CN112972428B - 两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基药物载体及制备方法 - Google Patents

两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基药物载体及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112972428B
CN112972428B CN202110255872.2A CN202110255872A CN112972428B CN 112972428 B CN112972428 B CN 112972428B CN 202110255872 A CN202110255872 A CN 202110255872A CN 112972428 B CN112972428 B CN 112972428B
Authority
CN
China
Prior art keywords
drug
mesoporous silica
zwitterionic polymer
mesoporous silicon
polymer film
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.)
Active
Application number
CN202110255872.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112972428A (zh
Inventor
杨盛超
崔林
张一凡
刘志勇
吴建宁
孟桂花
李文娟
杨怡平
林富丽
乔智强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shihezi University
Original Assignee
Shihezi University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shihezi University filed Critical Shihezi University
Priority to CN202110255872.2A priority Critical patent/CN112972428B/zh
Publication of CN112972428A publication Critical patent/CN112972428A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112972428B publication Critical patent/CN112972428B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K41/00—Medicinal preparations obtained by treating materials with wave energy or particle radiation ; Therapies using these preparations
    • A61K41/0052—Thermotherapy; Hyperthermia; Magnetic induction; Induction heating therapy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/7028—Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages
    • A61K31/7034—Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages attached to a carbocyclic compound, e.g. phloridzin
    • A61K31/704—Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages attached to a carbocyclic compound, e.g. phloridzin attached to a condensed carbocyclic ring system, e.g. sennosides, thiocolchicosides, escin, daunorubicin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/34—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyesters, polyamino acids, polysiloxanes, polyphosphazines, copolymers of polyalkylene glycol or poloxamers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/69—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6949—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit inclusion complexes, e.g. clathrates, cavitates or fullerenes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/513—Organic macromolecular compounds; Dendrimers
