CN104940951B - 一种磁性还原响应性抗肿瘤药物载体的制备方法 - Google Patents
一种磁性还原响应性抗肿瘤药物载体的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104940951B CN104940951B CN201510427070.XA CN201510427070A CN104940951B CN 104940951 B CN104940951 B CN 104940951B CN 201510427070 A CN201510427070 A CN 201510427070A CN 104940951 B CN104940951 B CN 104940951B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- preparation
- drug
- obtains
- sulfhydrylation
- drug carrier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Medicinal Preparation (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
本发明涉及一种磁性还原响应性抗肿瘤药物载体的制备方法，包括：(1)合成表面氨基化的超顺磁性四氧化三铁纳米粒子；(2)合成巯基化高分子衍生物；(3)酰胺化反应得到巯基修饰的药物；(4)将步骤(2)得到的巯基化天然高分子衍生物加入到步骤(3)的溶液中反应得到高分子药物前体；(5)超顺磁性四氧化三铁纳米粒子与高分子药物前体自组装；(6)富集超声分散，即得。本发明制备条件温和，不引入有毒有害物质，工艺简单重复性好；制备的抗肿瘤药物载体具有强的还原敏感释放性，有效避免在正常生理环境中的暴释和药物泄露等不良效应，载体具有主动磁靶向性，在靶向抗肿瘤药物领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于天然高分子的磁性还原响应性抗肿瘤药物载体的制备方法。
背景技术
抗肿瘤纳米药物载体是一种粒径在纳米尺寸范围内的新型载体，大多以天然高分子或合成高分子为基材，将治疗药物以吸附或包埋的方式进行负载，通过靶向配体与受体间的结合或正常组织及细胞与肿瘤内外的差异性，设计出具有主动或被动靶向性能的药物载体。结合肿瘤部位的EPR效应，利用其较大的细胞间隙和较松散的结构，促进纳米级载体的通过，从而使其可更好的富集于病灶部位。与普通给药方式相比，纳米载体给药在体内具有更好的稳定性，因而拥有更长的循环时间，有利于提高治疗效果。因此，抗癌纳米药物载体将取代传统抗癌药物成为一种新型的化疗方式。
含羧基的天然高分子来源广泛，其丰富的羧基便于化学改性，具有药物辅料所需的稳定性、溶解性和安全性，广泛应用于食品、医药、日用品等工业，是一种良好的药物载体。
超顺磁性四氧化三铁纳米粒子在外源磁场中可使载体在靶位点进行有效富集，且其所具有的磁热疗效、磁共振成像等性能，使其同样广泛应用于药物载体中。
传统药物载体利用物理包埋、静电复合等方法对药物进行负载，由于载体与药物间作用力较弱，通常会在体循环中出现提前释放或暴释，从而使药物利用度降低且对正常组织造成不必要的伤害，产生较大的毒副作用。通过化学键合的方法进行药物装载，可提高药物与载体间的相互作用力，有效降低不必要的释放。
利用人体内的微环境差异，特别是还原性物质的浓度差异性，设计具有还原响应性的载药体系，可实现药物在肿瘤部位的选择性释放，从而获得肿瘤细胞内增强的药物控释行为，提高药物对肿瘤的疗效。
因此，在温和的条件下制备重复性好，在体循环和正常组织中不过早释放和暴释而在肿瘤内大量快速释放的高药物利用度和低毒副作用的天然高分子基的纳米药物载体，是目前化疗药物应用中急需解决的问题之一。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有物理包埋、静电复合等非键合载药方式存在的药物过早释放和暴释问题，提供一种基于天然高分子的磁性还原响应性抗肿瘤药物载体的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种磁性还原响应性抗肿瘤药物载体的制备方法，包括：
(1)合成具有表面氨基化的超顺磁性四氧化三铁纳米粒子(SPION-NH2)；
(2)将天然高分子侧链引入巯基，得到巯基化高分子衍生物；
(3)将带羧基的巯基化试剂、带氨基的抗癌药物和缩合剂依次溶于水或稀盐酸中，进行酰胺化反应得到巯基修饰的药物；
(4)将步骤(2)得到的巯基化高分子衍生物与步骤(3)得到的巯基修饰的药物反应得到由双硫键连接的高分子药物前体；
(5)将步骤(1)得到的超顺磁性四氧化三铁纳米粒子(SPION-NH2)溶液缓慢滴加到步骤(4)得到的高分子药物前体溶液中反应；
(6)利用磁体富集步骤(5)溶液中的磁性粒子，加入超纯水超声分散。
按上述方案，所述步骤(2)中的天然高分子为海藻酸钠、透明质酸、羧甲基纤维素、羧甲基壳聚糖、羧甲基甲壳素中的一种。
按上述方案，所述步骤(3)反应条件为室温氮气保护，反应过程需搅拌10-14h。
