CN107970449A - 一种载药的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种载药的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒及其制备方法，包括聚吡咯纳米粒的制备以及载药的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒的制备。本发明所制备的载药的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒制备工艺简单，生产成本低，易于工业化生产。一方面，该新型纳米制剂通过肿瘤部位的EPR效应进入肿瘤间质，实现肿瘤被动靶向给药，提高药物生物利用度，降低药物毒副作用，增强药物治疗作用，另一方面，包覆在内部的聚吡咯具有很高的光热转换效率，可同时进行光热治疗，并实现光声成像，具有潜在的临床应用价值。
Description
技术领域
本发明属于医疗药物领域，具体涉及到一种载药的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒及其制备方法。
背景技术
肿瘤光热治疗是药剂学研究领域中的热点之一。光热治疗是指利用具有较高光热转换效率的材料，将其注射入人体内部，利用靶向性识别技术聚集在肿瘤组织附近，并在外部光源(一般是近红外光)的照射下将光能转化为热能来杀死癌细胞的一种治疗方法。生物体本身对700～1100nm的近红外区域的光吸收很少，因此这个区域的光具有非常好的生物组织穿透性。而有机光热转换材料对近红外光有明显的吸收，且由于有机材料的电子具有明显的等离子共振效应，因此被近红外光激发的材料能产生明显的热效应，使周围的介质温度迅速升高。这种治疗方法的优点有：一是能减少患者所经受的疼痛；二是治疗时间短(大约几分钟)，治疗效果明显；三是材料无毒无害，对人体副作用小。
自从光热治疗法兴起以后，迄今已经发展了四代材料体系，目前有机物质材料正处于研究的热潮，其中聚吡咯属于比较典型的一种。聚吡咯是一种常见的杂环共轭型导电高分子聚合物，通常为无定型黑色固体，空气稳定性好，具有良好的生物相容性，在近红外区有很强的吸收(最大吸收波长为716nm)和很高的光热转换效率，它不仅可以进行光热治疗，而且能显著增强光声成像效果，最大成像深度达4.3cm，约为光学成像深度的5倍。聚吡咯作为一类新的光热治疗试剂，具有良好的生物相容性，对近红外具有较强吸收，光热转换效率高和耐光性良好。但是，聚吡咯纳米粒对于一般药物的载药能力较差，无法实现光热治疗与化学治疗的双重作用。而介孔二氧化硅纳米粒具有特殊的结构和性能，包括比表面高、孔径可调、表面可修饰、稳定性好、生物相容性好等优势，使得它近年来作为纳米载体受到广泛关注与研究。
在本发明中，通过本发明所阐述的方法步骤所制备的载药的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒一方面通过肿瘤部位的EPR效应进入肿瘤间质，实现肿瘤被动靶向给药，提高药物的生物利用度，降低药物的毒副作用，增强药物的治疗作用，另一方面，包覆在内部的聚吡咯具有很高的光热转换效率，可同时进行光热治疗，并实现光声成像，具有潜在的临床应用价值。
发明内容
本发明的目的在于针对聚吡咯纳米粒载药能力低以及所载药物毒副作用等问题，提供一种新的载药的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒及其制备方法。该新型载药的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒可通过肿瘤部位的EPR效应进入肿瘤间质，实现肿瘤被动靶向给药，降低药物的毒副作用，增强药物的治疗作用，同时，内部的聚吡咯可实现光热治疗和光声成像双重作用，具有潜在的临床应用价值。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现，但本发明并不仅限于下述技术：
步骤1：称取处方量的聚乙烯醇溶于一定量的水，室温搅拌分散后，水浴加热搅拌溶解，得聚乙烯醇溶液，称取处方量三氯化铁六水合物，加入到冷却至室温的聚乙烯醇溶液中，室温搅拌1h，得混合物溶液；
步骤2：向步骤1所制得的混合物溶液中加入处方量的吡咯单体溶液，于低温条件(＜15℃)下反应4h，经过离心、热水洗涤数次后即得聚吡咯纳米粒；
步骤3：称取处方量十六烷基三甲基溴化铵溶于一定量的无水乙醇，加入一定量的水和适量步骤2中所制得的聚吡咯纳米粒，于35℃恒温搅拌一定时间后，向其中缓慢加入处方量的正硅酸乙酯和氨水，继续恒温搅拌反应24h，离心得二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒；