    • A61K9/5138—Organic macromolecular compounds; Dendrimers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyvinyl pyrrolidone, poly(meth)acrylates
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/18—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

本发明为两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基药物载体及制备方法。一种两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基靶向药物载体的制备方法，包括以下步骤：(1)制备介孔二氧化硅；(2)采用聚多巴胺包覆介孔二氧化硅；(3)负载抗癌药物；(4)用两性离子聚合物膜包覆负载抗癌药物的介孔二氧化硅。本发明所述的两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基药物载体及制备方法，采用两性离子聚合物膜包裹合成的纳米粒子，可以有效的躲避生物屏障，进行全身的血液循环，实现纳米粒子在肿瘤中的高效蓄积，从而提高载体生物相容性、长循环以及在肿瘤部位的聚集，可用于肿瘤部位药物的递送。

Description

两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基药物载体及制备方法
技术领域
本发明属于纳米药物载体材料技术领域，具体涉及两性离子聚合物膜 包覆的介孔硅基药物载体及制备方法。
背景技术
纳米颗粒由于具有增强的渗透保留(EPR)作用，倾向于积聚在肿瘤部 分，相比于传统药物，疗效更好，副作用更小。但纳米颗粒在体内的药代 动力学仍面临挑战，导致纳米颗粒转化为临床应用的成功率有限，其中一 个主要原因是，人体免疫系统对外来材料的识别清除。纳米药物抵达肿瘤 部位,需要历经体内循环、组织器官代谢、细胞内吞、内涵体逃逸效应等复 杂过程,这些生理屏障制约着纳米药物的效率。因此，开发一种简便、合适 的涂层，使纳米颗粒具有隐身性，从而逃避免疫系统的监测和RES的清除， 最终达到预期的靶位点具有重要意义。
细胞膜涂层为纳米粒子伪装提供了一种新方法，使纳米粒子具有表面 抗原多样性和生物效益。比如，含有大量自标记物的红细胞膜，可以帮助 纳米颗粒逃避免疫系统的识别。这种包覆策略已被证明是一种有效的方法， 可延长内层纳米颗粒的血液循环时间，提高生物相容性，降低免疫应答。 但这种策略需要匹配血型、工艺复杂，大规模生产的困难导致了应用于临 床的障碍。
介孔二氧化硅具有较高的孔隙率、高比表面积、热稳定性，载药量大、 结构稳定、生物相容性好、无毒副作用的特点，但其在体内循环时间较短， 不能充分发挥作用，经过免疫系统的清除，只有极少量的纳米粒子在肿瘤 组织积累。两性离子聚合物膜的包裹使其合成的纳米粒子可以有效的躲避 免疫识别系统，延长血液循环时间，提升肿瘤部位的聚集，提升治疗效率， 减少副作用。
有鉴于此，本发明提出一种新的靶向药物载体的制备方法，采用两性 离子聚合物膜来包覆靶向药物载体，极大的提高了药物载体的生物相容性、 在人体中的循环时间，靶向作用提高载体在肿瘤区域的聚集效果，可用于 癌细胞中药物的递送。
发明内容
本发明的目的在于提供两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基药物载体的 制备方法，制备工艺简单，利用层级化结构设计，制备一种多功能高效利 用的纳米药物载体，弥补了传统药物利用率低，毒副作用强的缺陷，解决 了药物精准释放的重要问题，实现纳米载体的长循环，从而达到高效治疗 癌症的目的。
为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基药物载体的制备方法，包括以下步 骤：
(1)制备介孔二氧化硅；
(2)采用聚多巴胺包覆介孔二氧化硅；
(3)负载抗癌药物：将所述的步骤(2)得到的包覆后的介孔二氧化硅 和抗癌药物加入到水中，并搅拌12h后，得负载抗癌药物的介孔二氧化硅；
(4)将所述的负载抗癌药物的介孔二氧化硅、氨水、水和乙醇溶液加 热后，加入3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯，混匀后，在60℃下反 应12h后，离心洗涤；
