CN112957345B - 光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系 - Google Patents

光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系，其包括：二硒桥连的介孔硅粒子、负载于所述二硒桥连的介孔硅粒子上的化学药物、包覆于所述二硒桥连的介孔硅粒子外部的温敏层以及负载于所述温敏层上的光敏剂。本发明构建了一种包有温敏层的二硒桥连可降解介孔硅药物递送体系，其核心部位介孔硅粒子具有氧化还原双重响应性质，在肿瘤部位更易于降解从而减小载体材料所带来的蓄积毒性；另一方面，与常见两种药物共载入介孔硅粒子孔道之中不同的是，本体系将化药和光敏剂分级载入，从而可以实现通过光控开关孔道来控制其中化药释放的功能，最终实现光动力与化学药物联合的治疗模式。

Description

光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系
技术领域
本发明涉及药物技术领域，特别涉及一种光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系。
背景技术
当今世界，癌症已经成为威胁人类健康的主要疾病之一，而化疗作为主流疗法已成为各肿瘤治疗时期不可或缺的手段之一。但是，大多数化学药物存在水溶性和稳定性差、缺乏靶向性等缺点，容易造成多种毒副作用；另一方面，单一的化药疗法往往不能起到长久的效果，给药后期易发生多药耐药现象，不能很好的控制疾病的发展，甚至给患者带来极大的痛苦。因此，开发一种高效、低毒的给药系统，并将多种癌症治疗方法联用已成为当下的研究热点。
介孔硅纳米粒子具有均一的粒径和形态、可调节的多孔结构、高比表面积、表面易修饰等优点，在递送化学药物、基因药物、蛋白类药物等都具有很大的潜力。但是作为一种无机框架的药物载体，稳定的-Si-O-Si骨架结构在体内降解的缓慢性和蓄积毒性极大的限制了它的应用。为促进介孔硅粒子在体内的降解，现有研究报道多利用有机化合物如二硫化物的掺杂，将二硫键引入介孔硅框架中[Maggini L,Cabrera I,Ruiz-Carretero A,etal.Breakable mesoporous silica nanoparticles for targeted drug delivery[J].Nanoscale,2016,8]，赋予其还原响应降解的特性；或是掺入金属氧化物，如氧化钙[HaoX,Hu X,Zhang C,et al.Hybrid mesoporous silicabased drug carriernanostructures with improved degradability by hydroxyapatite[J].ACS Nano,2015,9:9614-9625]、氧化铁[Pohaku Mitchell KK,Liberman A,Kummel AC,et al.Iron(III)-doped,silica nanoshells:a biodegradable form of silica[J].JAm Chem Soc,2012,134:13997-14003]等。但是现有的有机物掺杂介孔硅粒子一般只对GSH或是酶类单一条件产生响应而导致降解，而金属氧化物掺杂的介孔硅粒子由于对环境敏感的金属-氧键数量远低于有机物掺杂的粒子，降解速率一般都低于前者，因此在实际应用中往往还是不能达到理想的效果。
对于化学药物来说，介孔硅粒子是一种优良的载体，可以显著改善游离药物在体内的不稳定性、水溶性差等缺点。但是，肿瘤的复杂性、多样性和异质性往往会使药物效果大打折扣，因此现今的研究已经逐渐从单一治疗模式转向联合治疗，更重要的是，将不同治疗模式相结合甚至可以起到“1+1＞2”的效果。其中光敏剂与化药联合使用具有以下优点：(1)光动力产生的ROS可以破坏P糖蛋白从而促进化药在胞内的积累；(2)光热作用或是ROS可以促进化药的释放；(3)ROS可以增强纳米粒子的EPR效应。但现有报导中多是将光敏剂和化药共载于介孔硅的孔隙之中，这种设计不仅会弱化载体对单一药物的载药能力，而且也不能很好的实现药物的控制释放过程。
