專利名稱：一種環(huán)境響應(yīng)性介孔硅納米粒子的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于介孔硅納米粒子的制備領(lǐng)域，特別涉及一種環(huán)境響應(yīng)性介孔硅納米粒子的制備方法。
背景技術(shù)：
在組織修復(fù)過程中，生長因子的受控釋放對種子細胞募集、調(diào)節(jié)細胞功能和促進組織愈合具有重要作用。大多數(shù)生長因子在體內(nèi)半衰期短且易變性，過量釋放可能產(chǎn)生毒性和致癌性。因此，建立有效的控釋載體是實現(xiàn)其生物學(xué)功能的必要條件。在組織工程中，通常采用兩種不同的生長因子負載方式(1)化學(xué)方法將生長因子固定到載體上，生長因子與載體之間通過共價鍵、氫鍵或靜電作用相結(jié)合；( 物理包埋的方法將生長因子包覆于聚合物微球或凝膠中，通過擴散或降解來控制生長因子的緩釋。因此，構(gòu)建納米級和微米級的藥物釋放載體并與支架結(jié)合是實現(xiàn)生長因子控制釋放的一個重要策略。當前，癌癥仍然是威脅人類健康的殺手之一，而癌癥治療也是醫(yī)學(xué)界面臨的重大難題。主要原因是(1)現(xiàn)有的抗癌藥物普遍存在一定的毒副作用，對人體正常組織帶來傷害；( 傳統(tǒng)的給藥方式自身存在很大的缺陷，藥物的生物利用度較差；C3)腫瘤的多藥耐藥性導(dǎo)致化療失敗和病情復(fù)發(fā)。據(jù)統(tǒng)計資料分析，90%的惡性腫瘤患者死于腫瘤的多藥耐藥性。因此多藥耐藥的逆轉(zhuǎn)特性是目前腫瘤治療研究熱點。通常的解決策略包括結(jié)合化學(xué)增敏藥物以重建主效藥，應(yīng)用生物納米技術(shù)提高給藥效率。將上述方法相結(jié)合可提供最有效的治療手段。因此，應(yīng)用納米技術(shù)構(gòu)筑抗癌藥、化學(xué)增敏藥的載藥系統(tǒng)，在增加藥效、逆轉(zhuǎn)多藥抗藥性方面可起到重要作用。通常，這些納米載藥系統(tǒng)主要基于有機或無機納米載體，例如脂質(zhì)體、聚合物膠束和硅、碳介孔納米材料等?，F(xiàn)有的藥物釋放系統(tǒng)雖具有一定的載藥量、良好的穩(wěn)定性和生物相容性，但存在如藥物傳遞過程中易泄露、裝載量小，難以獲得可控緩釋等弊端。因此提高載藥量，弱化抗癌藥物的毒副作用，實現(xiàn)藥物智能調(diào)控，是有效實現(xiàn)癌癥治療的關(guān)鍵。介孔硅納米粒子在構(gòu)建藥物智能緩釋載體方面具有廣泛的應(yīng)用。介孔硅具有生物相容性好、比表面積大、比孔容大、孔徑結(jié)構(gòu)均一可調(diào)和表面易修飾等特點，作為藥物和基因控釋載體具有獨特的優(yōu)勢。根據(jù)介孔硅外表面富含硅羥基易于修飾的特點，可設(shè)計出各種環(huán)境響應(yīng)性的介孔硅載藥體系。人們利用各種化學(xué)實體包括納米粒子、有機分子、超分子組裝體等作為“門禁”對介孔硅進行封孔或加帽，這些化學(xué)實體能夠?qū)ν饨绱碳と绻?、溫度、PH值、還原劑和酶等做出快速響應(yīng)，進而控制孔道的開放與關(guān)閉，實現(xiàn)對負載于孔道內(nèi)的客體藥物分子的控制緩釋。已有的介孔硅載藥體系各有優(yōu)缺點。如在膠體粒子上包裹聚電解質(zhì)形成中空微膠囊，可實現(xiàn)PH響應(yīng)性的藥物釋放，但在制備過程中孔道結(jié)構(gòu)易塌陷，不適合大批量生產(chǎn)；管狀介孔材料載藥系統(tǒng)具有較大的載藥量，但釋放速率難以控制。因此，結(jié)合介孔硅的優(yōu)點，通過表面修飾制備環(huán)境響應(yīng)性藥物釋放體系無疑具有較好的應(yīng)用前景。例如，阿霉素等是一種廣譜的抗腫瘤藥物，其對機體可產(chǎn)生廣泛的生物化學(xué)效應(yīng)，但有較強的細胞毒性。