CN109248327B - 一种介孔二氧化硅药物递送系统及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医药技术领域，涉及一种光热和还原响应的介孔二氧化硅药物递送系统及其应用。具体涉及由光热材料聚多巴胺(PDA)包覆的二硫键连接的介孔二氧化硅载药体系的构建及其应用。本发明通过PDA包覆二硫键接枝的介孔二氧化硅纳米粒(MSN‑SS‑PDA)利用二硫键将PDA共价接枝于介孔二氧化硅表面，并利用氧化‑聚合法将PDA包覆在最外层，制得的具备近红外光照射下的热疗和还原与pH双重响应型释药能力的纳米药物递送系统。

Description

一种介孔二氧化硅药物递送系统及其应用
技术领域
本发明属于医药技术领域，涉及一种光热和还原响应的介孔二氧化硅药物递送系统及其应用。具体涉及由光热材料聚多巴胺(PDA)包覆的二硫键连接的介孔二氧化硅载药体系的构建及其应用。所述的介孔二氧化硅药物递送系统可以作为新型化疗和光热治疗结合的刺激响应型药物递送系统。
背景技术
恶性肿瘤已成为威胁人类健康的最严重的疾病。传统疗法仅限于肿瘤切除，化疗和放疗，然而，高复发率，浸润性生长，多药耐药性(MDR)和高转移率使得传统治疗对高达80％的患者无用。而且，对正常细胞的毒副作用和过早药物释放导致生物利用度的低下在很大程度上限制了常规治疗。
如何减少药物的提前释放，并且在达到靶部位后，根据靶部位的生理特点来控制药物的释放已成为近年来药剂学研究的热点之一。利用靶部位特殊的生理特点，设计的环境响应型递送系统，不仅可以增加药物在病灶组织的浓度，还可以降低给药剂量，减少抗癌药物对正常组织的毒副作用。根据外界刺激条件的不同，可设计具有还原响应、pH响应、酶响应和光响应等不同性质的环境响应型递送系统，其中还原和pH响应目前应用的最为广泛。谷胱甘肽(GSH)是细胞内含量比较丰富的还原剂，据有关文献报道其在细胞内的浓度高达2-10mmol·L-1，而细胞外的浓度低至2-20μmol·L-1，故GSH在细胞内的浓度为细胞外浓度的100-1000倍。另外，肿瘤组织中的缺氧状态和GSH的浓度是正常细胞的3-4倍，这为还原响应型给药系统针对性治疗恶性肿瘤提供优势。由于二硫键在血液中可以稳定存在，而在高浓度的GSH作用下易发生断裂，可据此设计还原敏感型药物递送系统。pH是体内存在的另一个重要的刺激。血液和正常组织的pH约为7.4，而一些病灶组织(如炎症和肿瘤组织)的pH略低。此外，肿瘤细胞中的内涵体和溶酶体的pH可达到4.5-5.0。根据体内这些pH的差异，可设计pH响应型的药物递送系统。虽然刺激响应型药物递送系统可以有效地控制药物的提前释放，从而降低药物的毒副作用，但对于大部分的体系，其复杂的分子设计使得其制备过程，重现性以及质量保障都异常困难，而且体系的载药量较低，长期稳定性较差，使其很难投入应用，很多都还只能停留在概念层面上。因此，寻找适宜的能够满足临床用药剂量要求的载药量，且载药系统稳定及疗效显著的药物递送系统是药剂学研究领域的热点与难点。
无机介孔材料的出现，为纳米给药系统的研发开辟了蹊径。国际理论和应用化学联合会(IUPAC)定义，根据孔径的尺寸，多孔材料可被分为3类：孔径小于2nm的为微孔材料，孔径大于50nm的为大孔材料，介于2～50nm的为介孔材料。介孔材料除具有稳定性、生物惰性、粒径均一有序等特点，Vallet-Regi等于2001年率先报道了以介孔分子筛作为药物载体的研究，开辟了介孔材料在医药领域的应用研究。这一报道很快引起介孔材料和医药领域研究者的关注。在众多的纳米无机多孔载体中，介孔二氧化硅具有作为难溶性药物载体的独特优势：①较大的比表面积和孔体积，可以有效提高载体的载药量；②适宜大小的孔道(2-50nm)能够抑制药物粒子的生长，使药物以无定形或分子形式存在，利于药物溶解度的提高。③空间上相互连通的孔道能够有效维持药物粒子的分散状态，阻止药物粒子的再聚积，进而提高药物的物理稳定性。
