CN113577277A - 一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统及制备方法 - Google Patents

一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113577277A
CN113577277A CN202110884588.1A CN202110884588A CN113577277A CN 113577277 A CN113577277 A CN 113577277A CN 202110884588 A CN202110884588 A CN 202110884588A CN 113577277 A CN113577277 A CN 113577277A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polydopamine
peoz
mannose
drug delivery
delivery system
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.)
Granted
Application number
CN202110884588.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113577277B (zh
Inventor
曾小伟
李子牧
高楠莎
梅林�
陈洪中
刘赣
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.)
Sun Yat Sen University
Original Assignee
Sun Yat Sen 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 Sun Yat Sen University filed Critical Sun Yat Sen University
Priority to CN202110884588.1A priority Critical patent/CN113577277B/zh
Publication of CN113577277A publication Critical patent/CN113577277A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113577277B publication Critical patent/CN113577277B/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
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/08—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by the carrier
    • A61K49/085—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by the carrier conjugated systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/08—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by the carrier
    • A61K49/10—Organic compounds
    • A61K49/12—Macromolecular compounds
    • 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
    • A61K9/5115—Inorganic compounds
    • 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
    • A61K9/5123—Organic compounds, e.g. fats, sugars
    • 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
    • A61K9/5146—Organic macromolecular compounds; Dendrimers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyethylene glycol, polyamines, polyanhydrides
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery

Landscapes

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

Abstract

本发明属于药物递送系统技术领域，具体涉及一种PEOz和聚多巴胺‑钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统及制备方法。本发明通过甘露糖、聚多巴胺‑钆离子与PEOz相结合的方式对介孔硅纳米给药系统进行改性；利用生物相容性好的甘露糖提高系统的体内可降解性能；利用聚多巴胺‑钆离子促进释药，提高系统的降解以及核磁共振造影的能力；利用PEOz使系统能够深入渗透到肿瘤内部进行精准、高效治疗，从而使制备得到的PEOz和聚多巴胺‑钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统具有体内降解性好，可造影监测，并能深入渗透到肿瘤内部进行精准高效治疗等多种功效，可以极大地提高递送效率和综合治疗效果。