所以现在需要一种更可靠的方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系。本发明利用联硒化物掺杂的介孔硅纳米粒作为给药系统的核心部分，其含有的双硒键不仅对GSH敏感，也对肿瘤中高浓度的H2O2十分敏感，可以实现氧化还原双重条件下的响应降解，明显减小载体材料所带来的蓄积毒性。本发明的体系将化学药物装载于前述的二硒桥连的介孔硅粒子孔隙之中，光敏剂装载于粒子表面的温敏层中，通过近红外光导致的光热效应控制化药的释放，同时与光动力/光热治疗相结合，从而可很好的应用于癌症治疗。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系，其包括：二硒桥连的介孔硅粒子、负载于所述二硒桥连的介孔硅粒子上的化学药物、包覆于所述二硒桥连的介孔硅粒子外部的温敏层以及负载于所述温敏层上的光敏剂。
优选的是，所述化学药物为盐酸阿霉素或黄连素。
优选的是，所述光敏剂为吲哚菁绿或二氢卟吩e6。
优选的是，其制备方法包括以下步骤：
1)制备二硒桥连的介孔硅粒子；
2)在二硒桥连的介孔硅粒子表面包覆温敏层，制得温敏介孔硅粒子；
3)将化学药物负载于所述温敏介孔硅粒子内部的介孔硅粒子上；
4)将光敏剂负载于所述温敏介孔硅粒子的表面，得到该光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系。
优选的是，所述步骤1)具体包括：将十六烷基三甲基甲苯磺酸铵和三乙醇胺加于到去离子水中，加热搅拌，逐滴加入正硅酸乙酯和双[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]联硒化物的混合物，继续搅拌，反应产物用乙醇离心洗涤，离心洗涤后的产物用硝酸铵回流，得到的产物再用乙醇洗涤，得到二硒桥连的介孔硅粒子：MSN。
优选的是，所述步骤2)具体包括：
2-1)取步骤1)制得的MSN加入到乙醇中超声分散；
2-2)取3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯逐滴加入步骤2-1)得到的分散液中，在氮气保护下回流过夜，得到的产物MSN-MPS用乙醇离心洗涤后干燥待用；
2-3)取步骤2-2)得到的MSN-MPS重悬于去离子水中得到溶液A，另取聚醚酰亚胺溶解于乙醇中得到溶液B；
2-4)将溶液A和溶液B混合，向得到的混合液中加入聚(N-异丙基丙烯酰胺)和N,N-亚甲基双丙烯酰胺，通入氮气除氧后，再加入过硫酸铵，在氮气保护下搅拌过夜；
2-5)步骤2-4)得到的反应产物过滤后用去离子水和乙醇清洗，得到的产物在室温条件下真空干燥，得到温敏介孔硅粒子：MSN-NIPAM。
优选的是，所述步骤3)具体包括：将步骤2)制得的MSN-NIPAM超声溶解在去离子水中，再加入化学药物混合均匀，避光条件下搅拌，然后离心，收集沉淀，即得到负载有化学药物的温敏介孔硅粒子。
优选的是，所述步骤4)具体包括：将步骤3)得到的产物重悬于去离子水中，再加入光敏剂，在避光条件下搅拌过夜，离心，收集沉淀，即得到光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系。
优选的是，所述步骤1)具体包括：将十六烷基三甲基甲苯磺酸铵和三乙醇胺加于到去离子水中，80℃搅拌30min后，逐滴加入正硅酸乙酯和双[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]联硒化物的混合物，继续搅拌4小时，反应产物用乙醇离心洗涤，离心洗涤后的产物用硝酸铵回流12h，产品再用乙醇洗涤，得到二硒桥连的介孔硅粒子：MSN；
所述步骤2)具体包括：
2-1)取步骤1)制得的MSN加入到乙醇中超声分散；
2-2)取3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯逐滴加入步骤2-1)得到的分散液中，在氮气保护下回流过夜，得到的产物MSN-MPS用乙醇离心洗涤后干燥待用；
2-3)取步骤2-2)得到的MSN-MPS重悬于去离子水中得到溶液A，另取聚醚酰亚胺溶解于乙醇中得到溶液B；