单纯依靠药物对病灶组织的治疗仍然是有限的，并且容易导致耐药性等问题，因此光热疗法(热疗)成为一种辅助治疗的新兴方法。作为一种非侵入性的癌症治疗方法，光热疗法(PTT)利用具有较高光热转换效率的材料或者载体，将其注射入人体内部，在近红外区(NIR)激光照射下产生热量并增加肿瘤组织的局部温度，导致细胞内蛋白质的变性和癌细胞的消融。波长700～1100nm的近红外光对正常组织无创伤，穿透深度长，在帮助药物输送和改善治疗效果方面显示出巨大的前景。光热疗法的优点包括，一是减少患者所经受的疼痛；二是缩短治疗时间(几分钟)且治疗效果明显。因此，光热疗法由于其对正常细胞的最小副作用而被认为是一种有前途的癌症治疗方法。光热疗法的核心是超强光热转化效率的纳米材料。传统光热转化材料的报道集中在氧化石墨烯、纳米金、碳纳米管、聚吡咯等，但这些材料存在的细胞毒性或潜在生物毒性等问题限制了其在生物医学领域的应用。因此，开发一种新的介孔二氧化硅载药体系用于化疗和光热治疗是本领域科研人员一直致力的方向。
为了更好地消融肿瘤细胞并克服传统化学药物引起的副作用，化疗和光热疗法的结合被称为化疗-光热疗法，引起了广泛的关注。新的结合疗法可以通过将细胞毒性热和化学药物输送到癌症部位来诱导协同效应。另外，在高温的情况下，化学药物的毒性增加，肿瘤细胞对化疗药物更敏感，因此剂量需求和副作用大幅降低。
现有技术中没有以PDA包覆的二硫键连接的介孔二氧化硅载药体系用于化疗和光热治疗结合的刺激响应型药物递送系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种具备近红外光热转换能力的还原与pH双重响应型药物递送系统，以实现药物在靶组织的刺激响应型释放和化疗、光热治疗的协同作用，增强治疗效果并降低毒副作用。
本发明将近红外仿贻贝材料聚多巴胺(PDA)通过二硫键修饰在介孔二氧化硅载体的孔道表面，构建具有近红外光热转换能力的还原与pH双重响应型门控体系，并且在体系的表面包覆上PDA，提高了稳定性并增强治疗效果。
本发明所述的药物递送系统是将PDA包覆于二硫键接枝的介孔二氧化硅纳米粒表面而制成，该系统具备还原与pH双重响应型释药能力和近红外照射下的化热疗协同增效。
本发明通过PDA包覆二硫键接枝的介孔二氧化硅纳米粒(MSN-SS-PDA)利用二硫键将PDA共价接枝于介孔二氧化硅表面，并利用氧化-聚合法将PDA包覆在最外层，制得的具备近红外光照射下的热疗和还原与pH双重响应型释药能力的纳米药物递送系统。
本发明所采用的技术方案如下：
1)介孔二氧化硅纳米粒(MSN)的制备：
利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板，制得介孔孔道结构的MSN。
2)巯基化介孔二氧化硅(MSN-SH)的制备：
将MSN载体分散到无水乙醇中，在氮气保护下与(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷(MPTMS)回流反应，制得巯基化修饰的介孔二氧化硅载体MSN-SH，然后利用酸萃取法除去CTAB模板，将已暴露出介孔孔道的MSN作为药物载体。
3)MSN-SS-COOH的制备：
将巯基化介孔二氧化硅纳米粒载体在无水乙醇中与2-2′-二硫二吡啶(Py-SS-Py)进行反应，在介孔二氧化硅表面引入二硫键，进一步分散在无水乙醇中，与3-巯基丙酸发生巯基交换反应，制得通过二硫键连接羧基末端的MSN载体(MSN-SS-COOH)。
4)MSN-SS-PDA的制备
在弱碱性环境下在MSN表面包覆PDA，得到通过二硫键接枝的表面包覆PDA的MSN载体(MSN-SS-PDA)；
具体地，是将MSN-SS-COOH分散在适量弱碱性的Tris缓冲液中，而后加入盐酸多巴胺避光空气中搅拌,得到通过二硫键接枝PDA的MSN载体(MSN-SS-PDA)。