Description

一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米 给药系统及制备方法
技术领域
本发明属于药物递送系统技术领域，具体涉及一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统及制备方法。
背景技术
恶性肿瘤是对人类健康构成最严重威胁的疾病之一。迄今为止，虽然针对恶性肿瘤的医疗技术取得了极大的发展，但传统的化学治疗方法在临床上仍然不能获得很好的治疗效果。究其原因，是因为化学治疗的化学药物对于肿瘤细胞的选择性低使得其能够到达肿瘤部位的量非常少，且容易对正常的组织产生较大的毒副作用。鉴于纳米科学的飞速发展，在纳米级尺度上建立治疗平台具有非常明显的优势，因为通过构建纳米给药系统能够隐藏和改善药物本身的一些理化性质，从而提高药物的溶解度、稳定性和生物相容性等，增强药物跨越生理屏障的能力。比如改善难溶性药物、大分子药物的口服吸收效果，从而提高药物的生物利用度，或者使药物产生靶向病灶部位的治疗效果，甚至可以按照需求进行药物的控制释放，以产生更好的治疗效果并减少不良反应的发生。因此，通过纳米给药系统有望实现肿瘤细胞的精准甚至是彻底的杀灭，从而提升恶性肿瘤的治疗效果。
通过纳米给药系统进行化疗药物递送治疗的过程主要包括体内循环、肿瘤靶向、肿瘤渗透、细胞摄入、药物释放五个阶段。其中，除肿瘤渗透因起步较晚，取得的成果较少外，其它四个阶段均获得了较为深入的研究，因此，纳米给药系统的肿瘤渗透困难问题是化疗药物递送治疗过程中的最大短板。
介孔二氧化硅纳米粒作为一种经典的纳米载体，关于其体内降解困难的问题近期获得了较为广泛的关注。介孔二氧化硅纳米粒完全降解通常需要3周左右的时间。因为这类刚性纳米粒与构成生命运动的化学分子在性质上存在巨大的差异，蓄积在人体中时往往会缺乏合理的存在空间与转运途径，由于其也不遵循化学分子在体内吸收、分布、代谢和排泄的规律，使其易于与体内体积相当或空间互补的结构产生例如卡嵌、栓塞、黏附和聚集等相互作用，进而容易造成潜在的机体损伤隐患。
随着生物医学领域中对于复合纳米治疗平台研究的深入，单纯针对治疗手段的研究已经无法完全满足肿瘤精确治疗的需求。相较而言，如果复合纳米治疗平台在施加治疗作用的同时能够对肿瘤病情的发展及治疗过程的进行监测，使得该过程“可视化”，就能够对治疗的效果不断地进行及时的反馈，并根据上述反馈合理调整后续的治疗方案，将更加有利于肿瘤的根治和患者的康复。
由此可见，有必要开发一种体内降解性好，可造影监测，并能深入渗透到肿瘤内部进行精准高效治疗的介孔硅纳米给药系统，以提高递送效率和综合治疗效果。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种PEOz【聚(2-乙基-2-噁唑啉)】和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统的制备方法，制备得到的PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统具有体内降解性好，可造影监测，并能深入渗透到肿瘤内部进行精准高效治疗等多种功效，可以极大地提高递送效率和综合治疗效果。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
本发明提供了一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统的制备方法，包括以下步骤：
S1、在介孔二氧化硅纳米粒的制备过程中，使甘露糖以非共价键的形式掺杂入介孔二氧化硅的骨架中，得到掺杂入甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒；
S2、将步骤S1所得的纳米粒分散于药物溶液中，反应至平衡状态，经分离获得负载了药物的甘露糖掺杂介孔二氧化硅纳米粒；
S3、将步骤S2所得的纳米粒分散于碱性溶液中，并加入多巴胺盐酸盐，然后利用多巴胺的配位作用引入钆离子，反应完全后分离获得聚多巴胺-钆离子网络包覆的含药且掺杂了甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒；
S4、将步骤S3所得的纳米粒分散于碱性水溶液中，然后加入聚(2-乙基-2-噁唑啉)-氨基进行反应，反应完全后分离获得PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统。
作为本发明的一种优选实施方式，上述的一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统的制备方法，包括以下步骤：
S1、将十六烷基三甲基溴化铵和氟化铵溶于水中，升温至80℃后，加入正硅酸乙酯和甘露糖，经搅拌、离心，并洗涤沉淀后重新分散于硝酸铵乙醇溶液中，经回流、离心、洗涤、干燥后得到掺杂入甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒；
S2、将步骤S1的介孔二氧化硅纳米粒分散于药物的乙醇溶液中，经搅拌、离心，弃上清液并洗涤、干燥后得到负载了药物的甘露糖掺杂介孔二氧化硅纳米粒；
S3、将盐酸多巴胺、氯化铁和步骤S2负载了药物的甘露糖掺杂介孔二氧化硅纳米粒分散于水中，用氢氧化钠溶液调节pH至9.5-9.8，经搅拌、离心，弃上清液并洗涤后将沉淀重新分散于氯化钆溶液中，最后经搅拌、离心、洗涤、干燥后得到聚多巴胺-钆离子网络包覆的含药且掺杂了甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒；