按上述方案，所述步骤(3)的巯基化试剂为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丁酸、半胱氨酸中的一种，所述抗癌药物为盐酸阿霉素、甲氨蝶呤、丝裂霉素、羟基脲、博来霉素中的一种，所述缩合剂为等摩尔的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐(EDC·HCl)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)混合物，其中抗癌药物中氨基与巯基化试剂中羧基的摩尔比为1:1-2，抗癌药物中氨基与缩合剂的摩尔比为1：5-10。
按上述方案，所述步骤(4)加入了双氧水，反应时间为2h-4h，反应产物在pH为5-5.5的盐酸溶液中透析四次，超纯水中透析一次。
按上述方案，所述步骤(4)巯基化高分子衍生物和巯基修饰的药物中巯基的摩尔比为1:1，巯基化高分子衍生物中巯基与双氧水的摩尔比范围为1:5-10。
按上述方案，所述步骤(5)超顺磁性四氧化三铁纳米粒子(SPION-NH2)溶液和高分子药物前体溶液滴加前均调至相同pH，范围为4.5-5.5，滴加完后将体系的pH调整为7.4-7.8，搅拌10-14h。
按上述方案，所述步骤(5)所述高分子药物前体与超顺磁性四氧化三铁纳米粒子(SPION-NH2)的质量比0.5-2:1。
本发明反应条件温和，原料毒副作用低，通过双硫键键合的方式实现对药物的包载，同时双硫键的使用保证药物释放具有强的还原敏感释放性，有效避免在正常生理环境中的暴释和药物泄露等不良效应，而在癌细胞内的还原性环境中，实现药物的大量快速释放，具有低的毒副作用与高的治疗效果，在靶向抗肿瘤药物领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的基于海藻酸钠的磁性还原响应性纳米药物载体的透射电镜图(a)、粒径分布图(b)、磁性吸附图(c)和磁滞回线(d)；
图2为本发明实施例1制备的基于海藻酸钠的磁性还原响应性纳米药物载体在不同环境下的药物释放曲线图；
图3为本发明实施例1制备的基于海藻酸钠的磁性还原响应性纳米药物载体小白鼠生物学评价，肿瘤实拍(a)、肿瘤体积变化图(b)、肿瘤抑制率(c)和老鼠体重变化图(d)。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
参照文献(Biomaterials,2009,30:4716-4722)方法合成具有表面氨基化的超顺磁性四氧化三铁纳米粒子(SPION-NH2)。参照文献(J control release,2009,136:38-44)、(J control release,2007,119:245-252)等方法，将海藻酸钠侧链引入巯基，得到巯基化海藻酸钠。在室温、氮气保护下，将1.3μL浓度为1.218g/mL的巯基丙酸(MPA)、14.4mg 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐(EDC·HCl)、8.6mg N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和8.7mg阿霉素盐酸盐(DOX·HCl)依次溶于超纯水中，搅拌10-14h后，加入20mg巯基化海藻酸钠(巯基含量为10％～20％)，用超纯水定容至40mL，再加入150μL H2O2(1mM)，反应2-4h。将产物在pH为5-5.5的HCl溶液中透析四次，再用超纯水透析一次，所用透析袋的截留分子量为14KDa，得到双硫键交联的阿霉素键合海藻酸钠(SA-ss-DOX)。将SA-ss-DOX和SPION-NH2溶液的pH调至4.5-5.5，按溶质质量比1:1，将后者缓慢滴加到前者中，待滴加完毕后，将体系pH调至7.4-7.8，常温搅拌10-14h。利用永磁体吸引的方法，使磁性粒子在磁体附近富集，弃除清液后，移去永磁体，并加入等体积的超纯水，超声分散，得到磁性药物载体。
为了更好的说明本方法合成的磁性载药粒子的性能，根据以下测试方法进行性能测定，包括粒径和电位测定、磁性测定、环境响应性测定、体外药物释放测定和生物学评价。
本发明采用透射电镜(TEM)观察所制备的磁性载药粒子的形貌和尺寸分布情况：制备的粒子形貌均一且稳定，结果如图1-a所示。
本发明采用激光粒度仪(DLS)测试所制备的磁性载药粒子的粒径：所测得粒径大小与透射电镜结果相符，结果如图1-b。
本发明采用永磁体吸引和电磁铁振动样品磁强计(VSM)分别分析所制备的磁性载药粒子随时间的泳动行为、磁滞回线和饱和磁强度，结果如图1-c和1-d所示。所制备的磁性还原响应性纳米药物载体具有良好的磁性，可快速在磁体附近富集。该载体无明显磁滞，具有超顺磁性，且饱和磁强度达到40emu/g Fe。
本发明采用将一定量的磁性载药粒子放入14KDa透析袋中，并将其放入含有不同浓度还原剂的缓冲液中，模拟载体在肿瘤与正常组织的药物释放行为，间隔一定时间取出定量的透析液。通过对所包载抗癌药物的特性理化参数的测定，如特征荧光值的测定，根据标准曲线计算不同时间的累计释放量，结果如图2所示。该载体具有强烈的还原敏感性，在含有高浓度还原剂的环境液中，使药物大量释放；同时在低浓度还原剂的环境液，双硫键键合的方式对药物也有很好的保护作用，不会使其过早释放和泄露。
本发明制备的磁性载药粒子以实验小鼠为模型进行生物学评价。首先在小鼠皮下植入癌细胞，待肿瘤长到100mm3时，将小鼠分成空白参比组、阿霉素对照组和磁性载药粒子组，保证每组老鼠数量在6-8只。通过尾静脉注射，每隔一定时间测量其体重和肿瘤体积。待参比组自然死亡后，处死所有老鼠，并取出肿瘤部位与重要器官进行研究，包括肿瘤体积与重量等，结果如图3。磁性载药粒子组得到最好的治疗效果的同时，对生理的副作用也要小于阿霉素对照组。.
实施例2