所述的弱碱性的Tris缓冲液的pH值为8.0-9.0。
步骤1)中：以CTAB形成胶束作为模板，正硅酸乙酯(TEOS)作为硅源，70℃至90℃反应，TEOS水解生成二氧化硅。
步骤2)中：巯基化试剂MPTMS与步骤(1)中加入的TEOS的体积比为1：7到1：3之间。
步骤3)中：反应在室温(25℃±2℃)条件下反应24-48h。
步骤4)中：将MSN-SS-COOH分散在三羟甲基氨基甲烷(10mM pH8.0-9.0)缓冲液中，多巴胺在弱碱性环境下氧化聚合成聚多巴胺(PDA)包覆在载体最外层。
具体地，本发明所述的MSN-SS-PDA的制备中：
1)二维管状孔道结构的MSN的制备：
本发明利用CTAB形成胶束作为致孔剂，正硅酸乙酯(TEOS)作为硅源，70℃至90℃下水解TEOS制得，具体制备步骤如下所述：
将0.6g–1.4g CTAB加入到400mL–600mL蒸馏水中，在70-90℃水浴中磁力搅拌(700rpm)30min以上，待其完全溶解后，保持搅拌条件，加入2mL–4mL的2mol/L的氢氧化钠溶液，继续搅拌保持反应15-30min后，缓慢滴加4mL–6mL的TEOS，使其均匀分散在反应体系内，反应保持2-3h后停止，待反应液冷却至室温，离心收集样品，使用蒸馏水和无水乙醇洗涤，收集产品备用。
2)巯基化介孔二氧化硅(MSN-SH)的制备
将MSN载体均匀分散到100mL–120mL无水乙醇中，然后加入0.6mL–1.6mL的MPTMS，在80℃氮气保护下回流8-16h，待反应结束后，通过离心收集样品，用无水乙醇洗涤三次，之后采用酸萃取法去除表面活性剂模板，将样品加入到60mL-100mL无水乙醇与0.8g–1.2g硝酸铵的混合溶液中，在80℃水浴中回流12h，萃取结束后离心收集已除模板的样品，用无水乙醇洗涤，备用。
3)MSN-SS-COOH的制备
将400mg–500mg已除模板的MSN-SH载体分散到20mL–30mL的无水乙醇中，然后加入200mg–300mg的Py-SS-Py，混合物在室温(25℃±2℃)条件下，于500rpm搅拌反应24-48h，产物经过离心收集沉淀，无水乙醇洗净后再分散到20mL–30mL的无水乙醇中，继续加入200μL–300μL的3-巯基丙酸，在室温(25℃±2℃)条件下，于500rpm搅拌反应24-48h，产物经过离心(8000rpm，8min)收集沉淀，无水乙醇洗净备用。
4)MSN-SS-PDA的制备
将50mg–100mg的MSN-SS-COOH溶解在40mL–50mL pH 8.5Tris缓冲液中，再加入25mg–50mg的盐酸多巴胺后于室温下600rpm搅拌反应12小时，产物经过离心(8000rpm，10min)收集沉淀，即为MSN-SS-PDA,蒸馏水洗净备用。
本发明制备的MSN-SS-PDA纳米载体，粒径分布为130-200nm，Zeta电位为-10至-1mV。(在pH＝7.4的磷酸缓冲盐溶液下测定)。
本发明利用PDA包覆的二硫键接枝的介孔二氧化硅纳米粒，赋予纳米载体在靶组织的刺激响应型药物释放能力和化疗、光热治疗的协同增效并降低毒副作用。所述的药物为抗肿瘤药物，可以为：阿霉素，喜树碱，紫杉醇等。
其中，药物与PDA包覆的二硫键接枝的介孔二氧化硅纳米粒间的质量比为1：1到1：5之间。
制备时，可以将药物装载入步骤3)制备的MSN-SS-COOH，然后再按照后续步骤制备含药的MSN-SS-PDA纳米载体。
以阿霉素(DOX)为例：
先将阿霉素装载入步骤3)制备的MSN-SS-COOH，然后再按照后续步骤制备含药的MSN-SS-PDA纳米载体。
阿霉素与PDA包覆的二硫键接枝的介孔二氧化硅纳米粒的质量比为1：1到1：5之间。且当阿霉素与PDA包覆的二硫键接枝的介孔二氧化硅纳米粒的质量比为1：2到1：3之间，时，具有最佳的载药量和最佳的技术效果。
具体地阿霉素装载入MSN-SS-COOH的制备：