2-4)将溶液A和溶液B混合，向得到的混合液中加入聚(N-异丙基丙烯酰胺)和N,N-亚甲基双丙烯酰胺，连续通入4h除氧后，再加入过硫酸铵，在氮气保护下、30℃下搅拌过夜；
2-5)步骤2-4)得到的反应产物用0.22μm的滤膜过滤后用去离子水和乙醇清洗，得到的产物在室温条件下真空干燥1.5小时，得到温敏介孔硅粒子：MSN-NIPAM；
所述步骤3)具体包括：将步骤2)制得的MSN-NIPAM超声溶解在去离子水中，再加入化学药物DOX混合均匀，于40～50℃避光条件下搅拌24h，然后离心，收集沉淀即得到负载有DOX的温敏介孔硅粒子：DOX/MSN-NIPAM；
所述步骤4)具体包括：将步骤3)得到的DOX/MSN-NIPAM重悬于去离子水中，再加入光敏剂ICG，在4℃避光条件下搅拌过夜，离心，收集沉淀，即得到光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系：DOX/ICG/MSN-NIPAM。
本发明的有益效果是：
本发明构建了一种包有温敏层的二硒桥连可降解介孔硅药物递送体系，其核心部位介孔硅粒子具有氧化还原双重响应性质，在肿瘤部位更易于降解从而减小载体材料所带来的蓄积毒性；另一方面，与常见两种药物共载入介孔硅粒子孔道之中不同的是，本体系将化药和光敏剂分级载入，从而可以实现通过光控开关孔道来控制其中化药释放的功能，最终实现光动力与化学药物联合的治疗模式。
附图说明
图1为实施例1中的光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系的构建示意图；
图2为实施例2中的红外结构表征图；
图3为实施例2中的热重分析图；
图4为实施例2中对合成的MSN、MSN-NIPAM的BET测试图；
图5为实施例2中的合成的MSN、MSN-NIPAM的TEM图。
图6为实施例2中MSN在不同条件下的降解测试结果；
图7为实施例2中MSN、MSN-NIPAM的DLS测试图；
图8为实施例2中MSN-NIPAM的LCST测定图；
图9为实施例3中不同条件下ICG/NPs的光热效果图；
图10为实施例3中纳米粒子在不同条件下的体外释放行为结果；
图11为实施例3中纳米粒子在小鼠体内的光热效果图；
图12为实施例4中纳米粒子在体外产生ROS的检测结果；
图13为实施例5中纳米粒子不同组分的细胞毒性结果；
图14为实施例6中纳米粒子在小鼠体内的抗肿瘤效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
本发明的一种光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系，其包括：二硒桥连的介孔硅粒子、负载于所述二硒桥连的介孔硅粒子上的化学药物、包覆于所述二硒桥连的介孔硅粒子外部的温敏层以及负载于所述温敏层上的光敏剂。
其中，二硒桥连的介孔硅粒子为体系的核心部分，用于搭载化学药物；
其中，温敏层由温敏材料NIPAM和PEI共同组成，用于装载光敏剂并和其一起到控释化药的作用；
其中，所述化学药物为盐酸阿霉素或黄连素等任何一种化学药物，发挥化疗作用。
其中，所述光敏剂为吲哚菁绿或二氢卟吩e6等任何一种带负电的光敏剂，用于发挥光动力或者光热治疗作用，以及控制化药的释放。
参照图1，该光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系的制备方法包括以下步骤：
1)制备二硒桥连的介孔硅粒子；
2)在二硒桥连的介孔硅粒子表面包覆温敏层，制得温敏介孔硅粒子；
3)将化学药物负载于所述温敏介孔硅粒子内部的介孔硅粒子上；
4)将光敏剂负载于所述温敏介孔硅粒子的表面，得到该光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系。
图1中，1表示二硒桥连的介孔硅粒子，2表示温敏层，3表示化学药物，4表示光敏剂。
以上为本发明的总体构思，以下再提供更为具体的实施例，以对本发明作进一步说明。
下列实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下列实施例中所用的材料试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下列实施例中化学药物选择盐酸阿霉素，光敏剂选择吲哚菁绿。