将离心洗涤后的产物分散到乙腈中后，加入偶氮二异丁腈、N,N-双丙 烯酰胱胺、2-甲基丙烯酰氧基磷酸胆碱，混匀后，在100℃反应1h，离心 洗涤，得所述的两性离子聚合物膜包覆的靶向药物载体。
进一步地，所述的步骤(1)中制备介孔二氧化硅的方法为：
将正戊醇、TEOS加入到环己烷中，搅拌均匀后，加入CTAB和去离子水 并搅拌，再在120℃下反应2h，然后用去离子水洗涤、干燥、煅烧，得白 色粉末的介孔二氧化硅。
再进一步地，所述的正戊醇、TEOS、环己烷、CTAB和去离子水得质量 比为2:4:30:2.44:30。
再进一步地，所述的干燥温度为70℃，煅烧温度为550℃，煅烧时间 为6h。
进一步地，所述的步骤(2)中采用聚多巴胺包覆介孔二氧化硅的方法 为：将碱性Tris HCl溶液和多巴胺粉末充分混合后，加入介孔二氧化硅， 搅拌下反应4小时，离心洗涤。
再进一步地，所述的碱性Tris HCl溶液、多巴胺和介孔二氧化硅的质 量比为5:2：1。
进一步地，所述的步骤(3)中，介孔二氧化硅、抗癌药物和水的质量 比为5:1：20；
所述的抗癌药物为抗癌药物DOX。
进一步地，所述的步骤(4)中，所述的负载抗癌药物的介孔二氧化硅、 氨水、水、乙醇溶液和3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯的质量比为 1:5:10:10:10：3；
所述的步骤(4)中，离心洗涤后的产物、偶氮二异丁腈、N,N-双丙烯 酰胱胺、2-甲基丙烯酰氧基磷酸胆碱的质量比为1:4:5：2。
进一步地，所述的步骤(4)中，在100℃反应1h，离心洗涤后，进行 冷冻干燥。
本发明的另一个目的在于提供一种两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基 药物载体，采用上述的制备方法制备而成，是一种多功能和多层级核壳纳 米结构，载体具有长循环、靶向、缓释、光热协同化疗的特点。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、动物实验和细胞学研究都证实，肿瘤细胞比正常细胞对热更敏感， 易受温度影响。聚多巴胺结构中的氨基、酚羟基等活性官能团能够充当活 性位点，螯合金属离子或共价修饰分子，进行光热反应，对癌细胞进行杀 伤。
2、两性离子聚合物膜在生物医学领域受到越来越多的关注。作为一种 阳离子和阴离子基团相同的高分子材料，两性离子聚合物具有较强的静电 诱导水合作用和中性电荷，因此对非特异性蛋白质吸附具有较强的抵抗力。 纳米粒子包覆两性离子聚合物表现出优越的生物相容性和血液内的长循环 性能。
本发明利用两性离子聚合物膜，弥补了红细胞膜等仿生膜材料，工艺 复杂、规模化程度低的缺点，两性离子聚合物膜具有更强的蛋白质吸附阻 力，实现了血液循环时间更长、药物载体肿瘤积聚率更高的效果。且两性 离子聚合物膜制备工艺简单，更具规模化和工业化生产的潜力。
3、本发明采用介孔二氧化硅由正硅酸乙酯和十六烷基三甲基溴化铵， 再通过高温煅烧制得，其具有大的比表面积以及丰富孔道结构，主要用于 提高本发明中药物载体的载药量。
附图说明
图1为实施例2中PMPC@PDA@MSN-DOX的药物负载情况；
图2为PDA@MSN-DOX、PMPC@PDA@MSN-DOX的细胞毒性；
图3为PMPC@PDA@MSN-DOX的光热效果曲线；
图4为PMPC@PDA@MSN-DOX纳米粒子透射电镜图，图比例尺为200纳米；
图5为PMPC@PDA@MSN-DOX的纳米粒子分布图；
图6为PMPC@PDA@MSN-DOX分别在pH为5和7.4的PBS溶液中的药物 释放情况。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基药物载体及 制备方法，达到预期发明目的，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出 的两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基药物载体及制备方法，其具体实施方 式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实 施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中 的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
下面将结合具体的实施例，对本发明两性离子聚合物膜包覆的介孔硅 基药物载体及制备方法做进一步的详细介绍：
下述实施例中，若无特殊说明，所使用的实验方法均为常规方法，所 用的试剂，材料等均可从化学试剂公司购买。
智能纳米给药系统治疗肿瘤的基本要求之一是长血液循环，它能提高 肿瘤治疗效率，减少副作用。然而，目前纳米粒子在体内的药代动力学仍 不理想，癌症药物进入体内，大部分被肝脏、肾脏代谢，少量药物进入肿 瘤，缺乏药物高效的运输途径，导致纳米粒子转化为临床应用的成功率有 限。
本发明针对纳米药物载体的长血液循环问题，开发了一种两性离子聚 合物膜，涂覆在聚多巴胺包覆的介孔二氧化硅纳米粒子上。与红细胞膜相 比，两性离子聚合物膜具有更强的蛋白质吸附阻力和减少巨噬细胞摄取， 从而导致血液循环时间更长，包膜纳米粒子的肿瘤积聚率更高。同时，相 比于红细胞膜具有的策略，两性离子聚合物膜制备工艺简单，更具规模化 和工业化生产的潜力，在价格上更具优势，本发明多级结构的设计可通过 靶向、缓释、光热/化疗协同，来提升治疗效率，有望进行更深一步的研究 及临床实验分析。