S4、将步骤S3的聚多巴胺-钆离子网络包覆的含药且掺杂了甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒分散于Tris缓冲液中，用氢氧化钠溶液调节pH至8.5-9.0，然后加入聚(2-乙基-2-噁唑啉)-氨基，经搅拌、离心、洗涤、干燥后得到聚(2-乙基-2-噁唑啉)和聚多巴胺-钆离子网络修饰的含药且掺杂了甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒。
甘露糖是一种非常常见的水溶性单糖，在调节人体免疫系统、代谢紊乱等方面具有一定的作用，且至今为止没有其对人体有毒性的相关报道。因其具有极佳的水溶性和无毒的特性，非常适合于掺杂入介孔二氧化硅中并使其在体内迅速溶出，从而促进介孔二氧化硅的水解。同时，由于单糖富含的羟基易于与介孔二氧化硅表面的羟基形成氢键，使得甘露糖掺杂介孔二氧化硅的制备很容易进行。除此之外，甘露糖丰富的来源有利于降低制备成本，促进临床的大规模应用。
聚多巴胺是一种含有大量邻苯二酚结构的多酚物质，可以螯合具有磁共振成像性能的Gd3+离子(钆离子)，从而产生核磁共振造影的作用。同时，聚多巴胺具有粘附性强、弱酸条件下可响应降解、可增强光热效应和生物相容性好等多种优点。
PEOz【聚(2-乙基-2-噁唑啉)】是生物相容性较好的一种亲水性长链聚合物，已被美国食品药品监督管理局批准作为食品添加剂使用。PEOz的主链中具有叔酰胺结构，具有接近于生理环境pH值的pKa值，因此，在正常血液pH约为7.4的环境中PEOz带负电荷；而肿瘤微环境的pH值约为6.5，低于PEOz的pKa，其主链叔氨基可以进行质子化而转变为带正电荷。表面带有正电荷的物质能够促进转胞吞作用，从而实现肿瘤部位的深入渗透。
本发明通过甘露糖、聚多巴胺-钆离子与PEOz【聚(2-乙基-2-噁唑啉)】相结合的方式对介孔硅纳米给药系统进行改性，使制备得到的PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统具有体内降解性好，可造影监测，并能深入渗透到肿瘤内部进行精准高效治疗等多种功效。其中，具有采用生物相容性极佳的甘露糖以非共价键掺杂入介孔二氧化硅纳米粒的形式来实现无机二氧化硅纳米粒在生理环境中的有效降解，为促进无机纳米载体在临床上的进一步应用提供了研究的经验和思路；聚多巴胺-钆离子网络的引入能使MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz产生光热性质，可用于产生光热协同治疗作用以及促进释药和载体降解，同时也赋予该给药系统弱酸环境响应药物释放和核磁共振造影的能力；经聚(2-乙基-2-噁唑啉)修饰后，MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz能通过电荷翻转促进其在肿瘤的富集并深入渗透到肿瘤内部，可以极大地提高递送效率和综合治疗效果。
优选地，步骤S2中，所述药物包括阿霉素。
优选地，步骤S1中，所述十六烷基三甲基溴化铵、氟化铵和甘露糖的质量比为0.8-1.5：1.0-1.5：1。具体地，所述十六烷基三甲基溴化铵、氟化铵和甘露糖的质量比为0.9：1.5：1。
优选地，步骤S1中，所述回流为80-90℃下回流12-24小时。具体地，所述回流为80℃下回流18小时
优选地，硝酸铵乙醇溶液中，硝酸铵的质量体积浓度为5.6mg/mL。
优选地，步骤S1中，所述十六烷基三甲基溴化铵与水的料液比为0.8-1.5g：250mL，所述正硅酸乙酯与水的体积比为4-5：250。具体地，所述十六烷基三甲基溴化铵与水的料液比为0.9g：250mL，所述正硅酸乙酯与水的体积比为4.5：250。
优选地，步骤S2中，所述介孔二氧化硅纳米粒与药物乙醇溶液的料液比为50mg：100mL。
优选地，药物乙醇溶液中，药物的质量体积浓度为1mg/mL。
优选地，步骤S3中，所述盐酸多巴胺、氯化铁和负载了药物的甘露糖掺杂介孔二氧化硅纳米粒的质量比为4-6：6-10：6-10mg。具体地，所述盐酸多巴胺、氯化铁和负载了药物的甘露糖掺杂介孔二氧化硅纳米粒的质量比为4.5：6.2：6mg。
优选地，步骤S3中，所述盐酸多巴胺与水的料液比为4-6mg：150mL。具体地，所述盐酸多巴胺与水的料液比为4.5mg：150mL。
优选地，Tris缓冲液的浓度为10mmol/L。
优选地，步骤S4中，所述聚多巴胺-钆离子网络包覆的含药且掺杂了甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒与聚(2-乙基-2-噁唑啉)-氨基的质量比为15-20：10-15。
优选地，步骤S4中，所述聚多巴胺-钆离子网络包覆的含药且掺杂了甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒与Tris缓冲液的料液比为15-20mg：10-15mL。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统的制备方法，通过甘露糖、聚多巴胺-钆离子与PEOz相结合的方式对介孔硅纳米给药系统进行改性；利用生物相容性好的甘露糖提高系统的体内可降解性能；利用聚多巴胺-钆离子促进释药，提高系统的降解以及核磁共振造影的能力；利用PEOz【聚(2-乙基-2-噁唑啉)】使系统能够深入渗透到肿瘤内部进行精准、高效治疗，从而使制备得到的PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统具有体内降解性好，可造影监测，并能深入渗透到肿瘤内部进行精准高效治疗等多种功效，可以极大地提高递送效率和综合治疗效果。