实施例1
本实施例提供的光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系的制备方法包括以下步骤：
1、制备二硒桥连的介孔硅纳米粒：MSN
取0.6g十六烷基三甲基甲苯磺酸铵(CTAT)和0.15g三乙醇胺(TEAH3)加到40mL去离子水中，80℃下搅拌30min后按照质量比1～8，逐滴加入双[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]联硒化物(BTESePD)和正硅酸乙酯(TEOS)的混合物(TEOS与BTESePD的混合物：CTAT与TEAH3的反应产物＝1～8)，继续搅拌4小时，用乙醇离心洗涤三次后，采用1％的硝酸铵对离心洗涤后的产品回流处理12h；再用乙醇洗涤，得到二硒桥连的介孔硅粒子：MSN，保存待用。
2、制备温敏介孔硅粒子：MSN-NIPAM
2-1)取25mg步骤1)制得的MSN加入30mL的乙醇中超声分散；
2-2)另取50～500μL的3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯(MPS)逐滴加入步骤2-1)得到的分散液中，在氮气保护下回流过夜，得到的MSN-MPS用乙醇离心洗涤三次后干燥待用；
2-3)取125mg MSN-MPS重悬于75mL去离子水中得到溶液A，另取100～300mg聚醚酰亚胺(PEI)溶解于75mL乙醇中得到溶液B；
2-4)将溶液A和溶液B混合，向得到的混合液中再加入0.5～2g的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(NIPAM)和100～300mg的N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)，连续通入4h氮气除氧，加入2～3mg过硫酸铵(APS)，在氮气保护下、30℃下搅拌过夜；
2-5)步骤2-4)得到的反应产物用0.22μm的滤膜过滤后用去离子水和乙醇清洗，最终得到的橘黄色产物在室温条件下真空干燥1.5小时，得到温敏介孔硅粒子：MSN-NIPAM。
3、制备光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系：DOX/ICG/MSN-NIPAM
3-1)将10mg MSN-NIPAM超声溶解在10mL去离子水中，再加入2～5mg的DOX(盐酸阿霉素)混合均匀，于40～50℃条件下避光搅拌24h，然后离心(10000rpm，10min)除去游离药物并收集沉淀即得到DOX/MSN-NIPAM，即负载有化学药物DOX的温敏介孔硅粒子。
3-2)将上述沉淀DOX/MSN-NIPAM重悬于10mL去离子水中，再加入3～6mg ICG(吲哚菁绿)，在4℃、避光条件下搅拌过夜，离心(10000rpm，10min)除去游离药物并收集沉淀，即得到DOX/ICG/MSN-NIPAM，即负载有化学药物DOX和光敏剂ICG的温敏介孔硅粒子。
本步骤中，还制备了只负载有光敏剂ICG的温敏介孔硅粒子：ICG/MSN-NIPAM，步骤为：
将MSN-NIPAM重悬于10mL去离子水中，再加入3～6mg ICG(吲哚菁绿)，在4℃、避光条件下搅拌过夜，离心(10000rpm，10min)除去游离药物并收集沉淀，即得到ICG/MSN-NIPAM。
以下实施例中，通过相关检测对本发明的光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系进行进一步说明。
实施例2：纳米粒子的性能测定
一、MSN、MSN-MPS和MSN-NIPAM的红外表征
分别取MSN、MSN-MPS和MSN-NIPAM的粉末进行红外测定，结果见图2。可见当偶联上MPS后，可以在3000～2750nm处观察到MPS的-CH2和-CH3信号，当进一步包覆温敏层后，在1700～1500nm间可观察到NIPAM的-C＝O和N-H信号，表明MSN-NIPAM的成功制备。
二、MSN、MSN-MPS和MSN-NIPAM的热重分析(TGA)