本发明中介孔二氧化硅的载体结构与释药的动力学机理：
“Time-lag concept”通过离子在液体中运动的动力学信息来阐释膜 的内部结构。对于大孔道的MSN载体，初始条件下，假设药物分子均匀分 布在载体内部，在载体与溶液的界面，药物浓度随着时间的增加而变化。 此膜-离子流模型中，假设膜厚度为l，时间为t,溶液中药物浓度C随时 间的变化有如下表述：
Figure BDA0002968342460000051
载体中(x＝0)保持浓度C1不变，界面上(x＝l)保持浓度C2不变，Co为溶 液中初始浓度。如果时间达到无穷，包含指数的项接近于零，那么就会发 现浓度的线性分布。药物分子从x＝l侧单位面积上产生的速率用偏微分 -D(dC/dx)x＝l来描述。然后对t积分，就可以确定在t时间内通过载体界 面的扩散物质的总量Qt。
Figure BDA0002968342460000052
在我们的情况中，Co和C2在开始时都是0，这意味着通过载体和载体/ 溶液界面的一侧(x＝l)在开始时都是零浓度，因此我们得到：
Figure BDA0002968342460000061
当t趋于无穷时，t时间内通过载体界面的扩散物质的总量Qt：
Figure BDA0002968342460000062
在t轴上有一个截距L如下所示，它被称为时滞：
Figure BDA0002968342460000063
L对于计算药物在载体中的扩散路径(弯曲路径)和有效面积是很重要 的。在系统达到稳态流动后,将截距L作为Qt/lC1和Dt/l2绘图。D是体积溶 液扩散系数。药物分子在扩散过程中被物理阻挡，导致扩散路径增大，而 扩散路径与载体厚度的比值就是弯曲因子，反映了载体中孔道结构的迂曲 度。
随着药物分子从载体内部释放，进入细胞质中，扩散环境发生改变。 通过有限元方法对Fick’s second law求数值解，得到浓度C是一个与扩 散系数D和时间t有关的量。
Figure BDA0002968342460000064
式中Δt代表时间n和n+1之间的时间增量步，ΔX是网格间距。在任 意时间n,Ci-1、Ci和Ci+1已知，可以确定每个网格点i处的扩散系数；下一 个时间n+1的Ci将由时间步n的Ci-1、Ci和Ci+1决定。扩散系数D是一个温 度相关的量，通过试验和模拟结合，可深入分析化疗和光热协同治疗中， 药物分子运动与光热协同的机理。
具体的技术方案为：
两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基药物载体的制备方法，包括以下步 骤：
(1)制备介孔二氧化硅；
(2)采用聚多巴胺包覆介孔二氧化硅；
(3)负载抗癌药物：将所述的步骤(2)得到的包覆后的介孔二氧化硅 和抗癌药物加入到水中，并搅拌12h后，得负载抗癌药物的介孔二氧化硅；
(4)将所述的负载抗癌药物的介孔二氧化硅、氨水、水和乙醇溶液加 热后，加入3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯，混匀后，在60℃下反 应12h后，离心洗涤；
将离心洗涤后的产物分散到乙腈中后，加入偶氮二异丁腈、N,N-双丙 烯酰胱胺、2-甲基丙烯酰氧基磷酸胆碱，混匀后，在100℃反应1h，离心 洗涤，得所述的两性离子聚合物膜包覆的靶向药物载体。
优选地，所述的步骤(1)中制备介孔二氧化硅的方法为：
将正戊醇、TEOS加入到环己烷中，搅拌均匀后，加入CTAB和去离子水 并搅拌，再在120℃下反应2h，然后用去离子水洗涤、干燥、煅烧，得白 色粉末的介孔二氧化硅。
介孔二氧化硅是以十六烷基三甲基溴化铵为模板，在模板的表面沉积 硅源正硅酸乙酯，再通过高温煅烧制得介孔二氧化硅纳米粒子。介孔二氧 化硅具有大的比表面积以及丰富孔道结构，主要用于提高药物载体的载药 量。
进一步优选地，所述的正戊醇、TEOS、环己烷、CTAB和去离子水得质 量比为2:4:30:2.44:30。
进一步优选地，所述的干燥温度为70℃，煅烧温度为550℃，煅烧时 间为6h。
优选地，所述的步骤(2)中采用聚多巴胺包覆介孔二氧化硅的方法为： 将碱性Tris HCl溶液和多巴胺粉末充分混合后，加入介孔二氧化硅，搅拌 下反应4小时，离心洗涤。
进一步优选地，所述的碱性Tris HCl溶液、多巴胺和介孔二氧化硅的 质量比为5:2：1。
优选地，所述的步骤(3)中，介孔二氧化硅、抗癌药物和水的质量比 为5:1：20；
所述的抗癌药物为抗癌药物DOX。
优选地，所述的步骤(4)中，所述的负载抗癌药物的介孔二氧化硅、 氨水、水、乙醇溶液和3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯的质量比为 1:5:10:10:10：3；
所述的步骤(4)中，离心洗涤后的产物、偶氮二异丁腈、N,N-双丙烯 酰胱胺、2-甲基丙烯酰氧基磷酸胆碱的质量比为1:4:5：2。
优选地，所述的步骤(4)中，在100℃反应1h，离心洗涤后，进行冷 冻干燥。通过冷冻干燥的方式，可以提高产品的保质时间。
实施例1.