附图说明
图1为MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz的透射电子显微镜(TEM)图；
图2为MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz的粒径分布图；
图3为MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz体外释放阿霉素的曲线；
图4为MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz体外核磁共振成像的弛豫效率图；
图5为MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEG纳米粒对A549细胞的细胞毒性；
图6为MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz纳米粒对A549细胞的细胞毒性；
图7为MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEG纳米粒和MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz纳米粒对A549三维肿瘤球模型的体外渗透结果。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为可通过常规的商业途径购买得到。
实施例1PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米粒(MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz，载阿霉素)的制备
该制备方法包括以下步骤：
(1)将0.9g十六烷基三甲基溴化铵和1.5g氟化铵溶于250mL超纯水中，升温至80℃后，加入4.5mL正硅酸乙酯和1g甘露糖，持续搅拌10小时，15000rpm离心20分钟，将沉淀洗涤后重新分散于250mL浓度为5.6mg/mL的硝酸铵乙醇溶液中，于80℃下回流18小时，15000rpm离心20分钟，洗涤、干燥后得到掺杂入甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒；
(2)将50mg上述的介孔二氧化硅纳米粒分散于100mL浓度为1mg/mL的阿霉素乙醇溶液中，持续搅拌9小时，15000rpm离心20分钟，弃上清液并洗涤、干燥后得到负载了药物的甘露糖掺杂介孔二氧化硅纳米粒；
(3)将4.5mg盐酸多巴胺、6.2mg氯化铁和6mg上述负载了药物的甘露糖掺杂介孔二氧化硅纳米粒分散于150mL超纯水中，用氢氧化钠溶液调节pH至9.6后持续搅拌2小时，15000rpm离心20分钟，弃上清液并洗涤，将沉淀重新分散于10mL浓度为0.001mol/L的氯化钆溶液中，搅拌3小时，15000rpm离心20分钟，洗涤、干燥后得到聚多巴胺-钆离子网络包覆的含药且掺杂了甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒。
(4)将15mg聚多巴胺-钆离子网络包覆的含药且掺杂了甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒分散于10mL浓度为10mmol/L的Tris缓冲液中，用氢氧化钠溶液调节pH至8.7，加入10mg聚(2-乙基-2-噁唑啉)-氨基搅拌18小时，15000rpm离心20分钟，洗涤、干燥后得到PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米粒。
采用Hitachi公司的H-7650型透射电子显微镜对上述制备得到的MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz(载阿霉素)进行TEM观察。由图1可以观察到，具有介孔结构的二氧化硅纳米粒被外层高分子物质所包裹，表明了MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz体系的成功合成。
采用Brookhaven公司的90Plus PALS纳米粒度仪对上述制备得到的MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz的粒径进行测量。由图2可以得出结论，MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz纳米颗粒的大小在113nm左右。
实施例2PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米粒(MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz，载阿霉素)的制备
该制备方法包括以下步骤：
(1)将1.5g十六烷基三甲基溴化铵和1.0g氟化铵溶于250mL超纯水中，升温至80℃后，加入4mL正硅酸乙酯和1g甘露糖，持续搅拌6小时，10000rpm离心30分钟，将沉淀洗涤后重新分散于250mL浓度为5.6mg/mL的硝酸铵乙醇溶液中，于80℃下回流24小时，10000rpm离心30分钟，洗涤、干燥后得到掺杂入甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒；
(2)将50mg上述的介孔二氧化硅纳米粒分散于100mL浓度为1mg/mL的阿霉素乙醇溶液中，持续搅拌6小时，10000rpm离心30分钟，弃上清液并洗涤、干燥后得到负载了药物的甘露糖掺杂介孔二氧化硅纳米粒；