分别取MSN、MSN-MPS和MSN-NIPAM粉末10mg进行热重分析，测试条件为在100mL/min的氮气流下，以10℃/min速率升温，测定室温到800℃各物质的质量变化，结果如图3所示，可见MPS偶联后质量无明显差异，而由NIPAM和PEI复合而成的温敏层约占总粒子质量的10％。
三、MSN、MSN-NIPAM的孔径、孔体积和比表面积的测定
分别取100mg MSN和MSN-NIPAM进行真空干燥后得到样品粉末，进行BET测试。结果见图4，经分析得到MSN(图4a、4c)的比表面积、孔径、孔体积分别是541.066m2/g、8.164nm、1.012cm3/g，MSN-NIPAM(图4b、4d)分别是78.69m2/g、0.7744nm、6.69cm3/g，与MSN相比，包有温敏层后比表面积明显下降，说明温敏材料成功得包覆在粒子表面，而孔径和孔体积变化不大，说明MSN-NIPAM仍然具有良好的载药能力。
四、MSN、MSN-NIPAM的TEM测试
采用透射电镜对前期制备的MSN、MSN-NIPAM进行形态学观察。具体方法为使用去离子水作为分散介质稀释上述粒子至0.5～1mg/mL，然后取10μL稀释后的粒子滴加到铺有碳膜的铜网上，1min后用滤纸将多余溶液吸干，放置过夜后使用生物型透射电镜仪进行观察，测定结果见图5，可见两种粒子都为约60～70nm、大小均一的球形，温敏层厚度大约在3nm。
五、MSN的环境响应降解测试
分别取一定量的MSN溶解分散在100μM H2O2和5mM GSH中用以模拟肿瘤微环境中的氧化还原条件，将它们置于37℃、100rpm条件下孵育，分别于第一天和第三天时取样用透射电镜观察形态变化。测试结果见图6，可见孵育三天后，粒子发生明显的降解现象，不再保持完整的球形结构，说明本载体对GSH和H2O2都有十分敏感，在肿瘤微环境中易于降解。
六、不同粒子的DLS测试
在常温下使用马尔文激光散射粒度分析仪分别测定MSN、MSN-NIPAM、DOX/MSN-NIPAM和DOX/ICG/MSN-NIPAM的粒径和多分散系数。结果见图7。从图中可知，四种粒子的水合粒径无明显区别，其中MSN水合粒径约为104.6nm，MSN-NIPAM约为107.6nm，多分散系数分别为0.186和0.199，均一性均良好，而电势则从-17.7mV升高至35.3mV，这是由于温敏层含有带正电的PEI的缘故。
七、包封率和载药量的测定
对于DOX，载药后取上清液，用酶标仪测量上清液在488nm处的吸收值，而对于ICG则测定上清液在780nm处的吸收值，带入标准曲线后计算药物量，带入以下公式计算后得到DOX的载药量为22.90％，包封率为56.4％；ICG的载药量为11.96％，包封率为61.6％。
包封率(％)＝纳米粒含有药物质量/投药质量
载药量(％)＝纳米粒含有的药物质量/载药纳米粒总质量
八、MSN-NIPAM的最低共溶温度(LCST)测定
取装载有DOX的MSN-NIPAM分别于不同温度下测定5h的DOX释放量。即取适量DOX/MSN-NIPAM分散在6mL去离子水中，分别测定样品在35、40、45、50、55、60℃时，100rpm、5h条件下药物释放度，以确定LCST。结果见图8，可见当温度大于40℃时，DOX释放量明显增加，大于45℃时释放趋于平缓，说明温敏材料的LCST在40-45℃之间。
实施例3：纳米粒子的光热效应及体外药物释放行为
一、体外光热效应测定
采用808nm的近红外激光器对ICG/NPs(即实施例1步骤3中制得的只负载有光敏剂ICG的温敏介孔硅粒子：ICG/MSN-NIPAM，下同)进行照射，热像仪监测以下不同样品的实时温度变化并记录，来探究不同光敏剂浓度、激光功率以及光敏剂的存在形式对光热效应的影响。
(1)含有不同浓度ICG(5、10、20μg/mL)的ICG/NPs在1.5W/cm2条件下8min的温度变化；结果如图9A所示，可见随着ICG浓度增大，温度变化也逐渐增大。
(2)将含有10μg/mL ICG浓度的ICG/NPs分别在1、1.5、2W/cm2条件下的8min的温度变化；结果如图9B所示，可见随着激光器功率增加，温度变化也随之增大。