参照文献(Biomaterials,2009,30:4716-4722)方法合成具有表面氨基化的超顺磁性四氧化三铁纳米粒子(SPION-NH2)。参照文献(J control release,2009,136:38-44)、(J control release,2007,119:245-252)等方法，将透明质酸侧链引入巯基，得到巯基化透明质酸(HA-SH)。在室温、氮气保护下，将1.3μL浓度为1.218g/mL的巯基丙酸(MPA)、14.4mg EDC·HCl、8.6mg N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和8.7mg阿霉素盐酸盐(DOX·HCl)依次溶于超纯水中，搅拌10-14h后，加入34mg巯基化透明质酸，用超纯水定容至40mL，再加入150μL H2O2(1mM)，反应2-4h。将产物在pH为5-5.5的HCl中透析四次，再用超纯水透析一次，得到双硫交联的阿霉素键合透明质酸(HA-ss-DOX)。所述透析袋的截留分子量为14KDa。将HA-ss-DOX和SPION-NH2溶液的pH调至4.5-5.5，按质量比1:0.8，将后者缓慢滴加到前者中，待滴加完毕后，将体系pH调至7.4-7.8，常温搅拌10-14h。利用永磁体吸引的方法，使磁性粒子在磁体附近富集，弃除清液后，移去永磁体，并加入等体积的超纯水，超声分散，得到磁性药物载体。
实施例3
参照文献(Biomaterials,2009,30:4716-4722)方法合成具有表面氨基化的超顺磁性四氧化三铁纳米粒子(SPION-NH2)。参照文献(J control release,2009,136:38-44)、(J control release,2007,119:245-252)等方法，将透明质酸侧链引入巯基，得到巯基化透明质酸(HA-SH)。在室温、氮气保护下，将1.815mg半胱氨酸、14.4mg EDC·HCl、8.6mg N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和6.8mg甲氨蝶呤(MTX)依次溶于pH为5的稀盐酸中，搅拌10-14h后加入34mg巯基化透明质酸，用超纯水定容至40mL，再加入150μL H2O2(1mM)，反应2-4h。将产物在pH为5-5.5的HCl中透析四次，再用超纯水透析一次，得到双硫交联的甲氨蝶呤键合透明质酸(HA-ss-MTX)。所述透析袋的截留分子量为14KDa。将HA-ss-MTX和SPION-NH2溶液的pH调至4.5-5.5，按质量比1:0.8，将后者缓慢滴加到前者中，待滴加完毕后，将体系pH调至7.4-7.8，常温搅拌10-14h。利用永磁体吸引的方法，使磁性粒子在磁体附近富集，弃除清液后，移去永磁体，并加入等体积的超纯水，超声分散，得到磁性药物载体。
Claims (6)
1.一种磁性还原响应性抗肿瘤药物载体的制备方法，包括：
(1)合成具有表面氨基化的超顺磁性四氧化三铁纳米粒子；
(2)将天然高分子侧链引入巯基，得到巯基化高分子衍生物；
(3)将带羧基的巯基化试剂、带氨基的抗癌药物和缩合剂依次溶于水或稀盐酸中，进行酰胺化反应得到巯基修饰的药物；
(4)将步骤(2)得到的巯基化高分子衍生物与步骤(3)得到的巯基修饰的药物反应得到由双硫键连接的高分子药物前体；
(5)将步骤(1)得到的超顺磁性四氧化三铁纳米粒子溶液缓慢滴加到步骤(4)得到的高分子药物前体溶液中反应；
(6)利用磁体富集步骤(5)溶液中的磁性粒子，加入超纯水超声分散；
其中，步骤(2)所述天然高分子为海藻酸钠、透明质酸、羧甲基纤维素、羧甲基壳聚糖、羧甲基甲壳素中的一种；
步骤(3)所述带羧基的巯基化试剂为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丁酸、半胱氨酸中的一种，所述带氨基的抗癌药物为盐酸阿霉素、甲氨蝶呤、丝裂霉素、羟基脲、博来霉素中的一种，所述缩合剂为等摩尔的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐和N-羟基琥珀酰亚胺混合物，其中抗癌药物中氨基与巯基化试剂中羧基的摩尔比为1:1-2，抗癌药物中氨基与缩合剂的摩尔比为1：5-10。
2.根据权利要求1所述的一种磁性还原响应性抗肿瘤药物载体的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)反应条件为室温氮气保护，反应过程需搅拌10-14h。
3.根据权利要求1所述的一种磁性还原响应性抗肿瘤药物载体的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)加入了双氧水，反应时间为2h-4h，反应产物在pH为5-5.5的盐酸溶液中透析四次，超纯水中透析一次。
4.根据权利要求3所述的一种磁性还原响应性抗肿瘤药物载体的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)巯基化高分子衍生物和巯基修饰的药物中巯基的摩尔比为1:1，巯基化高分子衍生物中巯基与双氧水的摩尔比范围为1:5-10。
5.根据权利要求1所述的一种磁性还原响应性抗肿瘤药物载体的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)超顺磁性四氧化三铁纳米粒子溶液和高分子药物前体溶液滴加前均调至相同pH，范围为4.5-5.5，滴加完后将体系的pH调整为7.4-7.8，搅拌10-14h。