步骤4：将步骤3中所得纳米粒分散到浓盐酸/乙醇(v:v＝1:500)溶液中，60℃恒温搅拌3h后离心得固体产物，重复该处理过程3次，即得介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒；
步骤5：称取步骤4制得的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒分散于50％乙醇水溶液中，得纳米混悬液，制备药物乙醇溶液，加入到前述纳米粒混悬液中，搅拌吸附后旋转蒸发除去有机溶剂、离心除去水，得到载药的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒。
附图说明
图1为本发明实施例1所制备的聚吡咯纳米粒和介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒的物理外观图
图2为本发明实施例1所制备的聚吡咯纳米粒和介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒的粒径分布图和Zeta电位分布图
图3为本发明实施例1所制备的聚吡咯(PPy)纳米粒，介孔二氧化硅纳米粒(MSN)和介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒(PPy@MSN)的红外光谱图
图4为本发明实施例2中介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒的溶液水平光致热温度变化曲线图
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明进行详细描述，但本发明并不仅限于下述实施例。
实施例1
1.聚吡咯纳米粒的制备
称取299.8mg聚乙烯醇，加入20mL水，室温搅拌0.5h分散后，70～80℃水浴加热搅拌0.5h使其充分溶解，待溶液恢复至室温后，向其中加入255.6mg三氯化铁六水合物，于室温搅拌1h，然后向其中加入28μL吡咯单体溶液，于低温条件(＜15℃)下反应4h，通过离心、热水洗涤数次即得聚吡咯纳米粒，均匀分散于适量水中保存备用，外观如图1(A)所示。
2.介孔二氧化硅纳米粒的制备
称取0.1g十六烷基三甲基溴化铵，加入48mL水，80℃水浴加热搅拌溶解，加入0.35mL2.0M氢氧化钠水溶液，搅拌混合均匀，然后逐滴加入0.5mL正硅酸乙酯，室温搅拌反应3h，通过离心、热水和乙醇洗涤数次即得二氧化硅纳米粒。配制34mL浓盐酸/乙醇或甲醇(v:v＝1:16)溶液，将0.3g前述所得二氧化硅纳米粒均匀分散于其中，80～90℃水浴加热回流反应24h，通过离心、水和乙醇洗涤数次即得介孔二氧化硅纳米粒。
3.介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒的制备
称取3.2g十六烷基三甲基溴化铵，加入500mL无水乙醇，超声溶解后，依次加入1600mL水和适量聚吡咯纳米粒混悬液，35℃恒温搅拌20～30min，然后缓慢加入2mL正硅酸乙酯和0.2mL氨水，继续35℃恒温搅拌反应24h，离心得黑色固体。配制100.2mL浓盐酸/乙醇(v:v＝1:500)溶液，将前述所得黑色固体均匀分散于其中，60℃恒温搅拌3h，离心得固体产物，重复该处理过程3次，即得介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒，外观如图1(B-C)所示。
将制备成的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒及前面制备的聚吡咯纳米粒分别均匀分散于水中，采用马尔文激光粒度分析仪测量其粒径和Zeta电位，结果如图2(A-D)所示；将制备成的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒及前面制备的聚吡咯纳米粒、介孔二氧化硅纳米粒进行干燥，通过红外光谱扫描，得到三者的红外光谱图，如图3所示。
4.载药的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒的制备
称取10.0mg介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒，均匀分散于3mL 50％乙醇水溶液中，得纳米粒混悬液；称取12.0mg和厚朴酚，溶解于4mL乙醇中。将药物溶液加入到纳米粒混悬液中，搅拌吸附后，旋转蒸发除去有机溶剂、离心除去水，用乙醇洗去多余药物，即得载和厚朴酚的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒。
实施例2