(3)PBS、含有10μg/mL的游离ICG和含有相同ICG浓度的ICG/NPs在1.5W/cm2条件下8min的温度变化；结果如图9C所示，可见PBS不能产生光热效应，而在相同的ICG浓度时，ICG/NPs的光热效应明显强于游离的ICG。
(4)含有20μg/mL的游离ICG和ICG/NPs在1.5W/cm2条件下光热稳定性测定(激光照射8min，等待自然降温8min，记录温度的变化)；结果如图9D所示，虽然随着激光照射时间延长，两种样品的光热效应均开始下降，但是将ICG载入纳米粒后(ICG/NPs)可以明显提高其光热稳定性。
二、体外药物释放行为
介孔硅粒子表面包裹的温敏材料在其LCST以上时会转变为疏水状态而体积收缩，从而打开孔道促进其内的化药释放，而在LCST以下时则起到封闭孔道阻止药物释放的作用。为探究光热效应对药物释放的影响，取一定量的DOX/ICG-MSN-NIPAM均匀分散在去离子水中，置于37℃、100rpm条件下孵育，每隔一小时给予8min、1.5W/cm2的808nm近红外光照射，分别测定照射前后的DOX释放量。结果见图10a，可见每次给予光照后，DOX的释放量明显上升，说明本粒子具有良好的光控释药性能。
为进一步探究不同pH以及氧化还原条件对药物释放的影响，取一定量的DOX/ICG/MSN-NIPAM均匀分散在pH分别为5.5和7.4的去离子水、100μM H2O2和5mM GSH中以模拟正常生理条件和偏酸性的肿瘤微环境中不同的氧化还原条件，在预定的时间点取样测定DOX的释放量。结果见图10b，可见在pH为5.5的100μM H2O2条件下，药物释放最为迅速，三天的累积释放量可达50％以上，并且相较于中性条件，100μM H2O2和5mM GSH条件均可以促进药物的释放，这也与TEM观察粒子的降解行为相一致。
三、小鼠体内光热效应
为进一步探究本发明构建的药物递送载体在体内也能起到良好的光热效果，首先构建了Balb/C小鼠乳腺癌4T1细胞株皮下移植瘤模型，然后按照8mg/kg ICG的剂量尾静脉给予游离ICG和ICG/NPs，PBS作为对照，给药6h后以1.5W/cm2功率对肿瘤部位进行808nm激光照射6min，随后记录肿瘤部位的温度情况。结果见图11，PBS组仅达到44.7℃，游离ICG组为47.5℃，稍有升高，而ICG/NPs可达到56.1℃，这已远高于温敏层的LCST值，有利于化药的释放。
实施例4：纳米粒的体外ROS检测
以1，3-二苯基异苯并呋喃(DPBF)为单线氧荧光标记，ROS可以使DPBF发生淬灭，吸收值下降。具体步骤如下：(1)配制含有0、1、5、10、20μg/mL ICG浓度的ICG/NPs，每0.5mL样品与0.5mL DPBF(100μg/mL)快速混合，给予808nm激光(1.5W/cm2)照射8min后测定样品的紫外吸收曲线；(2)0.5mL含20μg/mL ICG的游离ICG、ICG/NPs分别和0.5mL DPBF(100μg/mL)快速混合，PBS作为对照，均给与808nm的激光照射(1.5W/cm2)，分别测定照射0、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8min后的紫外吸收值。结果见图12，可见随着ICG浓度增高，光照后产生ROS的能力增加，当浓度高于5μg/mL后无明显差异，另外将ICG载入纳米粒后，产生ROS的能力基本与游离ICG相当。
实施例5：制剂的不同组分对4T1乳腺癌细胞的毒性作用
4T1细胞为小鼠乳腺癌细胞，采用1640培养基加10％FBS加1％双抗培养。不同处方的毒性实验采用WST试剂盒检测。基本过程是，将细胞用胰酶消化后计数，按照5000个细胞每孔加入96孔板中，于37℃、5％CO2条件下继续培养24h。随后用pH 7.4的PBS清洗细胞三遍后，分别给予不同的处理：NIR(单独近红外光照射)、MSN-NIPAM(单独温敏介孔硅粒子处理)、DOX(单独化学药物处理)、DOX/MSN-NIPAM(单独载化学药物的温敏介孔硅粒子处理)、DOX/ICG/MSN-NIPAM(单独载化学药物和光敏剂的温敏介孔硅粒子处理)、DOX/ICG/MSN-NIPAM+NIR(载化学药物和光敏剂的温敏介孔硅粒子与近红外光照射联合，即化药治疗与光动力/光热治疗联合)、ICG/MSN-NIPAM+NIR(载光敏剂的温敏介孔硅粒子与近红外光照射联合)，无任何处理的细胞作为对照，每组分别设置5个复孔，继续培养24h后吸出培养液，其中DOX浓度为12μg/mL，各组含有的ICG、DOX、MSN浓度均保持一致，808nm近红外光照射(NIR)参数设置为1.5W/cm2、8min。