将20mg–30mg DOX溶解在4mL–7mL蒸馏水中，室温条件下搅拌约1h，然后加入80mg–120mg MSN-SS-COOH，超声处理1h，然后加入8mL–12mL pH7.4的磷酸缓冲溶液(PBS)，继续搅拌24h。将载DOX的MSN-SS-COOH于8000离心5min沉淀纳米粒子，用pH 5.0的PBS洗涤除去MSN-SS-COOH表面吸附的DOX，干燥，即得载药纳米粒。
含药的MSN-PDA纳米载体制备方法与含药的MSN-SS-PDA相同，只是将每步中的MSN-SS-COOH换成MSN。具体见实施例12。
本发明引入了仿贻贝材料聚多巴胺，其不但具有良好的近红外光热转化效应，而且还有良好的生物相容性、组织亲和性和粘附性。多巴胺(dopamine)(图1A)是生物体内一种重要的神经递质,也是一种模拟贻贝粘附蛋白的小分子结构，在碱性水溶液条件下,它能在溶解氧的作用下发生氧化聚合-交联反应,形成强力附着于固体材料表面富含邻苯二酚基团的聚多巴胺(PDA)(图1B)复合薄层.其中,邻苯二酚活性基团能够进行二次反应,将功能分子引入材料表面,实现材料表面的进一步功能化。
为了证明MSN-SS-PDA体系中二硫键的必要性，本发明制备了PDA直接共价包覆MSN载体的样品MSN-PDA，并进行DOX的装载，与含有二硫键载药体系MSN-SS-PDA相比，不含二硫键MSN-PDA载药体系在pH7.4和pH5.0的PBS溶液里，体系中存在或不存在GSH时，释放曲线没有显著区别，不具有还原敏感性释药的作用。
本发明利用介孔二氧化硅作为难溶性药物的载体，利用载体的内部空腔结构和外层介孔孔壁的限制作用，实现药物的高效装载与稳定分散。然后将光热材料PDA通过二硫键接枝于介孔二氧化硅的介孔孔道表面，即成为“还原/pH/光热响应门控式”开关，赋予该药物递送系统还原与pH双重响应型释药与近红外光下光热增效的特征，当递送系统靶向到病灶组织后，用近红外光对病灶部位进行照射，光热材料PDA可将光能高效地转换成热量，使局部温度升高，细胞对靶向载体的摄取量增加，同时细胞内的递送系统还原响应性释药的敏感性增加，加快药物的释放，从而实现化疗和光热治疗的协同增效，进一步降低化疗药物的毒副作用。
附图说明
图1为Dopamine(A)与Polydopamine(PDA)(B)的分子式；
图2为实施例1制备的MSN和实施例8制备的MSN-SS-PDA透射电镜结果；
图3为实施例4制备的MSN-SH、实施例6制备的MSN-SS-COOH以及实施例8制备的MSN-SS-PDA的氮气吸附解吸附等温线；
图4为实施例4制备的MSN-SH、实施例6制备的MSN-SS-COOH以及实施例8制备的MSN-SS-PDA的孔径分布；
图5为实施例4制备的MSN-SH和实施例6制备的MSN-SS-COOH，实施例8制备的MSN-SS-PDA的Zeta电位；
图6为实施例4制备的MSN-SH，实施例6制备的MSN-SS-COOH和实施例8制备的MSN-SS-PDA的TGA数据；
图7为光照功率为3W/cm2时实施例8制备的MSN-SS-PDA的近红外升温数据；
图8为实施例8制备的MSN-SS-PDA在不同近红外光照功率下的升温数据；
图9为实施例10制备的DOX装载的MSN-SS-PDA与实施例12制备的DOX装载的MSN-PDA药物递送系统的pH与还原响应型释放；
图10为实施例10制备的DOX装载的MSN-SS-PDA药物递送系统在近红外光照射下的药物释放。
图11为DOX溶液组，MSN-SS-PDA空白载体，MSN-SS-PDA载药体系在808nm的NIR照射下的4T1乳腺癌细胞的存活率。
具体实施方式
实施例1