操作步骤如下：(所取的物量“份”为重量份)
(1)制备介孔二氧化硅：
将2份正戊醇、4份TEOS(正硅酸乙酯)加入到30份环己烷中搅拌均 匀，加入2.44份CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)和30份去离子水，搅拌后 转移到聚四氟乙烯反应釜中。置于120℃烘箱里反应2小时，用去离子水洗 涤3次，再置于70℃空气中干燥一天，得到白色粉末，然后在550℃马弗 炉烧结6h，即可得白色粉末的介孔二氧化硅(MSN)。
(2)采用聚多巴胺包覆介孔二氧化硅：
将5份配置的碱性Tris HCl溶液及2份多巴胺粉末充分混合溶解后， 加入制备好的1份介孔二氧化硅纳米粒子，在高速搅拌下反应4小时，离 心洗涤3次，得到包覆聚多巴胺的介孔二氧化硅纳米粒子(PDA@MSN)。
(3)制备负载抗癌药物DOX的介孔二氧化硅：
将包覆聚多巴胺的介孔二氧化硅纳米粒子和抗癌药物DOX加入到水中 (包覆聚多巴胺的介孔二氧化硅纳米粒子、抗癌药物DOX和水的质量比为 5:1：20)，搅拌12h，通过静电作用负载上抗癌药物，得负载抗癌药物的介 孔二氧化硅(PDA@MSN-DOX)。
通过对上清液吸光度的测定，进一步定量负载的DOX在纳米颗粒上的 吸附量。
(4)将两性离子聚合物膜，涂覆在聚多巴胺包覆的介孔二氧化硅纳米 粒子上。具体步骤为：
1份聚多巴胺壳层包覆的负载抗癌药物的介孔二氧化硅纳米粒子 (PDA@MSN-DOX)、5份氨水、10份去离子水、10份乙醇溶液混合后，在温 水浴中加热10min(加速混合均匀)；接着加入3份3-(三甲氧基甲硅基) 甲基丙烯酸丙酯，再60℃下反应12小时。
反应结束后，离心水洗3次。将离心洗涤后的产物分散在20mL乙腈中。 再加入偶氮二异丁腈、N,N-双丙烯酰胱胺、2-甲基丙烯酰氧基磷酸胆碱， 超声5min后混匀，在100℃下反应1小时(离心洗涤后的产物与偶氮二异 丁腈、N,N-双丙烯酰胱胺、2-甲基丙烯酰氧基磷酸胆碱的质量比为1:4:5： 2)。最后离心水洗，得到终产物两性离子聚合物膜包覆的靶向药物载体 (PMPC@PDA@MSN-DOX)。
实施例2.
对实施例1制备的负载抗癌药物的介孔二氧化硅(PDA@MSN-DOX)和两 性离子聚合物膜包覆的靶向药物载体(PMPC@PDA@MSN-DOX)进行载药性能 测试。
结果如图1所示，载药量可以达到约11％。由于包膜的原因，大孔径的 介孔硅比表面积及孔体积降低，相比于未包膜的介孔硅，载药量有所降低， 但相比于同类型载体5-7％的药载量，仍具有较高的载药量，高出约 57％-120％，这得益于“time-lag”理论对孔道结构的调控设计和分子运动 间的构效关系，高药载量为化疗与光热协同作用的增强进一步奠定基础。 调控不同浓度的抗癌药物DOX，最终得到载药量最大时，DOX的浓度为350 μg/mL。为以后的药物或其他大分子、蛋白质等负载提供了可能性。
实施例3：细胞毒性
采用不同浓度的实施例1制备的PMPC@PDA@MSN-DOX、PDA@MSN-DOX与 Hela细胞共孵育时，检测细胞毒性，结果如图2所示。
对Hela细胞用不同浓度的纳米粒子载药后，随PMPC@PDA@MSN-DOX浓 度的增加具有较好的杀死肿瘤细胞的效果，而PDA@MSN-DOX的癌细胞存活 率为23.62％，实验表明PMPC@PDA@MSN-DOX具有更强的细胞毒性，毒性高出 PDA@MSN-DOX约85.8％。因为PMPC的存在，有效提高了药物载体的生物利 用率，展现出较好的协同治疗作用。PMPC@PDA@MSN-DOX纳米离子的直径约 200nm，可很好的利用EPR效应进入癌细胞，且PMPC具有的弹性，遇到生物壁垒具有可压缩体积进入的效果，为协同治疗中，药物分子的释放提供 更有利的位点。
实施例4：光热性能
将实施例1制备的PMPC@PDA@MSN-DOX，在808纳米红外光下进行光热 性能的测定。
结果如图3的PMPC@PDA@MSN-DOX的光热效果曲线所示，在808纳米红 外光下，随着照射时间的延长，纳米粒子浓度越高，溶液升温越迅速，且 计算得出光热转换效率约为40％，说明以该方法得到的纳米粒子具有较强的 光热转换能力，且红外光照射，减少了对生物体的伤害。同时光热协同化 疗获得了更高的治疗效率，聚多巴胺的光热作用促进了载体内药物分子的 释放，光热作用下药物分子的基本物性变化导致扩散速率变化，分子动力学的变化对协同治疗产生积极的影响。药物分子在扩散过程中被载体孔道 物理阻挡，导致扩散路径增大，受光热作用影响，载体中孔道结构的迂曲 度对高速扩散的分子影响减弱，增加释放效率，作为可控释、可设计的药 物释放，对后续工业化中，进一步优化改进增强协同作用提供支持。
实施例5：稳定性
(1)对实施例1制备的PMPC@PDA@MSN-DOX进行透射电镜扫描，得到 图4，比例尺为200纳米。
(2)将实施例1制备的PMPC@PDA@MSN-DOX，在10％FBS溶液下将纳米 粒子充分分散，在制备完成及制备完成后的24小时两个时间点测定纳米粒 子的粒径分布。
结果如图5的PMPC@PDA@MSN-DOX的纳米粒子稳定性及粒径分布图所 示，粒径分布并没有明显变换，且粒径曲线呈正态分布，在200纳米以内， 符合高效利用纳米粒子的粒径大小，且纳米粒子可以在体液状态下实现稳 定分布存在。PMPC膜提升了载体在血液中的循环时间，从而提高载体在肿 瘤区域的聚集效果，可用于癌细胞中药物的递送，因工艺相对简单和材料 易获取的特点，更具规模化制备和走向临床的潜力。
(3)对PMPC@PDA@MSN-DOX分别在pH为5和7.4的PBS溶液中进行释 药的实验测试，结果如图6所示。由图6可知，本发明制备的 PMPC@PDA@MSN-DOX在不同pH下都可以具有释药效果，且释药效果缓慢、长 效。
由本发明的实施例可知，本发明利用两型离子聚合物的抗巨噬细胞识 别的能力，制备长循环纳米载体。通过调控所加正硅酸四乙酯及表面活性 剂十六烷基三甲基溴化铵的比例，制备大孔介孔硅，实现纳米粒子的高载 药性能。通过以上物质的结合及包覆，形成宏观尺度下具有多层级化结构 的仿生纳米粒子，使得载药纳米载体具有长循环的特性，降低患者对纳米 药物载体的非特异性免疫。多级化结构具有较高的可操作性，可实现不同患者特定的个性化需求。