孵育完成后，每孔加入20μL的WST毒性检测试剂，于37℃条件下孵育30min后测定各孔在450nm处的吸光度。数据经处理后结果详见图13。可知，在该激光条件下对细胞基本没有毒性(NIR)，载体材料也显示良好的生物安全性(MSN-NIPAM)，而与单一的化药治疗组(DOX/MSN-NIPAM，细胞存活率为61.99％)或者单一光动力/光热治疗组(ICG/MSN-NIPAM+NIR，细胞存活率为59.46％)相比，联合治疗组(DOX/ICG/MSN-NIPAM+NIR)组对癌细胞的毒性更大，药物作用后癌细胞存活率仅为34.86％。另外游离DOX组因缺少药物释放过程而直接与细胞接触，因而毒性较大。
实施例6，小鼠体内抗肿瘤效果评价
将荷有4T1肿瘤的Balb/C小鼠随机分成7组，每组5只，当肿瘤长至100mm3左右时，每隔一天通过尾静脉注射给予小鼠不同的制剂处理：PBS,DOX,MSN-NIPAM,DOX/MSN-NIPAM,ICG/MSN-NIPAM+NIR,DOX/ICG/MSN-NIPAM,DOX/ICG/MSN-NIPAM+NIR(5mg/kg DOX,2.6mg/kgICG),其中808nm近红外光照射(NIR)参数设置为1.5W/cm2、8min，在给药6h后对肿瘤部位进行激光辐射。记录所有小鼠的肿瘤体积(肿瘤体积＝0.5*最长径*最短径2)及体重变化。结果如图14所示，可见联合治疗组(DOX/ICG/MSN-NIPAM+NIR)对肿瘤的抑制率分别是DOX/MSN-NIPAM,ICG/MSN-NIPAM+NIR和DOX/ICG/MSN-NIPAM的3.1、3.7、2.4倍，显示了更为明显的抗癌效果。此外，由于游离DOX对小鼠的毒副作用极大，DOX组小鼠除体重明显下降外，在第8天时全部死亡，这也反映了本药物递送系统具有良好的生物安全性，可以显著降低化学药物的副作用。
综上所述，本发明以DOX和ICG为模型药物，利用可降解二硒桥连的介孔硅粒子为核心将化药DOX载入其中，在其表面修饰温敏材料用于载入ICG并一起起到光热控制释药的作用，实现了光动力/光热与化药治疗相结合以治疗癌症。本实施例所得到的递药系统，具有对肿瘤细胞中较高浓度的GSH和H2O2双重响应降解的性质，能够减小载体材料的蓄积毒性并促进药物释放；此外通过808nm近红外光对光敏剂ICG的作用可以达到光热控制释放化药的效果，最终实现对肿瘤的联合治疗效果。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (7)

1.一种光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系，其特征在于，其包括：二硒桥连的介孔硅粒子、负载于所述二硒桥连的介孔硅粒子上的化学药物、包覆于所述二硒桥连的介孔硅粒子外部的温敏层以及负载于所述温敏层上的光敏剂；
该光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系的制备方法包括以下步骤：
1）制备二硒桥连的介孔硅粒子：MSN；
2）在二硒桥连的介孔硅粒子表面包覆温敏层，制得温敏介孔硅粒子；
3）将化学药物负载于所述温敏介孔硅粒子内部的介孔硅粒子上；
4）将光敏剂负载于所述温敏介孔硅粒子的表面，得到该光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系；
所述步骤2）具体包括：
2-1）取步骤1）制得的MSN加入到乙醇中超声分散；
2-2）取3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯逐滴加入步骤2-1）得到的分散液中，在氮气保护下回流过夜，得到的产物MSN-MPS用乙醇离心洗涤后干燥待用；
2-3）取步骤2-2）得到的MSN-MPS重悬于去离子水中得到溶液A，另取聚醚酰亚胺溶解于乙醇中得到溶液B；