精确称取1g CTAB加入到500mL的烧杯中，向烧杯中加入480mL蒸馏水，于80℃水浴中磁力搅拌(700rpm)至透明状态，保持搅拌条件，向上述混合溶液继续加入3.5mL的2mol/L的氢氧化钠溶液，继续搅拌15min后逐滴加入5mL的TEOS，80℃水浴下继续搅拌2h。待反应液冷却至室温，离心(8000rpm，8min)收集得到白色固体，使用蒸馏水和无水乙醇充分洗涤，将洗净的样品加入到80mL无水乙醇与1.2g硝酸铵的混合溶液中，在80℃水浴中回流12h，萃取结束后离心(8000rpm，8min)收集已除模板的样品，用无水乙醇洗涤3次，干燥后过80目筛，得白色产物即为介孔二氧化硅纳米载体(MSN)。
制得的介孔二氧化硅纳米载体(MSN)呈椭球型，粒径均一，具有明显的平行排列的介孔孔道，孔道大小在2nm至4nm有利于药物的高效装载和“门控”释放。
实施例2
精确称取1.2g CTAB加入到500mL的烧杯中，向烧杯中加入500mL蒸馏水，于80℃水浴中磁力搅拌(700rpm)至透明状态，保持搅拌条件，向上述混合溶液继续加入3mL的2mol/L的氢氧化钠溶液，继续搅拌15min后逐滴加入5mL的TEOS，80℃水浴下继续搅拌2h。待反应液冷却至室温，离心(8000rpm，8min)收集得到白色固体，使用蒸馏水和无水乙醇充分洗涤，将洗净的样品加入到80mL无水乙醇与1.2g硝酸铵的混合溶液中，在80℃水浴中回流12h，萃取结束后离心(8000rpm，10min)收集已除模板的样品，用无水乙醇洗涤3次，干燥后过100目筛，得白色产物即为介孔二氧化硅纳米载体(MSN)。
实施例3
精确称取1.4g CTAB加入到500mL的烧杯中，向烧杯中加入520mL蒸馏水，于80℃水浴中磁力搅拌(700rpm)至透明状态，保持搅拌条件，向上述混合溶液继续加入4mL的2mol/L的氢氧化钠溶液，继续搅拌15min后逐滴加入5.5mL的TEOS，80℃水浴下继续搅拌2h。待反应液冷却至室温，离心(8000rpm，8min)收集得到白色固体，使用蒸馏水和无水乙醇充分洗涤，将洗净的样品加入到80mL无水乙醇与1.2g硝酸铵的混合溶液中，在80℃水浴中回流12h，萃取结束后离心(8000rpm，10min)收集已除模板的样品，用无水乙醇洗涤3次，干燥后过120目筛，得白色产物即为介孔二氧化硅纳米载体(MSN)。
实施例4
称取实施例1中制得的MSN载体150mg均匀分散到100mL无水乙醇中，然后加入1.0mL的MPTMS，在80℃氮气保护下回流12h，待反应结束后，通过离心(8000rpm，8min)收集样品，用无水乙醇洗涤三次，再将样品加入到80mL无水乙醇与1.2g硝酸铵的混合溶液中，在80℃水浴中回流12h，萃取结束后离心(8000rpm，8min)收集已除模板的样品，用无水乙醇洗涤3次，所得样品即为巯基化介孔二氧化硅纳米粒(MSN-SH)。
实施例5
称取实施例1中制得的MSN载体140mg均匀分散到110mL无水乙醇中，然后加入1.4mL的MPTMS，在80℃氮气保护下回流12h，待反应结束后，通过离心(8000rpm，10min)232收集样品，用无水乙醇洗涤三次，再将样品加入到80mL无水乙醇与1.2g硝酸铵的混合溶液中，在80℃水浴中回流12h，萃取结束后离心(8000rpm，8min)收集已除模板的样品，用无水乙醇洗涤3次，所得样品即为巯基化介孔二氧化硅纳米粒(MSN-SH)。
实施例6
称取400mg实施例4中制得的MSN-SH载体，分散到25mL的无水乙醇中，之后加入200mg的Py-SS-Py，混合物在室温(25℃±2℃)条件下，于500rpm搅拌反应48h，产物经过离心(10000rpm，5min)收集沉淀，无水乙醇洗净后重新分散到20mL无水乙醇中，再加入200μL3-巯基丙酸，于500rpm搅拌反应24h，离心(10000rpm,5min)收集沉淀，无水乙醇洗净即得MSN-SS-COOH。
实施例7