1.红外光谱分析
分别取聚吡咯纳米粒、介孔二氧化硅纳米粒和介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒进行傅氏转换红外光谱分析，表征结果如图3所示。结果表明三个样品均出现了二氧化硅的特征吸收峰：1099cm-1处为Si-O-Si的伸缩振动峰，3441cm-1处为-OH的伸缩振动峰。相比空白聚吡咯(PPy)纳米粒的红外光谱图，介孔二氧化硅包覆的聚吡咯纳米粒(PPy@MSN)的光谱图明显不同，出现了PPy纳米粒和二氧化硅纳米粒的特征峰。再者，相比空白介孔二氧化硅纳米粒(MSN)的红外光谱图，PPy@MSN的光谱图在1635cm-1处出现了明显的吡咯环C＝C伸缩振动峰，证明了聚吡咯的存在。其次，在含MSN的三个光谱图中均出现了-CH2的振动峰(2918cm-1)和-NH-的变形振动峰(1650cm-1)，可能是由于部分十六烷基三甲基溴化铵的存在所致。
2.体外光热效应研究
以水、1000μg/mL浓度的介孔二氧化硅纳米粒混悬液作为对照，配制不同浓度(0μg/mL、62.5μg/mL、125μg/mL、250μg/mL、500μg/mL、1000μg/mL)的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒水混悬液，各取1mL置于石英比色皿中，以功率密度为1.0W/cm2的808nm激光照射10min，采用热电偶温度计实时监测混悬液温度变化，以时间为横坐标，混悬液温度为纵坐标拟合作图，得到不同浓度纳米粒混悬液的温度随时间变化的曲线图，结果如图4所示。
Claims (6)
1.一种载药的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒，其特征在于：所述方法包含以下步骤：
(1)称取处方量的聚乙烯醇溶于一定量的水，室温搅拌分散后，水浴加热搅拌溶解，得聚乙烯醇溶液；
(2)称取处方量三氯化铁六水合物，加入到冷却至室温的聚乙烯醇溶液中，室温搅拌；
(3)向步骤(2)所得混合物溶液中加入处方量的吡咯单体溶液，于低温条件下反应，经过离心、热水洗涤数次后即得聚吡咯纳米粒；
(4)称取处方量十六烷基三甲基溴化铵溶于一定量的有机溶剂，加入一定量的水和适量步骤(3)中所得聚吡咯纳米粒，于35℃恒温搅拌一定时间后，向其中缓慢加入处方量的硅源和氨水，继续恒温搅拌反应，离心得二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒；
(5)将步骤(4)中所得纳米粒分散到浓盐酸/乙醇(v:v＝1:500)溶液中，60℃恒温搅拌后离心得固体产物，重复该处理过程3次，即得介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒；
(6)称取处方量的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒和处方量的药物，采用溶剂挥发法或吸附法实现该纳米粒的载药，得到载药的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒。
2.根据权利要求1所述的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒的制备方法，其特征在于：所述的聚乙烯醇醇解度为87.0-89.0mol％，黏度为3.2-3.6mPa.s。
3.根据权利要求1所述的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒的制备方法，其特征在于：所述的硅源为正硅酸乙酯、3-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或其混合物。
4.根据权利要求1所述的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒的制备方法，其特征在于：所述纳米粒中各组分重量百分比为：介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米0.02～1份，药物0.0017～0.085份，溶剂5～250份。
5.根据权利要求1所述的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒的制备方法，其特征在于：所述的药物为和厚朴酚、多烯紫杉醇、姜黄素中的一种或其混合物。
6.根据权利要求1所述的介孔二氧化硅包覆聚吡咯纳米粒的制备方法，其特征在于：所述的有机溶剂为无水乙醇、甲醇中的一种或其混合溶剂。
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