6.根据权利要求5所述的一种磁性还原响应性抗肿瘤药物载体的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)所述高分子药物前体与超顺磁性四氧化三铁纳米粒子的质量比0.5-2:1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510427070.XA CN104940951B (zh) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | 一种磁性还原响应性抗肿瘤药物载体的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510427070.XA CN104940951B (zh) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | 一种磁性还原响应性抗肿瘤药物载体的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104940951A CN104940951A (zh) | 2015-09-30 |
| CN104940951B true CN104940951B (zh) | 2018-05-01 |
Family
ID=54156366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510427070.XA Expired - Fee Related CN104940951B (zh) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | 一种磁性还原响应性抗肿瘤药物载体的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104940951B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106729727B (zh) * | 2016-12-16 | 2020-07-31 | 中国药科大学 | 靶向配体修饰的还原响应型磁性纳米载体及其制备方法 |
| CN106727284B (zh) * | 2017-01-09 | 2020-06-02 | 武汉工程大学 | 一种磁性还原增强型药物敏感释放纳米凝胶及其制备和保存方法 |
| CN106822902A (zh) * | 2017-01-09 | 2017-06-13 | 武汉工程大学 | 具有协同抗癌增效的还原响应磁性载药纳米粒子及其制备方法 |
| CN107412197A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-12-01 | 武汉工程大学 | 具有核壳结构的pH/还原响应梯级释放的磁靶向药物载体的制备方法 |
-
2015
- 2015-07-20 CN CN201510427070.XA patent/CN104940951B/zh not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| "Efficient reduction and pH co-triggered DOX-loaded magnetic nanogel carrier using disulfide crosslinking";Juan Huang et al.;《Materials Science and Engineering C》;20150101;第46卷;第41-51页 * |
| "Gold-doxorubicin nanoconjugates for overcoming multidrug resistance";Yan-Juan Gu et al.;《Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine》;20120228;第8卷(第2期);第204-211页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104940951A (zh) | 2015-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Aguilera et al. | Carboxymethyl cellulose coated magnetic nanoparticles transport across a human lung microvascular endothelial cell model of the blood–brain barrier | |
| Yue et al. | Iron oxide nanotubes for magnetically guided delivery and pH‐activated release of insoluble anticancer drugs | |
| Cui et al. | Multi-stimuli responsive smart chitosan-based microcapsules for targeted drug delivery and triggered drug release | |
| Long et al. | Biomedical applications of advanced multifunctional magnetic nanoparticles | |