称取500mg实施例4中制得的MSN-SH载体，分散到30mL的无水乙醇中，之后加入250mg的Py-SS-Py，混合物在室温(25℃±2℃)条件下，于500rpm搅拌反应48h，产物经过离心(10000rpm，5min)收集沉淀，无水乙醇洗净后重新分散到30mL无水乙醇中，再加入250μL3-巯基丙酸，于500rpm搅拌反应24h，离心(10000rpm,5min)收集沉淀，无水乙醇洗净即得MSN-SS-COOH。
实施例8
称取50mg实施例7中得到的MSN-SS-COOH，分散在40mL pH 8.5Tris缓冲液中，再加入25mg的盐酸多巴胺后于600rpm搅拌反应12小时，产物经过离心(8000rpm，10min)收集沉淀,蒸馏水洗净即得MSN-SS-PDA。
体系可以实现超过40℃的近红外升温，升温能力良好，在实现对肿瘤组织的光热治疗的同时，促进抗癌药的释放。
实施例9
称取60mg实施例7中得到的MSN-SS-COOH，分散在50mL pH 8.5Tris缓冲液中，再加入30mg的盐酸多巴胺后于600rpm搅拌反应12小时，产物经过离心(8000rpm，10min)收集沉淀,蒸馏水洗净即得MSN-SS-PDA。
实施例10
称取20mg DOX溶解在4mL蒸馏水中，室温条件下搅拌约1h，然后加入80mg实施例7中得到的MSN-SS-COOH，超声处理1h，再向其中加入8mL pH7.4的PBS，继续搅拌24h。将载DOX的MSN-SS-COOH于8000rpm离心5min沉淀纳米粒子，而后用pH 5.0的PBS洗涤除去MSN-SS-COOH表面吸附的DOX，干燥，即得MSN-SS-COOH/DOX。称取50mg上述载药纳米粒，分散在40mLpH 8.5Tris缓冲液中，再加入25mg的盐酸多巴胺后于600rpm搅拌反应12小时，产物经过离心(8000rpm，10min)收集沉淀，蒸馏水洗净即得MSN-SS-PDA/DOX。
实施例11
称取30mg DOX溶解在7mL蒸馏水中，室温条件下搅拌约1h，然后加入120mg实施例7中得到的MSN-SS-COOH，超声处理1h，再向其中加入12mL pH7.4的PBS，继续搅拌24h。将载DOX的MSN-SS-COOH于8000rpm离心5min沉淀纳米粒子，而后用pH 5.0的PBS洗涤除去MSN-SS-COOH表面吸附的DOX，干燥，即得MSN-SS-COOH/DOX。称取60mg上述载药纳米粒，分散在50mL pH 8.5Tris缓冲液中，再加入30mg的盐酸多巴胺后于600rpm搅拌反应12小时，产物经过离心(8000rpm，10min)收集沉淀，蒸馏水洗净即得MSN-SS-PDA/DOX。
实施例12
称取20mg DOX溶解在4mL蒸馏水中，室温条件下搅拌约1h，然后加入80mg实施例1中得到的MSN，超声处理1h，再向其中加入8mL pH7.4的PBS，继续搅拌24h。将载DOX的MSN于8000rpm离心5min沉淀纳米粒子，而后用pH 5.0的PBS洗涤除去MSN表面吸附的DOX，干燥，即得MSN/DOX。称取50mg上述载药纳米粒，分散在40mL pH 8.5Tris缓冲液中，再加入25mg的盐酸多巴胺后于600rpm搅拌反应12小时，产物经过离心(8000rpm，10min)收集沉淀，蒸馏水洗净即得MSN-PDA/DOX。
实施例13
取5mg DOX装载的MSN-SS-PDA(实施例10)与MSN-PDA(实施例12)在不同的释药介质中进行体外释放实验：pH 5.0PBS，pH 7.4PBS，pH 5.0PBS加入10mM谷胱甘肽(GSH)以及pH7.4PBS加入10mM GSH。释放介质体积为1mL，温度为37℃，转速为150rpm，在波长为480nm处测定吸光度，计算不同时间下阿霉素在不同pH介质以及不同浓度GSH条件下的体外释放量。