以上所述，仅是本发明实施例的较佳实施例而已，并非对本发明实施 例作任何形式上的限制，依据本发明实施例的技术实质对以上实施例所作 的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明实施例技术方案的范 围内。

Claims (10)

1.两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基药物载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备介孔二氧化硅；
(2)采用聚多巴胺包覆介孔二氧化硅；
(3)负载抗癌药物：将所述的步骤(2)得到的包覆后的介孔二氧化硅和抗癌药物加入到水中，并搅拌12h后，得负载抗癌药物的介孔二氧化硅；
(4)将所述的负载抗癌药物的介孔二氧化硅、氨水、水和乙醇溶液加热后，加入3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯，混匀后，在60℃下反应12h后，离心洗涤；
将离心洗涤后的产物分散到乙腈中后，加入偶氮二异丁腈、N,N-双丙烯酰胱胺、2-甲基丙烯酰氧基磷酸胆碱，混匀后，在100℃反应1h，离心洗涤，得所述的两性离子聚合物膜包覆的靶向药物载体。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述的步骤(1)中制备介孔二氧化硅的方法为：
将正戊醇、TEOS加入到环己烷中，搅拌均匀后，加入CTAB和去离子水并搅拌，再在120℃下反应2h，然后用去离子水洗涤、干燥、煅烧，得白色粉末的介孔二氧化硅。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
所述的正戊醇、TEOS、环己烷、CTAB和去离子水得质量比为2:4:30:2.44:30。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
所述的干燥温度为70℃，煅烧温度为550℃，煅烧时间为6h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述的步骤(2)中采用聚多巴胺包覆介孔二氧化硅的方法为：将碱性Tris HCl溶液和多巴胺粉末充分混合后，加入介孔二氧化硅，搅拌下反应4小时，离心洗涤。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
所述的碱性Tris HCl溶液、多巴胺和介孔二氧化硅的质量比为5:2：1。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述的步骤(3)中，介孔二氧化硅、抗癌药物和水的质量比为5:1：20；
所述的抗癌药物为抗癌药物DOX。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述的步骤(4)中，所述的负载抗癌药物的介孔二氧化硅、氨水、水、乙醇溶液和3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯的质量比为1:5:10:10:10：3；
所述的步骤(4)中，离心洗涤后的产物、偶氮二异丁腈、N,N-双丙烯酰胱胺、2-甲基丙烯酰氧基磷酸胆碱的质量比为1:4:5：2。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述的步骤(4)中，在100℃反应1h，离心洗涤后，进行冷冻干燥。
10.两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基药物载体，其特征在于，所述的两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基药物载体采用权利要求1-9任一项所述的制备方法制备而成。
CN202110255872.2A 2021-03-09 2021-03-09 两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基药物载体及制备方法 Active CN112972428B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110255872.2A CN112972428B (zh) 2021-03-09 2021-03-09 两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基药物载体及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110255872.2A CN112972428B (zh) 2021-03-09 2021-03-09 两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基药物载体及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112972428A CN112972428A (zh) 2021-06-18
CN112972428B true CN112972428B (zh) 2022-03-08

Family

ID=76336160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110255872.2A Active CN112972428B (zh) 2021-03-09 2021-03-09 两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基药物载体及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112972428B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113578326A (zh) * 2021-08-18 2021-11-02 哈尔滨工业大学（深圳） SiO2负载Ni的双层核壳催化剂及其制备方法和应用
CN115252796B (zh) * 2022-07-26 2023-10-03 清华大学 润滑靶向双功能二氧化硅复合材料及其制备方法和应用