(3)将6mg盐酸多巴胺、6mg氯化铁和10mg上述负载了药物的甘露糖掺杂介孔二氧化硅纳米粒分散于150mL超纯水中，用氢氧化钠溶液调节pH至9.5后持续搅拌2小时，10000rpm离心30分钟，弃上清液并洗涤，将沉淀重新分散于10mL浓度为0.001mol/L的氯化钆溶液中，搅拌3小时，10000rpm离心30分钟，洗涤、干燥后得到聚多巴胺-钆离子网络包覆的含药且掺杂了甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒。
(4)将17.5mg上述聚多巴胺-钆离子网络包覆的含药且掺杂了甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒分散于12.5mL浓度为10mmol/L的Tris缓冲液中，用氢氧化钠溶液调节pH至8.5，加入12mg聚(2-乙基-2-噁唑啉)-氨基搅拌12小时，10000rpm离心30分钟，洗涤、干燥后得到PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统。
上述制备得到的MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz的TEM观察和粒径测量结果与实施例1相同或相似。
实施例3PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米粒(MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz，载阿霉素)的制备
该制备方法包括以下步骤：
(1)将1.1g十六烷基三甲基溴化铵和1.3g氟化铵溶于250mL超纯水中，升温至80℃后，加入5mL正硅酸乙酯和1g甘露糖，持续搅拌12小时，20000rpm离心15分钟，将沉淀洗涤后重新分散于250mL浓度为5.6mg/mL的硝酸铵乙醇溶液中，于90℃下回流12小时，20000rpm离心15分钟，洗涤、干燥后得到掺杂入甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒；
(2)将50mg上述的介孔二氧化硅纳米粒分散于100mL浓度为1mg/mL的阿霉素乙醇溶液中，持续搅拌12小时，20000rpm离心15分钟，弃上清液并洗涤、干燥后得到负载了药物的甘露糖掺杂介孔二氧化硅纳米粒；
(3)将4mg盐酸多巴胺、10mg氯化铁和6mg上述负载了药物的甘露糖掺杂介孔二氧化硅纳米粒分散于150mL超纯水中，用氢氧化钠溶液调节pH至9.8后持续搅拌2小时，20000rpm离心15分钟，弃上清液并洗涤，将沉淀重新分散于10mL浓度为0.001mol/L的氯化钆溶液中，搅拌3小时，20000rpm离心15分钟，洗涤、干燥后得到聚多巴胺-钆离子网络包覆的含药且掺杂了甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒。
(4)将20mg聚多巴胺-钆离子网络包覆的含药且掺杂了甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒分散于15mL浓度为10mmol/L的Tris缓冲液中，用氢氧化钠溶液调节pH至9.0，加入15mg聚(2-乙基-2-噁唑啉)-氨基搅拌24小时，20000rpm离心15分钟，洗涤、干燥后得到PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统。
上述制备得到的MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz的TEM观察和粒径测量结果与实施例1相同或相似。
实验例1MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz的性能测试
(1)MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz体外释放阿霉素的曲线。
采用哈尔滨市东联电子技术开发有限公司的HZS-HA型水浴振荡器测试聚(2-乙基-2-噁唑啉)和聚多巴胺-钆离子网络修饰的甘露糖掺杂介孔二氧化硅纳米粒MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz在模拟人体37℃环境中体外释放阿霉素的情况。测试过程如下：
取5mgMSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz分别分散于10mLpH 5.5和pH 7.4的PBS缓冲液中，在37℃和120rpm转速的环境中进行振荡，并在不同时间点取样，离心后通过紫外-可见分光光度计(型号LAMBDA365，Perkin Elmer公司)进行释放药物含量的测定。同时，设置给予光照组，即在取样时间点给予10分钟808nm的近红外光照，并用同样的方法测定释放药物的量。
由图3可以得出结论，在pH 5.5的肿瘤环境中，MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz纳米粒的光热性质可以促进药物的释放。
(2)体外核磁共振成像测定：采用苏州纽迈分析仪器股份有限公司的NMI20-060H-I型核磁共振成像分析仪对聚(2-乙基-2-噁唑啉)和聚多巴胺-钆离子网络修饰的甘露糖掺杂介孔二氧化硅纳米粒MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz进行体外核磁共振成像，并研究其浓度与弛豫时间的关系。弛豫时间的测定过程如下：