采用環(huán)境響應(yīng)性緩釋載體是控釋此類藥物的理想選擇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種環(huán)境響應(yīng)性介孔硅納米粒子的制備方法，該方法制備的PH響應(yīng)性載藥介孔硅納米粒子載藥量高，能夠智能受控釋放，具有良好的生物相容性。本發(fā)明的一種環(huán)境響應(yīng)性介孔硅納米粒子的制備方法，包括(1)將模板劑在50-95°C下溶解于氫氧化鈉溶液中，加入正硅酸乙酯，攪拌，抽濾干燥，乙醇回流去模板后真空干燥得介孔硅納米粒子；其中，模板劑、氫氧化鈉與正硅酸乙酯的摩爾比為1-2 3-5 7-9 ；(2)將上述介孔硅分散于甲苯中，加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷，在氮氣保護下反應(yīng)，干燥得氨基修飾的介孔硅納米粒子；其中，介孔硅、3-氨基丙基三乙氧基硅烷與甲苯的摩爾比為 4-6 0. 5-2 400-600 ；(3)將步驟(1)制得的介孔硅納米粒子或者步驟( 制得的氨基修飾的介孔硅納米粒子制成懸浮液，加入陰離子型聚電解質(zhì)或陽離子型聚電解質(zhì)溶液，攪拌0. 2-2h，離心洗滌分散；重復(fù)該過程后干燥，獲得表面自主裝修飾的介孔硅納米粒子；(4)將生物活性分子置于pH 2. 0-8. 0的緩沖溶液中，加入上述表面自主裝修飾的介孔硅納米粒子，攪拌4-20h，再將pH調(diào)至6. 0-8. 0，攪拌0. 2_2h，離心洗滌干燥，即得。所述步驟(1)中的模板劑為十六烷基三甲基溴化銨。所述步驟(1)中的介孔硅的粒徑為20-1000nm，比表面積為500-1500m2/g，平均孔徑為 2-50nm。所述步驟(3)中的陰離子聚電解質(zhì)為馬來酸酐鈉鹽、藻酸鈉、聚苯乙烯磺酸鈉、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸或聚丙烯酰胺；陽離子聚電解質(zhì)為殼聚糖、聚烯丙胺鹽酸鹽、聚二甲基二烯丙基氯化銨或肝素。所述步驟(3)中的陰離子型聚電解質(zhì)或陽離子型聚電解質(zhì)溶液濃度均為0. 2-2mg/mL。所述步驟中的生物活性分子為生長因子、基因、生物酶或抗癌藥物。所述步驟(4)中pH 2. 0-8. 0的緩沖溶液為pH 2. 0-3. 0，鹽酸溶液或pH 3. 0-6. 0，醋酸緩沖液或PH 6. 0-8.0，磷酸緩沖液。所述生長因子為磷酸鞘氨醇、血管內(nèi)皮生長因子、堿性成纖維細胞生長因子或表皮生長因子。所述基因為微RNA、干擾小RNA、信使RNA、轉(zhuǎn)移RNA或核糖體RNA。所述生物酶為果膠酶、蛋白酶、脂肪酶、過氧化氫酶或淀粉酶。所述抗癌藥為阿霉素、地塞米松、洛莫司汀、卡莫司汀、右雷佐生、磷酸氟達拉濱、卡培他濱、紫杉醇、替吉奧、奧沙利鉬、多西他賽、長春瑞濱、欖香烯或羥基喜樹堿。有益效果(1)本發(fā)明操作簡單、反應(yīng)條件溫和，實驗原料價格低廉，經(jīng)濟性好，生物相容性好；(2)本發(fā)明制備的pH響應(yīng)性載藥介孔硅納米粒子載藥量高，能夠智能受控釋放，具有良好的生物相容性，適用于小分子抗癌藥物、基因和生長因子靶向和控制釋放，性能穩(wěn)定并易于保存，具有良好的應(yīng)用前景。


圖1是實施例1、2所得產(chǎn)物的場發(fā)射掃描電鏡照片；圖2是實施例1、2所得產(chǎn)物的透射電鏡照片；圖3是實施例1、2所得自組裝過程的ζ電位圖；圖4是實施例1所得產(chǎn)物的生長因子緩釋曲線；圖5是實施例2所得產(chǎn)物的抗癌藥物緩釋曲線。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實施例1可調(diào)控釋放磷酸鞘氨醇的ρΗ響應(yīng)性納米粒子藥物釋放體系(1)模板提取法制備介孔硅納米粒子，將模板劑十六烷基三甲基溴化銨在50°C下溶解在氫氧化鈉溶液中，逐滴加入正硅酸乙酯，劇烈攪拌產(chǎn)生白色沉淀，抽濾干燥，乙醇回流他去除模板后，真空干燥，保存?zhèn)溆茫?2)將步驟1制備的介孔硅分散在甲苯中，加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷，二氧化硅、3-氨基丙基三乙氧基硅烷與甲苯的摩爾比為5 1 500，在氮氣保護下反應(yīng)20h，干燥得氨基修飾的介孔硅納米粒子，保存?zhèn)溆茫?3)將步驟2制備的氨基修飾介孔硅制成懸浮液(1. 0-2. Owt. % )，加入藻酸鈉溶液(l-2mg/mL)，室溫攪拌0. 2~2h, 4000r/min離心3min，洗滌，分散成懸浮液，加入殼聚糖溶液(l-2mg/mL)，室溫攪拌0. 2~2h, 4000r/min離心3min，洗滌，分散制成懸浮液，整個過程重復(fù)4次，獲得表面自主裝修飾的介孔硅納米粒子，干燥備用；(4)將步驟3制備的表面修飾的介孔硅納米粒子，加入含磷酸鞘鞍醇的磷酸緩沖溶液(pH6. 5-8.0)中，攪拌10-24h進行藥物吸附。再將ρΗ調(diào)至5. 5-6. 5，攪拌濁，離心洗滌干燥。獲得加載生長因子的PH響應(yīng)性介孔硅納米粒子。實施例2制備加載阿霉素的ρΗ響應(yīng)性納米粒子(1)模板提取法制備介孔硅納米粒子，將模板劑十六烷基三甲基溴化銨在95°C下溶解在氫氧化鈉溶液中，逐滴加入正硅酸乙酯，劇烈攪拌產(chǎn)生白色沉淀，抽濾干燥，乙醇回流24h去除模板后，真空干燥，保存?zhèn)溆茫?2)將步驟1制備的介孔硅納米粒子制成懸浮液(1. 0-2. Owt. % )，加入聚烯丙胺鹽酸鹽(l-2mg/mL)，室溫攪拌0. 2~2h, 4000r/min離心3min，洗滌，分散制成懸浮液，加入聚苯乙烯磺酸鈉溶液(l-2mg/mL)，室溫攪拌0. 2~2h, 4000r/min離心3min，洗滌，分散制成懸
浮液，整個過程重復(fù)4次，進行層層自主裝，干燥；(3)將步驟2制備的包裹的介孔硅，加入阿霉素等小分子抗癌藥物ρΗ 1. 5-4. 5的磷酸緩沖溶液中，攪拌10h，進行藥物裝載吸附，再將PH調(diào)至6. 5-8. 0，攪拌池，離心洗滌干燥，即得裝載小分子藥物的PH響應(yīng)性的介孔硅納米粒子。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)境響應(yīng)性介孔硅納米粒子的制備方法，包括(1)將模板劑在50-95°C下溶解于氫氧化鈉溶液中，加入正硅酸乙酯，攪拌，抽濾干燥，乙醇回流去模板后真空干燥得介孔硅納米粒子；其中，模板劑、氫氧化鈉與正硅酸乙酯的摩爾比為 1-2 3-5 7-9 ；(2)將上述介孔硅分散于甲苯中，加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷，在氮氣保護下反應(yīng)，干燥得氨基修飾的介孔硅納米粒子；其中，介孔硅、3-氨基丙基三乙氧基硅烷與甲苯的摩爾比為 4-6 0. 5-2 400-600 ；(3)將步驟(1)制得的介孔硅納米粒子或者步驟(2)制得的氨基修飾的介孔硅納米粒子制成懸浮液，加入陰離子型聚電解質(zhì)或陽離子型聚電解質(zhì)溶液，攪拌0. 2-2h，離心洗滌分散；重復(fù)該過程后干燥，獲得表面自主裝修飾的介孔硅納米粒子；(4)將生物活性分子置于PH2. 0-8.0的緩沖溶液中，加入上述表面自主裝修飾的介孔硅納米粒子，攪拌4-20h，再將pH調(diào)至6. 0-8. 0，攪拌0. 2_2h，離心洗滌干燥，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境響應(yīng)性介孔硅納米粒子的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中的模板劑為十六烷基三甲基溴化銨。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境響應(yīng)性介孔硅納米粒子的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中的介孔硅的粒徑為20-1000nm，比表面積為500-1500m2/g，平均孔徑為2_50nmo
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境響應(yīng)性介孔硅納米粒子的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中的陰離子聚電解質(zhì)為馬來酸酐鈉鹽、藻酸鈉、聚苯乙烯磺酸鈉、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸或聚丙烯酰胺；陽離子聚電解質(zhì)為殼聚糖、聚烯丙胺鹽酸鹽、聚二甲基二烯丙基氯化銨或肝素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境響應(yīng)性介孔硅納米粒子的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中的陰離子型聚電解質(zhì)或陽離子型聚電解質(zhì)溶液濃度均為0.2-aiig/mL。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境響應(yīng)性介孔硅納米粒子的制備方法，其特征在于所述步驟中的生物活性分子為生長因子、基因、生物酶或抗癌藥物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種環(huán)境響應(yīng)性介孔硅納米粒子的制備方法，其特征在于所述生長因子為磷酸鞘氨醇、血管內(nèi)皮生長因子、堿性成纖維細胞生長因子或表皮生長因子。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種環(huán)境響應(yīng)性介孔硅納米粒子的制備方法，其特征在于所述基因為微RNA、干擾小RNA、信使RNA、轉(zhuǎn)移RNA或核糖體RNA。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種環(huán)境響應(yīng)性介孔硅納米粒子的制備方法，其特征在于所述生物酶為果膠酶、蛋白酶、脂肪酶、過氧化氫酶或淀粉酶。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種環(huán)境響應(yīng)性介孔硅納米粒子的制備方法，其特征在于所述抗癌藥為阿霉素、地塞米松、洛莫司汀、卡莫司汀、右雷佐生、磷酸氟達拉濱、卡培他濱、紫杉醇、替吉奧、奧沙利鉬、多西他賽、長春瑞濱、欖香烯或羥基喜樹堿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)境響應(yīng)性介孔硅納米粒子的制備方法，采用模板提取法制備粒徑20-1000nm、孔徑2-50nm、比表面積500-1500m2/g結(jié)構(gòu)可控的介孔硅納米粒子，并利用自組裝技術(shù)進行表面功能化，即得。本發(fā)明所制備的藥物緩釋系統(tǒng)，具有良好的生物相容性，制備方法簡單且反應(yīng)條件溫和，實驗原料價格低廉，載藥量高，能夠智能受控釋放，在組織工程中生長因子和基因釋放、酶的固定化及癌癥治療等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號A61K31/704GK102380102SQ20111034200
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者仇可新, 何創(chuàng)龍, 馮煒, 曹利軍 申請人:東華大學(xué)