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19922368A1 (de) * 1999-05-14 2000-11-16 Few Chemicals Gmbh Polymerzusammensetzung und Verfahren zu deren Herstellung
CN101181647A (zh) * 2006-07-18 2008-05-21 上海市肿瘤研究所 仿生磷脂聚合物细胞膜及其制备方法和用途
CN102317332A (zh) * 2008-12-12 2012-01-11 马萨诸塞大学 具有治疗性基团的两性离子聚合物
CN105214098A (zh) * 2015-11-12 2016-01-06 四川兴康脉通医疗器械有限公司 含聚氨基酸和聚磷酸胆碱的药物载体及其制备方法和应用
CN106606778A (zh) * 2016-12-19 2017-05-03 复旦大学 含磷酸胆碱聚合物包覆的核壳式磁性复合粒子及其制备方法
CN106806343A (zh) * 2017-02-17 2017-06-09 清华大学深圳研究生院 一种叶酸和聚多巴胺修饰的肿瘤靶向介孔二氧化硅纳米粒及制备方法与应用
CN107854449A (zh) * 2017-09-20 2018-03-30 中山大学 一种具有药物控释性能的纳米复合微球及其制备方法和应用
CN108434460A (zh) * 2018-04-20 2018-08-24 西北大学 一种靶向性介孔二氧化硅纳米药物及其制备方法
CN109803663A (zh) * 2016-06-03 2019-05-24 马特恩制药股份公司 具有多孔赋形剂的鼻用药物组合物
CN111135308A (zh) * 2020-03-05 2020-05-12 杭州师范大学 一种聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒制剂的制备方法及应用

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19922368A1 (de) * 1999-05-14 2000-11-16 Few Chemicals Gmbh Polymerzusammensetzung und Verfahren zu deren Herstellung
CN101181647A (zh) * 2006-07-18 2008-05-21 上海市肿瘤研究所 仿生磷脂聚合物细胞膜及其制备方法和用途
CN102317332A (zh) * 2008-12-12 2012-01-11 马萨诸塞大学 具有治疗性基团的两性离子聚合物
CN105214098A (zh) * 2015-11-12 2016-01-06 四川兴康脉通医疗器械有限公司 含聚氨基酸和聚磷酸胆碱的药物载体及其制备方法和应用
CN109803663A (zh) * 2016-06-03 2019-05-24 马特恩制药股份公司 具有多孔赋形剂的鼻用药物组合物
CN106606778A (zh) * 2016-12-19 2017-05-03 复旦大学 含磷酸胆碱聚合物包覆的核壳式磁性复合粒子及其制备方法
CN106806343A (zh) * 2017-02-17 2017-06-09 清华大学深圳研究生院 一种叶酸和聚多巴胺修饰的肿瘤靶向介孔二氧化硅纳米粒及制备方法与应用
CN107854449A (zh) * 2017-09-20 2018-03-30 中山大学 一种具有药物控释性能的纳米复合微球及其制备方法和应用
CN108434460A (zh) * 2018-04-20 2018-08-24 西北大学 一种靶向性介孔二氧化硅纳米药物及其制备方法
CN111135308A (zh) * 2020-03-05 2020-05-12 杭州师范大学 一种聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒制剂的制备方法及应用

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A polydopamine-based platform for anti-cancer;Rushikesh S.等32;《Biomaterials Science》;20191231;第1776-1793页 *
Mussel-inspired polydopamine coated mesoporous silica;Qishan Zheng等;《International Journal of Pharmaceutics》;20140104;第22-26页 *
Polydopamine Coatings in Confined Nanopore Space: Toward;Xianying Zheng等;《J. Phys. Chem.》;20151013;第24512-24521页 *
Silica-assisted incorporation of polydopamine into;Xianying Zheng等;《Journal of Materials Chemistry B》;20161231(第6期);第2435-2443页 *
基于多酚类自聚合构建的介孔二氧化硅复合纳米药物载体的研究;郑现英;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)医药卫生科技辑》;20180615(第06期);E079-74 *
基于磷酰胆碱有效基团的功能材料的结构及生化特性;吴雪等;《化工进展》;20081231;第27卷(第9期);第1375-1383页 *
聚2－甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱改性聚合物研究;顾花林;《塑料工业》;20140930;第42卷(第期);第11-15页 *
聚多巴胺修饰介孔二氧化硅SBA-15;成莉燕等;《兰州文理学院学报》;20150531;第29卷(第3期);第42-46页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112972428A (zh) 2021-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kwon et al. Silica-based mesoporous nanoparticles for controlled drug delivery
CN112972428B (zh) 两性离子聚合物膜包覆的介孔硅基药物载体及制备方法
Jin Multifunctional compact hybrid Au nanoshells: a new generation of nanoplasmonic probes for biosensing, imaging, and controlled release
CN111110652B (zh) 一种载药透明质酸聚多巴胺包覆介孔聚多巴胺纳米粒及其制备方法
CN113289030B (zh) 一种光热协同化疗的靶向长循环纳米药物载体的制备方法
Arias Novel strategies to improve the anticancer action of 5-fluorouracil by using drug delivery systems
Häring et al. Magnetic gel composites for hyperthermia cancer therapy
Ma et al. Mechanism and application of chitosan and its derivatives in promoting permeation in transdermal drug delivery systems: A review
Mu et al. Unsaturated nitrogen-rich polymer poly (l-histidine) gated reversibly switchable mesoporous silica nanoparticles using “graft to” strategy for drug controlled release
Najafi et al. Effect of grafting ratio of poly (propylene imine) dendrimer onto gold nanoparticles on the properties of colloidal hybrids, their DOX loading and release behavior and cytotoxicity
CN110302397B (zh) pH响应性氧化石墨烯纳米片包覆介孔二氧化硅药物双载复合纳米粒子及制备方法
Zhang et al. Tannic acid-assisted synthesis of biodegradable and antibacterial mesoporous organosilica nanoparticles decorated with nanosilver
Jabbar et al. Green Synthesis of Silver/Polystyrene Nano Composite (Ag/PS NCs) via Plant Extracts Beginning a New Era in Drug Delivery
Basu et al. Colloidal gold-loaded, biodegradable, polymer-based stavudine nanoparticle uptake by macrophages: an in vitro study
Yu et al. Inorganic nanovehicle for potential targeted drug delivery to tumor cells, tumor optical imaging
Xu et al. Electrically triggered small molecule release from poly (n-isopropylacrylamide-co-acrylic acid) microgel-modified electrodes
Persano et al. Magnetic nanostructures as emerging therapeutic tools to boost anti-tumour immunity
Goto et al. Gold nanoparticle inclusion into protein nanotube as a layered wall component
Hao et al. Hierarchical lotus leaf-like mesoporous silica material with unique bilayer and hollow sandwich-like folds: synthesis, mechanism, and applications
Gonçalves et al. Hybrid mesoporous nanoparticles for pH-actuated controlled release
Feng et al. Progress of stimuli-responsive nanoscale metal organic frameworks as controlled drug delivery systems
Yang et al. Construction and evaluation in vitro and in vivo of tedizolid phosphate loaded cationic liposomes
Zhu et al. Fe-based metal organic frameworks (Fe-MOFs) for bio-related applications
Song et al. Biodegradable imprinted polymer based on ZIF-8/DOX-HA for synergistically targeting prostate cancer cells and controlled drug release with multiple responses
CN106606778A (zh) 含磷酸胆碱聚合物包覆的核壳式磁性复合粒子及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant