二氢卟酚及紫红素18、蒽醌及其衍生物、5-氨基乙酰丙酸、玫瑰红、藻胆蛋白如藻红蛋白和藻蓝蛋白等、醌类化合物、富勒烯、五氮齿类衍生物如镥III五氮齿、聚乙炔类如苯庚三炔、噻吩类化合物如α噻吩、中草药类光敏剂如竹红菌素衍生物(竹红菌甲素、竹红菌乙素等)、补骨脂素以及姜黄素、金丝桃素、假金丝桃素、大黄素、核黄素、芦荟大黄素等中的一种及其任二种或多种混合物。

另外，为了使本发明的高效光敏剂靶向特定的肿瘤组织或病变部位如肝肿瘤、肾肿瘤、骨肿瘤、乳腺癌和子宫肌瘤等，还可在该光敏剂中加入对所述的肿瘤组织或病灶部位有特异亲和性的物质，如识别肿瘤的抗体、肽、配体、适体(aptamcr)等而形成的靶向物质；为使本发明的高效光敏剂具有生物膜穿透功能，还可加入具有生物膜穿透功能的物质对其进行修饰而得的各种具有生物膜穿透功能的组合物。所述具有生物膜穿透功能的物质衍生自(但不仅限于)流感病毒、VSV、SFV、仙台病毒和HIV病毒，或选自人工合成的穿膜肽。

本发明将具有携氧功能的物质和光敏物质构建成组合物，利用具有携氧功能的物质提高靶区的氧含量，增强光敏物质的光动力作用效果，有望发展成为一种安全、高效的具有携氧功能的新型光敏剂。这是现有光敏剂所无法比拟的。

附图说明

图1光学显微镜下所见载血卟啉和全氟碳微泡类组合物。

具体实施方式

以下是本发明的非限定实施例：

实施例1：载血卟啉和全氟碳微泡类组合物的制备：

光敏剂采用血卟啉2mg，成膜材料二硬脂磷脂酰胆碱5mg、二棕榈酰磷脂酰乙醇胺2mg、磷脂酸1mg、泊洛沙姆0.5mg、甘油50μl及磷酸盐缓冲液450μl装入圆柱形小管内，放入37℃水浴30分钟，冷却至室温后，充入携氧物质全氟碳化合物，经机械振荡50s后得到载血卟啉和全氟碳微泡类组合物，-4℃或-20℃密闭避光保存。参见附图1：图中看见分散均匀的载血卟啉和全氟碳微泡。

实施例2：载竹红菌乙素和全氟碳的白蛋白微泡类组合物制备

将20％人血清白蛋白与5％葡萄糖按1∶5的比例混合后在用声振仪以最大输出功率的30％振荡80s，同时经三通管在下方缓慢充入全氟碳物质0.6ml，按质量/体积比(4∶1)加入竹红菌乙素，充分振荡或混合，经冻干后制备载竹红菌乙素和全氟碳的白蛋白微泡类组合物。

实施例3：载血卟啉和全氟碳组合物包封率的测定

取实施例1所制备的载血卟啉和全氟碳组合物，以500转/分的速度离心5分钟，取上层微泡，用800μl二甲亚砜和3200μl无水酒精充分溶解组合物1后，用磷酸缓冲液稀释适当倍数，然后采用荧光分光光度计测量其吸光值，用磷酸缓冲液为参比液。测得药物包封率达25％-57％。

实施例4：载竹红菌乙素和血红蛋白微球的制备：

将2mg携氧物质血红蛋白和0.1g樟脑加入20ml二氯甲烷中，充分搅拌使其完全溶解；将1.0g聚乳酸/羟基乙酸聚合物(PLGA)加入上述溶液中，充分搅拌至其完全溶解，再将5％氯化铵3ml加入后，立即用声振仪以最大输出功率的30％振荡40s，成乳白乳液；将乳液加入3％聚乙烯醇液中均质机均质5min，而后加入2％异丙醇液中，室温下磁力搅拌器搅拌2-5小时，高速离心5min(速度3000-5000转)，反复3次；加入5％甘露醇和1mg光敏物质竹红菌乙素充分混匀成载竹红菌乙素和血红蛋白微球。

实施例5：靶向新生血管的载竹红菌乙素和血红蛋白微球制备：

将2mg携氧物质血红蛋白和0.1g樟脑加入20ml二氯甲烷中，充分搅拌使其完全溶解；将1.0g聚乳酸/羟基乙酸聚合物(PLGA)加入上述溶液中，充分搅拌至其完全溶解，再将5％氯化铵3ml加入后，立即用声振仪以最大输出功率的30％振荡40s，成乳白乳液；将乳液加入3％聚乙烯醇液中均质机均质5min，而后加入2％异丙醇液中，室温下磁力搅拌器搅拌2-5小时，高速离心5min(速度3000-5000转)，反复3次；加入5％甘露醇和1mg光敏物质竹红菌乙素和1μg抗新生血管单克隆抗体充分混匀成靶向新生血管的载竹红菌乙素和血红蛋白微球。

Claims (14)