配置浓度分别是400μg·mL-1、200μg·mL-1、100μg·mL-1、50μg·mL-1、25μg·mL-1、12.5μg·mL-1和6.25μg·mL-1的MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz溶液和超纯水置于微量离心管中，然后使用磁共振成像仪测定各样品的弛豫时间。
由图4可以计算出，MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz纳米平台具有较高的弛豫效率12.981mM-1s-1，是较为优良的核磁共振成像造影剂。
(3)细胞毒性测定：通过CCK-8法分别测定MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEG纳米粒(制备方法同实施例1，不同点在于：将PEOz换成PEG)和MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz纳米粒在有无近红外光照的情况下于24小时和48小时内对A549细胞(购自中国科学院细胞库)的细胞毒性。
测定的具体过程如下：
用DMEM高糖培养液于37℃，5％CO2的培养箱环境中体外培养A549肿瘤细胞，分别加入MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEG纳米粒和MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz纳米粒，并采用激光功率密度为1.0W·cm-2的808nm近红外光照射10分钟，在作用24小时和48小时后，加入CCK-8试剂，经过2-4小时显色后，通过酶标仪(型号VictorNivo，Perkin Elmer公司)于450nm处进行吸光度测定。
由图5和图6可以看出，PEOz外层修饰的纳米粒协同化学/光热作用可以产生最佳的肿瘤细胞杀伤能力。
(4)体外渗透效果测定：采用Zeiss公司的LSN880型激光共聚焦显微镜观察MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEG纳米粒和MSN-Man-DOX@PDA-Gd-PEOz纳米粒对A549三维肿瘤球模型的体外渗透效果。
3D A549肿瘤细胞球的构建过程为，首先用DMEM高糖培养液于37℃，5％CO2的培养箱环境中体外培养A549肿瘤细胞(购自中国科学院细胞库)，当细胞增殖至能够覆盖培养皿底表面约80％面积时加入2mL 0.25％胰酶消化细胞，轻轻吹打，待细胞能够成片脱落时终止消化。1000rpm离心5分钟后弃去上清液，重新加入培养基轻轻吹打均匀后，移入6孔板内，控制每孔的细胞浓度约为1.0×105/mL，在细胞培养箱中37℃培养1周。
渗透实验的过程为：向上述6孔板的不同孔中分别加入2mL含MSN-Man-DOX-@PDA-Gd-PEG和MSN-Man-DOX-@PDA-Gd-PEOz(浓度为77μg/mL)的培养基，4小时后，选取直径约为100μm的A549肿瘤细胞球，用激光共聚焦显微镜观察其对DOX的摄取情况，并拍摄断层扫描图像。
由图7的实验结果可以看出，PEOz外层修饰的纳米粒在不同深度的肿瘤细胞球中均能够产生最佳的渗透深度。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在介孔二氧化硅纳米粒的制备过程中，使甘露糖以非共价键的形式掺杂入介孔二氧化硅的骨架中，得到掺杂入甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒；
S2、将步骤S1所得的纳米粒分散于药物溶液中，反应至平衡状态，经分离获得负载了药物的甘露糖掺杂介孔二氧化硅纳米粒；
S3、将步骤S2所得的纳米粒分散于碱性溶液中，并加入多巴胺盐酸盐，然后利用多巴胺的配位作用引入钆离子，反应完全后分离获得聚多巴胺-钆离子网络包覆的含药且掺杂了甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒；
S4、将步骤S3所得的纳米粒分散于碱性水溶液中，然后加入聚(2-乙基-2-噁唑啉)-氨基进行反应，反应完全后分离获得PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统。
2.根据权利要求1所述的一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将十六烷基三甲基溴化铵和氟化铵溶于水中，升温至80℃后，加入正硅酸乙酯和甘露糖，经搅拌、离心，并洗涤沉淀后重新分散于硝酸铵乙醇溶液中，经回流、离心、洗涤、干燥后得到掺杂入甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒；
S2、将步骤S1的介孔二氧化硅纳米粒分散于药物的乙醇溶液中，经搅拌、离心，弃上清液并洗涤、干燥后得到负载了药物的甘露糖掺杂介孔二氧化硅纳米粒；
S3、将盐酸多巴胺、氯化铁和步骤S2负载了药物的甘露糖掺杂介孔二氧化硅纳米粒分散于水中，用氢氧化钠溶液调节pH至9.5-9.8，经搅拌、离心，弃上清液并洗涤后将沉淀重新分散于氯化钆溶液中，最后经搅拌、离心、洗涤、干燥后得到聚多巴胺-钆离子网络包覆的含药且掺杂了甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒；
S4、将步骤S3的聚多巴胺-钆离子网络包覆的含药且掺杂了甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒分散于Tris缓冲液中，用氢氧化钠溶液调节pH至8.5-9.0，然后加入聚(2-乙基-2-噁唑啉)-氨基，经搅拌、离心、洗涤、干燥后得到聚(2-乙基-2-噁唑啉)和聚多巴胺-钆离子网络修饰的含药且掺杂了甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒。