| CN107095859B (zh) | 一种具有肿瘤细胞生物还原性微环境敏感的载药纳米胶囊及其制备方法 | |
| US20050196343A1 (en) | Degradable nanoparticles | |
| Nawara et al. | Adsorption of doxorubicin onto citrate-stabilized magnetic nanoparticles | |
| CN104940951B (zh) | 一种磁性还原响应性抗肿瘤药物载体的制备方法 | |
| Chen et al. | Azo-functionalized Fe 3 O 4 nanoparticles: a near-infrared light triggered drug delivery system for combined therapy of cancer with low toxicity | |
| Zhao et al. | A facile one-step method for preparation of Fe3O4/CS/INH nanoparticles as a targeted drug delivery for tuberculosis | |
| Nasiri et al. | Synthesis and characterization of folate‐decorated cobalt ferrite nanoparticles coated with poly (ethylene glycol) for biomedical applications | |
| CN108559091A (zh) | 具有聚集诱导发光及双重敏感性的聚合物药物载体、载药胶束及其制备方法 | |
| Wang et al. | Chitosan-Gated Magnetic-Responsive Nanocarrier for Dual-modal Optical Imaging, Switchable Drug Release and Synergistic Therapy | |
| CN100560137C (zh) | 一种载带伯胺基药物的细菌纳米磁小体及其制备方法 | |
| Lou et al. | Functional PVA/VB2/TiO2 nanofiber webs for controlled drug delivery | |
| Liu et al. | Improved delivery system for celastrol-loaded magnetic Fe3O4/α-Fe2O3 heterogeneous nanorods: HIF-1α-related apoptotic effects on SMMC-7721 cell | |
| Wang et al. | Implantable composite fibres with Self-supplied H2O2 for localized chemodynamic therapy | |
| CN110559454B (zh) | 一种用于诊疗阿尔兹海默症的纳米复合药物 | |
| KR100943923B1 (ko) | 킬레이팅 유기 고분자와 생물학적 금속으로 이루어진 나노입자, 그리고 ｅｐｒ 효과를 이용한 새로운 광범위 무독성항암제 및 그 제조 방법 | |
| CN103446588B (zh) | 靶向型诊疗联用药物及其制备方法和应用 | |
| Ak et al. | Erythrocyte membrane vesicles coated biomimetic and targeted doxorubicin nanocarrier: Development, characterization and in vitro studies | |
| Jaiswal et al. | Magneto-thermally responsive hydrogels for bladder cancer treatment: Therapeutic efficacy and in vivo biodistribution | |
| Mishra et al. | Microwave synthesis of chitosan capped silver–dysprosium bimetallic nanoparticles: a potential nanotheranosis device | |
| Zhao et al. | Thermochemotherapy mediated by novel solar-planet structured magnetic nanocomposites for glioma treatment | |
| Xu et al. | One-step preparation of Fe3O4/nanochitin magnetic hydrogels with remolding ability by ammonia vapor diffusion gelation for osteosarcoma therapy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180501 Termination date: 20200720 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |