CN117281793A - 一种纳米药物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明是属于纳米材料制备技术领域,涉及一种纳米药物,包括药物载体和活性成分,药物载体采用两亲性聚合物,活性成分包括光敏剂Ce6和镇痛药物LC。还公开了所述纳米药物的制备方法,包括以下步骤:称取Ce6、镇痛药物LC及两亲性聚合物,溶于溶剂中,得到混合溶液;将混合溶液搅拌混匀,并在超纯水中透析;将透析所得的溶液定容,并过滤,得到纳米药物。纳米药物粒径形貌规则,粒径均匀,在7天内有很好的稳定性,可以在肿瘤部位有很好的富集效果,而且有很好的光动力治疗效果。将利多卡因与光敏剂通过静脉注射的手段同时到达病灶部位,不仅减少手术步骤,而且能够靶向病变部位,降低患者因觉得麻醉会影响智力的焦虑感。
Description
技术领域
本发明是属于纳米材料制备技术领域,具体涉及一种纳米药物及其制备方法和应用。
背景技术
光动力治疗(PDT)目前已经被美国食品药品管理局(FDA)批准可用于多种疾病的临床治疗,已成为多种皮肤疾病(包括鲜红斑痣等)和恶性肿瘤的治疗手段。然而在临床治疗皮肤疾病的实践中,患者常常伴有灼烧,刺痛或者疼痛的感觉。虽然患者对于疼痛的耐受性不同,但这些痛感在很大程度上都影响了患者接受治疗的过程,一些患者甚至会因为这种不适感强行终止治疗过程甚至最终放弃治疗,极大的影响了治疗进度,一定程度上也降低了PDT的疗效。因此缓解PDT过程中患者遭受的疼痛十分重要。
当前临床光动力治疗的过程中,常采用的缓解疼痛的方法有:术前在治疗部位涂敷镇痛药物的凝胶、口服曲马多;术中对治疗部位冷喷;进行全身麻醉等。然而术前口服镇痛药物,和术前涂敷凝胶在临床实践中并没有起到很好的镇痛效果;术中对治疗部位冷喷只能在一定程度上缓解治疗过程中的疼痛感,但是这种疼痛的减轻更多的是由于医护人员在现场使患者从心态上减轻了疼痛感知,这种方式需要患者与医护人员的积极配合才能达成缓解疼痛的目的,对医护人员与患者都提出了很高的要求;全身麻醉是一种风险大,成本高的临床手段,极少使用在皮肤科临床光动力治疗实践中,这主要是考虑到患者的安全和舒适感等方面。因此,基于目前临床光动力治疗的操作手段,开发一种新型的可有效缓解且副作用最小的治疗过程中疼痛的方法是十分必要的。
利多卡因是临床中常用的一种镇痛药物,其镇痛原理主要是通过与神经末梢的VGSC结合,阻止钠离子内流,抑制了神经冲动的产生。另外,利多卡因还具有血管抑制生成的作用,对于抑制肿瘤的生长有一定的帮助。其在临床中常常通过局部浸润麻醉用作局部麻醉剂,这对于临床光动力过程增加了额外的步骤,而且由于没有靶向功能而对患者产生了额外的负担。临床中常用的递送光敏剂的操作为静脉注射。然而因为不同药物的药代动力学不同,直接将光敏剂和利多卡因静脉注射后,两种药物到达病灶部位的时间是不同的,达不到在治疗过程中缓解疼痛的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米药物及其制备方法和应用,解决了缓解光动力治疗过程中产生的疼痛的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现:
本发明公开了一种纳米药物,包括药物载体和活性成分,药物载体采用两亲性聚合物,活性成分包括光敏剂Ce6和镇痛药物LC;光敏剂Ce6用于产生活性氧,提供细胞毒性;
镇痛药物LC用于阻断钠离子内流,缓解疼痛,同时抑制血管生成。
进一步,以质量份数计,包括1~2份光敏剂Ce6、1~2份镇痛药物LC以及5~10份两亲性聚合物;其中光敏剂Ce6和镇痛药物LC包封于两亲性聚合物中。
进一步,两亲性聚合物采用聚乙二醇-聚己内酯或聚乙二醇-聚硫化丙烯。
进一步,纳米药物在透射电子显微镜下呈现均匀的球形,形貌规则。
本发明还公开了所述纳米药物的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取Ce6、镇痛药物LC及两亲性聚合物,溶于溶剂中,得到混合溶液;
(2)将混合溶液搅拌混匀,并在超纯水中透析;
(3)将透析所得的溶液定容,并过滤,得到纳米药物。
进一步,步骤(1)中,溶剂采用二甲基亚砜。
进一步,步骤(2)中,透析的过程具体为:将混合溶液封装入透析袋中,并在超纯水中透析多天,期间每隔8小时更换一次超纯水;
步骤(3)中,纳米药物得到后冷藏备用。
本发明还公开了所述纳米药物在制备镇痛药物中的应用。
本发明还公开了所述纳米药物在制备肿瘤靶向药物中的应用。
本发明还公开了所述纳米药物在光动力治疗中的应用,用于缓解光动力治疗过程中产生的疼痛。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
本发明公开了一种纳米药物,以两亲性聚合物作为药物载体,以光敏剂Ce6和镇痛药物LC为活性成分。光敏剂Ce6产生活性氧,提供细胞毒性;镇痛药物LC阻断钠离子内流,缓解患者光动力治疗过程中遭受的疼痛,同时利用LC抑制血管生成的能力来增强光动力治疗的疗效。纳米药物粒径形貌规则,粒径均匀,在7天内有很好的稳定性,可以在肿瘤部位有很好的富集效果,而且有很好的光动力治疗效果。将利多卡因与光敏剂通过静脉注射的手段同时到达病灶部位,不仅减少手术步骤,而且能够靶向病变部位,降低患者因觉得麻醉会影响智力(尤其是对于面部治疗的儿童)的焦虑感。
进一步,以质量份数计,包括1~2份光敏剂Ce6、1~2份镇痛药物LC以及5~10份两亲性聚合物,这个配比可以保证两亲性聚合物对两种药物有最高的载药量,提高药物的使用效率。
本发明还公开了所述纳米药物的制备方法,将两种疏水药物Ce6和LC通过自组装的方式制得ECCL和ESCL纳米药物,制备方法简单,容易制备。
本发明还公开了所述纳米药物的应用,经过验证,纳米药物ECCL与ESCL能够很好的抑制光动力治疗过程中产生的神经冲动,很好地缓解了光动力治疗过程中产生的疼痛。
附图说明
图1为测试小鼠坐骨神经电生理信号的实物图;
图2为透射电镜图;图2a、2c为只包载光敏剂Ce6的纳米药物ECC与ESC;图2b、2d为本发明制备的纳米药物ECCL与ESCL的透射电镜图;
图3为纳米药物的动态光散射图;
图4为纳米药物在7天内的粒径大小变化图;
图5为纳米药物在黑暗条件下对黑色素瘤细胞(B16F10)的毒性;
图6为荧光显微镜下,细胞内吞纳米药物或裸药后,在光照条件下产生的ROS(scale bar=100μm);图6a为细胞内吞Ce6后黑暗条件下产生ROS的荧光显微镜图像,图6b为细胞内吞纳米药物ECCL后黑暗条件下产生ROS的荧光显微镜图像,图6c为细胞内吞Ce6后光照刺激后产生ROS的荧光显微镜图像,图6d为细胞内吞纳米药物ECCL后光照刺激后产生ROS的荧光显微镜图像;
图7为细胞内吞纳米药物后,在光照不同时间下细胞的活性;
图8为纳米药物的导管抑制生成作用(scale bar=500μm);
图9为纳米药物ECC,ECCL,ESC,ESCL在对血管生成抑制后,所计算出的相对导管长度对比;
图10为光动力过程中小鼠坐骨神经信号变化;
图11为光动力治疗过程中小鼠姿势变化次数;
图12为小鼠接受光动力治疗后,其肿瘤相对体积的变化;
图13为小鼠接受光动力治疗后其存活率的变化。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了,以下结合附图及实施例进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明,即所描述的实施例仅仅为本发明一部分实施例,而不是全部实施例。
本发明附图及实施例描述和示出的组件可以以各种不同的配置来布置和设计,因此,以下附图中提供的本发明实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而仅仅是表示本发明选定的一种实施例。基于本发明的附图及实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护范围。
本发明采用了常用的两亲性聚合物——聚乙二醇-聚己内酯(PEG-PCL)与常用的ROS响应的两亲性聚合物——聚乙二醇-聚硫化丙烯(PEG-PPS)分别作为Ce6和LC的药物载体,制备了纳米药物(ECCL与ESCL),通过静脉注射的方式以及纳米胶束特有的高渗透长滞留(EPR)效应,将两种药物同时递送至病患部位。在对患病部位进行光动力治疗的过程中,光敏剂Ce6产生活性氧,提供细胞毒性;镇痛药物LC阻断钠离子内流,缓解患者光动力治疗过程中遭受的疼痛,同时利用镇痛药物LC抑制血管生成的能力来增强光动力治疗的疗效(比如,鲜红斑痣,肿瘤等)。
制备ECCL与ESCL的方法如下:称取Ce6 1mg、LC 2mg、两亲性聚合物10mg,溶于1mL二甲基亚砜(DMSO)中;将溶液通过搅拌混合均匀后,封装入透析袋中(MWCO=2000)内,并在超纯水中透析三天,期间每隔8小时更换超纯水;透析结束后将透析袋内的溶液定容至10mL,并用0.45μm的滤头过滤,收集所制备的纳米药物,放于4℃冰箱保存备用。
为了体现LC的镇痛和增强光动力治疗的效果,制备了只包载光敏剂Ce6的纳米药物(ECC与ESC)作为对照。其制备方法为与制备ECCL的方法相同,只是在制备DMSO溶液时不添加LC。
在临床中衡量患者遭受疼痛的方法主要是问询法,这需要患者的积极配合。在开发新型临床治疗方法前,需要先使用实验动物模型进行验证其有效性,很显然这种衡量疼痛的方法并不适用于实验动物模型。目前,实验中主要通过小鼠的疼痛相关行为以及面部表情等方式来评价其遭受疼痛的程度,但是这些手段均需要小鼠处于自由状态,无法评价处于深度麻醉进行光动力治疗的小鼠遭受的疼痛程度。在检测小鼠治疗过程中遭受的疼痛程度,开发了一种新型的实验方法。具体过程如下:
将小鼠用0.3%戊巴比妥钠(剂量0.1-0.2mL/10g)进行深度麻醉后提出左后肢部位的毛发;利用消毒手术剪在毛发剔除部位剪开,并利用止血钳小心将小鼠左后侧坐骨神经剥离出来;将小鼠四肢用皮筋捆绑,并将皮筋固定在鼠板上;利用钩状电极搭在剥离出的坐骨神经上,并将接地电极夹在小鼠附近皮肤组织上;将电极与生物采集与分析系统连接,(设置参数为:采样率:100kHz,量程:5mV,时间常数:200ms,低通滤波:100Hz);将光敏剂注入小鼠左后腿部位,并对部位进行激光照射。图1为测试小鼠坐骨神经电生理信号的实物图。
本发明以两亲性聚合物作为药物载体,将两种疏水药物Ce6和LC通过自组装的方式制得ECCL纳米药物与ESCL纳米药物。纳米药物粒径形貌规则,粒径均匀,在7天内有很好的稳定性,可以在肿瘤部位有很好的富集效果,而且有很好的光动力治疗效果。
如图2所示,本发明制备的纳米药物在透射电子显微镜下呈现均匀的球形。
图3为纳米药物的动态光散射检测结果,可得其平均粒径分别为87.78nm(ECC),86.86nm(ECCL),59.91nm(ESC),57.39nm(ESCL)且具有单一的分散性,而且如图4所示,其粒径在7天内并没有明显的变化,证明其有良好的稳定性。
图5比较了纳米药物在黑暗条件下对黑色素瘤细胞(B16F10)的毒性,可见在被药物载体包载之后,光敏剂的毒性显著下降。随后,比较了裸药Ce6与Ce6被药物载体包载后,在细胞体内光照后生成ROS的能力(图6),可见Ce6被药物载体包载后能产生更多的ROS,证明其有更强的杀伤细胞的能力。
如图7所示,随后测试了细胞内吞纳米药物后,在光照不同时间时的光毒性,可见在相同浓度的光敏剂下,两种纳米药物(ECCL与ESCL)对B16F10细胞都有很好的杀伤效果。
另外,测试了纳米药物对血管生成的抑制效果(图8),Control组是利用培养基进行导管成像实验的组别,并计算了其相对导管长度(图9),可见纳米药物ECCL与ESCL有很好的抑制血管生成效果。
小鼠进行光动力治疗时,其坐骨神经信号见图10,可见,纳米药物ECCL与ESCL能够很好的抑制光动力治疗过程中产生的神经冲动,而且与ECC和ESC纳米药物相比,小鼠注射ECCL和ESCL纳米药物进行光动力治疗时,其姿势变化次数也是明显变少(图11)。这证明了ECCL与ESCL纳米药物有很好的缓解光动力治疗过程中产生的疼痛。
最后在荷有黑色素瘤的小鼠模型上研究了纳米药物的抗肿瘤疗效。研究中,将肿瘤体积为50mm3的荷瘤小鼠随机分为三组:(1)生理盐水(NS)组;(2)ECC组;(3)ECCL组;(4)ESC组;(5)ESCL组。首先通过尾静脉注射法,将纳米药物或者NS注射入小鼠体内(Ce6剂量为5mg/kg)12h和24h时对小鼠肿瘤部位进行光动力治疗,治疗时660nm激光的能量密度为288J/cm2。靶向的机理是:利用肿瘤部位特有的高通透性和滞留效应(EPR效应),尺寸为100-200nm的纳米粒子可以富集在肿瘤部位。
在治疗过程中测量并统计了小鼠肿瘤大小变化情况以及小鼠存活率的情况。如图12所示,与未包载LC的纳米药物相比,纳米药物ECCL和ESCL的抗肿瘤效果更明显,这是由于利多卡因的血管生成抑制作用增强了光动力治疗的疗效。
如图13所示,小鼠接受光动力治疗后,接受ESCL纳米药物的小鼠的存活率最稳定,说明ESCL治疗的小鼠有更好的安全性。
综上说明,本发明制备的纳米药物ECCL与ESCL能够有效地缓解光动力过程中产生的疼痛,并且有很好的光动力治疗效果。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种纳米药物,其特征在于,包括药物载体和活性成分,药物载体采用两亲性聚合物,活性成分包括光敏剂Ce6和镇痛药物LC;光敏剂Ce6用于产生活性氧,提供细胞毒性;
镇痛药物LC用于阻断钠离子内流,缓解疼痛,同时抑制血管生成。
2.根据权利要求1所述的一种纳米药物,其特征在于,以质量份数计,包括1~2份光敏剂Ce6、1~2份镇痛药物LC以及5~10份两亲性聚合物;其中光敏剂Ce6和镇痛药物LC包封于两亲性聚合物中。
3.根据权利要求1所述的一种纳米药物,其特征在于,两亲性聚合物采用聚乙二醇-聚己内酯或聚乙二醇-聚硫化丙烯。
4.根据权利要求1所述的一种纳米药物,其特征在于,所述纳米药物在透射电子显微镜下呈现均匀的球形,形貌规则。
5.权利要求1-4任意一项所述纳米药物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)称取Ce6、镇痛药物LC及两亲性聚合物,溶于溶剂中,得到混合溶液;
(2)将混合溶液搅拌混匀,并在超纯水中透析;
(3)将透析所得的溶液定容,并过滤,得到纳米药物。
6.根据权利要求5所述纳米药物的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,溶剂采用二甲基亚砜。
7.根据权利要求5所述纳米药物的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,透析的过程具体为:将混合溶液封装入透析袋中,并在超纯水中透析多天,期间每隔8小时更换一次超纯水;
步骤(3)中,纳米药物得到后冷藏备用。
8.权利要求1-4任意一项所述纳米药物在制备镇痛药物中的应用。
9.权利要求1-4任意一项所述纳米药物在制备肿瘤靶向药物中的应用。
10.权利要求1-4任意一项所述纳米药物在光动力治疗中的应用,其特征在于,用于缓解光动力治疗过程中产生的疼痛。
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