3.根据权利要求2所述的一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述药物包括阿霉素。
4.根据权利要求2所述的一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述十六烷基三甲基溴化铵、氟化铵和甘露糖的质量比为0.8-1.5：1.0-1.5：1。
5.根据权利要求2所述的一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述回流为80-90℃下回流12-24小时。
6.根据权利要求2所述的一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述介孔二氧化硅纳米粒与药物乙醇溶液的料液比为50mg：100mL。
7.根据权利要求2所述的一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统的制备方法，其特征在于，药物乙醇溶液中，药物的质量体积浓度为1mg/mL。
8.根据权利要求2所述的一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述盐酸多巴胺、氯化铁和负载了药物的甘露糖掺杂介孔二氧化硅纳米粒的质量比为4-6：6-10：6-10mg。
9.根据权利要求2所述的一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述聚多巴胺-钆离子网络包覆的含药且掺杂了甘露糖的介孔二氧化硅纳米粒与聚(2-乙基-2-噁唑啉)-氨基的质量比为15-20：10-15。
10.采用权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到的PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统。
CN202110884588.1A 2021-08-03 2021-08-03 一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统及制备方法 Active CN113577277B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110884588.1A CN113577277B (zh) 2021-08-03 2021-08-03 一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110884588.1A CN113577277B (zh) 2021-08-03 2021-08-03 一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113577277A true CN113577277A (zh) 2021-11-02
CN113577277B CN113577277B (zh) 2022-04-08

Family

ID=78254484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110884588.1A Active CN113577277B (zh) 2021-08-03 2021-08-03 一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113577277B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116059357A (zh) * 2022-12-26 2023-05-05 中山大学 一种pH响应电荷翻转的纳米复合制剂及其制备方法与应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005107818A2 (en) * 2004-04-30 2005-11-17 University Of Florida Nanoparticles and their use for multifunctional bioimaging
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
CN110693851A (zh) * 2019-10-24 2020-01-17 西安医学院 一种介孔二氧化硅载药纳米粒及其制备方法和应用
CN112245407A (zh) * 2020-11-25 2021-01-22 山东大学 一种基于金属-多酚网络结构的靶向纳米疫苗制备及其产品

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005107818A2 (en) * 2004-04-30 2005-11-17 University Of Florida Nanoparticles and their use for multifunctional bioimaging
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
CN110693851A (zh) * 2019-10-24 2020-01-17 西安医学院 一种介孔二氧化硅载药纳米粒及其制备方法和应用
CN112245407A (zh) * 2020-11-25 2021-01-22 山东大学 一种基于金属-多酚网络结构的靶向纳米疫苗制备及其产品