结果表明，DOX装载的MSN-SS-PDA在pH 5.0PBS(模拟肿瘤弱酸性环境)中的释放速率比pH 7.4PBS(模拟正常组织环境)中快。与未加入GSH组相比，加入GSH后药物的释放速率明显增加，说明制备的载药体系有明显的pH与还原双重响应型释药特性，而DOX装载的MSN-PDA加入GSH后，释放速率没有明显改变，相关数据见图9。
实施例14
取2mg DOX装载的MSN-SS-PDA(实施例10)分散到2mL的pH 5.0PBS中，GSH组中GSH的浓度为10mM，温度为37℃，转速为150rpm。对于NIR组，在0h和2h时，将样品取出，用808nm的NIR光进行照射5min，功率为2W。在2h和4h后，在波长为480nm处测定吸光度，计算不同条件下阿霉素的体外释放量。
结果表明，DOX装载的MSN-SS-PDA在GSH存在或NIR光照射条件下，药物的释放速率与对照组相比明显增加，而当存在GSH的同时用NIR光进行照射，药物的释放速率会进一步增加，说明GSH和NIR照射对加速药物的释放有协同作用，相关数据见图10。
实施例15
取对数生长期的4T1细胞，调整细胞悬液浓度，接种于96孔板中，每孔加入100ul，置于培养箱中。待细胞贴壁后，分别加入系列不同浓度的DOX溶液，MSN-SS-PDA空白载体和MSN-SS-PDA载药体系，其中MSN-SS-PDA空白载体和实施例10的MSN-SS-PDA载药体系并用808nm的NIR激光器2W功率照射1min。继续孵育24h后，加入2mg/mL MTT溶液50μL，继续孵育4h后小心吸去孔内培养液，每孔加入150μl二甲基亚砜，置摇床上低速振荡10min，使结晶物充分溶解。在酶标仪570nm处测量各孔的吸光值A，并计算细胞的相对存活率。
结果表明，MSN-SS-PDA空白载体在测试浓度范围内对细胞的成活率基本没有影响，细胞存活率一直维持在80％以上，可以认为本发明所制备的空白纳米粒没有明显细胞毒性。而在NIR光照射下，载体的温度升高，会对细胞产生一定的毒副作用。对于MSN-SS-PDA载药体系在808nm的NIR光照射下，细胞的抑制率最高，毒性最大，说明构建的载药体系可以实现化疗和热疗的协同增效，相关数据见附图11。

Claims (5)

1.一种介孔二氧化硅药物递送系统，其特征在于，将光热材料聚多巴胺PDA通过二硫键修饰到介孔二氧化硅表面而制成，所述制备方法如下：
1）二维管状孔道介孔二氧化硅载体的制备；
2）巯基化介孔二氧化硅载体的制备；
3）MSN-SS-COOH的制备；
4）MSN-SS-PDA的制备；
所述步骤（2）中将介孔二氧化硅载体分散到无水乙醇中，在氮气保护下与（3-巯基丙基）三甲氧基硅烷回流反应，制得载体表面疏基化修饰的介孔二氧化硅载体，然后利用酸萃取法除去十六烷基三甲基溴化铵模板，将已暴露出介孔孔道的介孔二氧化硅作为药物载体；
所述步骤（3）中将巯基化介孔二氧化硅载体与2-2'-二硫二吡啶进行反应，在介孔硅表面引入二硫键，再与3-巯基丙酸发生巯基交换反应，制得通过二硫键连接羧基末端的MSN载体MSN-SS-COOH；
所述步骤（4）中，在弱碱性环境下在介孔二氧化硅纳米粒表面包覆聚多巴胺PDA，得到通过二硫键修饰的表面包覆PDA的MSN载体MSN-SS-PDA。
2.权利要求1所述的介孔二氧化硅药物递送系统在制备具有热疗和还原、pH双重响应型释药能力的药物中的应用。
3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的药物为阿霉索，羟基喜树碱或紫杉醇。
4.如权利要求2或3所述的应用，其特征在于，药物与介孔二氧化硅药物递送系统的质量比为1：1到1：5之间。
5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述的药物装载入权利要求1步骤（3）的羧基化介孔二氧化硅载体，然后再按照步骤（4）制备含药的介孔二氧化硅药物递送系统。
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