2-4）将溶液A和溶液B混合，向得到的混合液中加入聚（N-异丙基丙烯酰胺）和N,N-亚甲基双丙烯酰胺，通入氮气除氧后，再加入过硫酸铵，在氮气保护下搅拌过夜；
2-5）步骤2-4）得到的反应产物过滤后用去离子水和乙醇清洗，得到的产物在室温条件下真空干燥，得到温敏介孔硅粒子：MSN-NIPAM。
2.根据权利要求1所述的光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系，其特征在于，所述化学药物为盐酸阿霉素或黄连素。
3.根据权利要求2所述的光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系，其特征在于，所述光敏剂为吲哚菁绿或二氢卟吩e6。
4.根据权利要求3所述的光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系，其特征在于，所述步骤1）具体包括：将十六烷基三甲基甲苯磺酸铵和三乙醇胺加于到去离子水中，加热搅拌，逐滴加入正硅酸乙酯和双[3-（三乙氧基甲硅烷基）丙基]联硒化物的混合物，继续搅拌，反应产物用乙醇离心洗涤，离心洗涤后的产物用硝酸铵回流，得到的产物再用乙醇洗涤，得到二硒桥连的介孔硅粒子：MSN。
5.根据权利要求4所述的光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系，其特征在于，所述步骤3）具体包括：将步骤2）制得的MSN-NIPAM超声溶解在去离子水中，再加入化学药物混合均匀，避光条件下搅拌，然后离心，收集沉淀，即得到负载有化学药物的温敏介孔硅粒子。
6.根据权利要求5所述的光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系，其特征在于，所述步骤4）具体包括：将步骤3）得到的产物重悬于去离子水中，再加入光敏剂，在避光条件下搅拌过夜，离心，收集沉淀，即得到光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系。
7.根据权利要求6所述的光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系，其特征在于，所述步骤1）具体包括：将十六烷基三甲基甲苯磺酸铵和三乙醇胺加于到去离子水中，80℃搅拌30 min后，逐滴加入正硅酸乙酯和双[3-（三乙氧基甲硅烷基）丙基]联硒化物的混合物，继续搅拌4小时，反应产物用乙醇离心洗涤，离心洗涤后的产物用硝酸铵回流12 h，产品再用乙醇洗涤，得到二硒桥连的介孔硅粒子：MSN；
所述步骤2）具体包括：
2-1）取步骤1）制得的MSN加入到乙醇中超声分散；
2-2）取3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯逐滴加入步骤2-1）得到的分散液中，在氮气保护下回流过夜，得到的产物MSN-MPS用乙醇离心洗涤后干燥待用；
2-3）取步骤2-2）得到的MSN-MPS重悬于去离子水中得到溶液A，另取聚醚酰亚胺溶解于乙醇中得到溶液B；
2-4）将溶液A和溶液B混合，向得到的混合液中加入聚（N-异丙基丙烯酰胺）和N,N-亚甲基双丙烯酰胺，连续通入4 h除氧后，再加入过硫酸铵，在氮气保护下、30 ℃下搅拌过夜；
2-5）步骤2-4）得到的反应产物用0.22 μm的滤膜过滤后用去离子水和乙醇清洗，得到的产物在室温条件下真空干燥1.5小时，得到温敏介孔硅粒子：MSN-NIPAM；
所述步骤3）具体包括：将步骤2）制得的MSN-NIPAM超声溶解在去离子水中，再加入化学药物DOX混合均匀，于40~50℃避光条件下搅拌24 h，然后离心，收集沉淀即得到负载有DOX的温敏介孔硅粒子：DOX/MSN-NIPAM；
所述步骤4）具体包括：将步骤3）得到的DOX/MSN-NIPAM重悬于去离子水中，再加入光敏剂ICG，在4℃避光条件下搅拌过夜，离心，收集沉淀，即得到光控释药的可降解温敏介孔硅纳米粒子体系：DOX/ICG/MSN-NIPAM。
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