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NIKOLA Z. KNEZEVIC,ET AL.: "Ruthenium(II) complex-photosensitized multifunctionalized porous silicon nanoparticles for two-photon near-infrared light responsive imaging and photodynamic cancer therapy", 《J. MATER. CHEM. B》 *
ZIMU LI,ET AL.: "Charge-reversal biodegradable MSNs for tumor synergetic chemo/photothermal and visualized therapy", 《JOURNAL OF CONTROLLED RELEASE》 *
魏亚青，等: "介孔硅纳米材料的制备及其在药物缓控释中的应用进展", 《化学与生物工程》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116059357A (zh) * 2022-12-26 2023-05-05 中山大学 一种pH响应电荷翻转的纳米复合制剂及其制备方法与应用
CN116059357B (zh) * 2022-12-26 2023-11-03 中山大学 一种pH响应电荷翻转的纳米复合制剂及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN113577277B (zh) 2022-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Charge-reversal biodegradable MSNs for tumor synergetic chemo/photothermal and visualized therapy
Shao et al. Janus “nano-bullets” for magnetic targeting liver cancer chemotherapy
CN106806343A (zh) 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
CN105641696B (zh) 一种金钆复合纳米材料、制备方法及其用途
CN108653733B (zh) 具有气泡生成功能的双载蒽环类药物及光敏剂的聚合物囊泡与制备
CN107349211A (zh) 一种空心MnO2复合纳米材料、其制备方法及其应用
Hu et al. Redox-sensitive folate-conjugated polymeric nanoparticles for combined chemotherapy and photothermal therapy against breast cancer
CN112999153B (zh) 载化疗药物/光敏剂的纳米胶束及其制备方法和应用
CN111789823A (zh) 一种pH可逆控释介孔硅纳米载药体系的制备方法及其应用
CN106267248B (zh) 一种载叶酸修饰介孔二氧化硅纳米粒的脂质超声微泡及其制备方法
CN111529510A (zh) 一种纳米粒子作为肿瘤微环境响应性药物或者成像剂的应用
Lin et al. Doxorubicin loaded silica nanoparticles with dual modification as a tumor-targeted drug delivery system for colon cancer therapy
CN114259477B (zh) 一种促渗透、缓解肿瘤缺氧并能靶向肿瘤细胞的纳米递送体系及其制备方法和应用
Gao et al. AuNRs@ MIL-101-based stimuli-responsive nanoplatform with supramolecular gates for image-guided chemo-photothermal therapy
Guo et al. Doxorubicin-loaded natural daptomycin micelles with enhanced targeting and anti-tumor effect in vivo
CN113577277B (zh) 一种PEOz和聚多巴胺-钆离子网络修饰的可降解介孔硅纳米给药系统及制备方法
CN114558133B (zh) 一种同时递送声敏剂和靶向抗体的超声靶向微泡及其制备方法和应用
Dong et al. GQDs/hMSN nanoplatform: Singlet oxygen generation for photodynamic therapy
CN109464676B (zh) 一种壳寡糖光敏靶向纳米粒的制备方法及产品
CN109125723A (zh) 复合声敏剂、其制备方法、应用、使用方法、用途及药物组合物
CN111228222B (zh) 纳米碗支撑载药脂质体及其制备方法和应用
CN114788862B (zh) 一种锰基放疗增敏剂及其制备方法和应用
CN107899018B (zh) 一种cd44靶向硫酸软骨素-阿霉素缀合物及其plga混合胶束
CN110917172B (zh) 一种氧化钼纳米片封堵中空介孔硅纳米材料及其制备和应用
CN107115297B (zh) 一种负载双药的杂合前药纳米组合物及其制备方法与应用

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