1.一种具有携氧功能的新型光敏剂，其特征在于：为包括携氧功能的物质和光敏物质的组合物，通过利用具有携氧功能的物质提高靶区的氧含量，增强光敏物质的光动力作用。

2.根据权利要求1所述的具有携氧功能的新型光敏剂，其特征在于所述光敏物质为安全无毒的能被光激活产生光化学反应的所有物质，这些光敏剂可为亲水性、亲油性、两亲性的；所述的光敏剂选自卟啉及其衍生物、酞菁及其衍生物如锌酞菁和酞菁铝、叶绿素及其衍生物如脱镁叶绿素和二氢卟酚及紫红素18、蒽醌及其衍生物、内源性光敏剂如5-氨基乙酰丙酸、藻胆蛋白如藻红蛋白和藻蓝蛋白、五氮齿类衍生物如镥III五氮齿、醌类化合物、玫瑰红、富勒烯、聚乙炔类如苯庚三炔、噻吩类化合物如α噻吩、无机光敏剂如氧化钛(TiO₂)、氧化锌；或选自中草药类光敏剂的竹红菌素衍生物、补骨脂素类如补骨脂素、姜黄素、金丝桃素、假金丝桃素、大黄素、核黄素、芦荟大黄素。

3.一种具有携氧功能的新型光敏剂，其特征在于：为包括携氧功能的物质、光敏物质和与肿瘤组织或病灶部位有特异亲和性的靶向物质的组合物。

4.根据权利要求1或3所述的具有携氧功能的新型光敏剂，其特征在于所述组合物，可以是通过具有携氧功能的物质和光敏物质混和而成的组合物。

5.根据权利要求1所述的具有携氧功能的新型光敏剂，其特征在于所述组合物，可以是通过化学方法或物理方法使含有携氧功能物质和光敏物质构建成一个整体而形成的组合物，包括微泡、微囊、微粒、微乳、纳米粒和纳米乳以及经聚乙二醇及衍生物修饰而得的各种长循环组合物。

6.根据权利要求3所述的具有携氧功能的新型光敏剂，其特征在于：所述组合物，可以是通过化学方法或物理方法使含有携氧功能物质、光敏物质和与肿瘤组织或病灶部位有特异亲和性的的靶向组合物构建成一个整体而形成的组合物，包括微泡、微囊、微粒、微乳、纳米粒和纳米乳以及经聚乙二醇及衍生物修饰而得的各种长循环组合物和经具有生物膜穿透功能的物质修饰而得的各种具有生物膜穿透功能的组合物，所述具有生物膜穿透功能的物质衍生自流感病毒、VSV、SFV、仙台病毒和HIV病毒，或选自人工合成的穿膜肽。

7.根据权利要求5或6所述的具有携氧功能的新型光敏剂，其特征在于所述微泡、微囊、微粒、微乳以及纳米粒和纳米乳包括由成膜材料包裹芯构成的非连续相和水性介质构成的连续相。

8.根据权利要求7所述的具有携氧功能的新型光敏剂，其特征在于所述微泡、微囊、微粒、微乳以及纳米粒和纳米乳的成膜材料具有生物安全性和生物相容性，所述芯的材料采用具有携氧功能的气体、液体或纳米级生物相容性固体中的一种或几种。

9.根据权利要求8所述的具有携氧功能的新型光敏剂，其特征在于所述微泡、微囊、微粒、微乳以及纳米粒和纳米乳的成膜材料选自脂类、白蛋白、多糖及其衍生物以及多聚物。

10.根据权利要求9所述的具有携氧功能的新型光敏剂，其特征在于所述的脂类选自磷脂中的3-sn-磷脂酰胆碱、1，2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷脂酰甘油基-钠盐、1，2-二硬脂酰基-sn-甘油基-3-磷脂酰胆碱、1，2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷脂酰酸-钠盐、1，2-二棕榈酰基-sn-甘油基-3-磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸或氢化磷脂酰丝氨酸。

11.根据权利要求9所述的具有携氧功能的新型光敏剂，其特征在于所述的多聚物包括多聚乳酸(polylactic acid，PLA)、明胶蛋白(gelatin)、聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)、聚硅氧烷(polysiloxane)、聚氧化乙烯(polyethylene oxide，PEO)、聚丙烯酰胺(polyacrylamid)、聚丙烯酸(酯)(polyacrylate)、聚氨酯(polyurethane，PU)、聚磷酸酯(polyphosphate ester)、聚羟基乙酸(酯)(polyglycolide，PGA)、聚羟基丁酸(酯)(polyhydroxylbutyrate，PHBT)、聚(酸)酐(polyanhydrides，PAN)、聚已内酰胺(polycaprolactone，PCL)、聚氨基酸(polyamineacid)、聚羟乙基甲基丙烯酸(酯)(polyhydroxyethylmethacrylate)、聚乳酸/羟基乙酸poly-(D，Llactic-co-glycolicacid)(PLGA)及上述多聚物间的共聚物(co-polymer)。

12.根据权利要求1或3所述的具有携氧功能的新型光敏剂，其特征在于所述的具有携氧功能的物质，选自全氟碳化合物及其衍生物、血红蛋白及其衍生物、脑红蛋白及其衍生物和细胞红蛋白及其衍生物。

13.根据权利要求1或3所述的具有携氧功能的新型光敏剂，其特征在于所述携氧功能物质，除作为微泡、微囊、微粒、微乳以及纳米粒和纳米乳的芯材料外，还可作为其成膜材料组分，也可粘附于成膜材料之上。

14.根据权利要求1或3所述的具有携氧功能的新型光敏剂，其特征在于所述与肿瘤组织或病灶部位有特异亲和性的靶向物质选自与肿瘤组织或病灶部位有特异亲和性的抗体、肽、配体、适体。

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