一种肿瘤靶向纳米颗粒、肿瘤靶向纳米制剂及其制备方法和应用与流程

本发明属于肿瘤靶向纳米制剂，具体涉及一种肿瘤靶向纳米颗粒、肿瘤靶向纳米制剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、肝细胞癌(hcc)是一种最常见的原发性肝癌，已成为全球第六大最常见的癌症，是每年因癌症死亡的第三大原因，也是世界上最致命的恶性肿瘤之一。根据世界卫生组织的研究表明，肝癌的病例数量仍在逐年稳步增加。目前，应用于肝癌治疗的方式大多是手术切除治疗、肝移植和化疗。最主流的治疗方法是常规化疗，但是会产生较大的副作用，降低患者舒适度，使患者病情恶化，并且化疗药物缺乏特异性和靶向性差，不仅能杀死肿瘤细胞，而且还能作用于正常组织，导致免疫力降低，副作用更加显著，药物疗效低。此外，多药耐药性(mdr)导致肝癌患者表现出不良的药物反应。

2、近年来，随着中药抗肿瘤的实验研究和临床应用的深入开展以及对药物机制的探索，中药及其活性成分在肿瘤治疗时的高效、低毒、作用广泛、多靶点等独特优势的日趋凸显，长期以来一直被用于癌症等多种疾病的治疗，越来越受到国际社会的认可和接受。中药有效成分正在成为治疗hcc的一类有效的抗癌药物。白藜芦醇(res)是一种非黄酮的天然多酚有机化合物，是一种存在于许多传统中药中的天然多酚植物抗毒素，很多研究表明白藜芦醇可以抑制肿瘤细胞增殖和迁移，从而发挥抗肿瘤作用，且对正常细胞毒副作用极低，在肝癌的治疗中极具应用前景。但它的化学稳定性较差，易氧化，生物利用度低，水溶性低、导致其在体内具有较低的吸收速度。这些缺点限制了其进一步的应用。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明提供一种肿瘤靶向纳米颗粒及其制备方法和应用，以及一种包含该肿瘤靶向纳米颗粒的肿瘤靶向纳米制剂。本发明提供的肿瘤靶向纳米颗粒能够负载抗肿瘤药物并具有良好的水溶性和肿瘤靶向性，并具有ph敏感性，在肿瘤环境中释放多而在肺肿瘤环境中释放少，从而能够减少副作用，增强其所负载的药物的治疗效果，可用于制成肿瘤靶向纳米制剂。

2、为达到上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种肿瘤靶向纳米颗粒，以负载抗肿瘤药物并载有金属纳米粒子的金属有机框架材料为核心，表面包覆聚多巴胺层，并在所述聚多巴胺层外表面以叶酸修饰；所述肿瘤靶向纳米颗粒的粒径为70～100nm。

4、本发明所提供的肿瘤靶向纳米颗粒中，金属有机框架材料中的金属纳米粒子能够通过化学动力作用而提高该肿瘤靶向纳米颗粒对肿瘤的破坏作用，聚多巴胺的包覆能够提升该肿瘤靶向纳米颗粒的溶解性，其表面修饰的叶酸作为靶向适配体，能够识别肿瘤细胞表面过量的叶酸受体，从而提升该肿瘤靶向纳米颗粒的主动靶向性。该肿瘤靶向纳米颗粒通过上述金属粒子负载、结构改造、表面包覆和修饰的方式使其具有较强的载药能力以及肿瘤组织靶向性，并具有良好的溶解性，可用于负载疏水性抗肿瘤药物，如白藜芦醇，能解决其水溶性低的问题，提高药物在肿瘤组织的专属性分布。

5、内吞是细胞摄取纳米颗粒和分子的重要途径，酸性囊泡参与了内吞过程。此外，大多数肿瘤生活在微酸性环境中。经验证，本发明提供的肿瘤靶向纳米颗粒为ph响应型，在生理条件下，金属有机框架材料上负载的抗肿瘤药物从该纳米颗粒中泄露少，能减少副作用，而在肿瘤酸性环境中释放多，从而增强抗肿瘤药物的治疗效果。

6、该肿瘤靶向纳米颗粒的上述特性使其能够克服单一治疗方面的劣势和不足，并能协同其他治疗手段发挥联合治疗效应，从而提高肿瘤治疗的疗效。

7、据报道，实现epr效应的最佳纳米材料尺寸在10nm～200nm之间。本发明提供的肿瘤靶向纳米颗粒的粒径为70～100nm，具有被动靶向肿瘤组织的能力。

8、另外，实验证明，该肿瘤靶向纳米颗粒具有良好的生物相容性，对正常细胞是安全的，因此可以用于肿瘤的临床治疗。

9、结合第一方面，所述金属有机框架材料为uio-66-nh2，所述uio-66-nh2粒径为50-70nm。uio-66-nh2孔隙率高且可改性，其空隙内部可负载大量药物，其表面包覆的聚多巴胺和修饰的叶酸可分别解决疏水性抗肿瘤药物的溶解性差的问题和靶向问题。

10、结合第一方面，所述金属纳米离子为铁铜纳米粒子，即铁元素与铜元素复合而成的纳米粒子。经实验验证，铁铜纳米粒子促进h2o2、激素代谢物、谷胱甘肽等的形成，并介导内源性化学环境中的fenton反应，h2o2在肿瘤微环境(tumor microenvironment,tme)中转化为高氧化性·oh，改变肿瘤细胞的氧化还原状态，进而破坏dna、蛋白质和脂质，当产生一定量的活性氧(ros)时，可激活肿瘤细胞自噬，导致体内肿瘤细胞的死亡。由于该治疗原理和肿瘤微环境(tme)紧密结合，所以具有高选择性，在正常组织中不会产生·oh，不依赖外部刺激(如光、超声或x射线)，只有在肿瘤区域才被激活并释放治疗因子。经试验验证，当金属纳米离子为铁铜纳米粒子时，可产生显著的产生·oh能力，在ros诱导的癌症治疗中具有巨大的应用潜力，且·oh仅由fe2+，cu+的芬顿样反应产生。

11、结合第一方面，示例性地，所述抗肿瘤药物为疏水性抗肿瘤药物，如白藜芦醇。

12、优选地，所述金属有机框架材料和疏水性抗肿瘤药物的质量比为1:1～10。

13、第二方面，本发明还提供了一种肿瘤靶向纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：

14、s1、向乙酰丙酮铜，乙酰丙酮铁和乙二醇的混合物中通入氮气或惰性气体，在130～150℃反应至少1.5h，然后在210～230℃反应至少1.5h，固液分离，得到铜铁纳米粒子；

15、s2、将所述铜铁纳米粒子、氯化锆、2-氨基对苯二甲酸和苯甲酸在dmf水溶液中混合，在110～120℃反应至少24h，反应结束后固液分离得到fe-cu@uio-66-nh2纳米颗粒；

16、s3、将所述fe-cu@uio-66-nh2纳米颗粒的甲醇分散液与抗肿瘤药物甲醇溶液混合，搅拌反应至少6h，离心，得到载药fe-cu@uio-66-nh2纳米颗粒；

17、s4、将所述载药fe-cu@uio-66-nh2纳米颗粒分散于70％～80％v/v乙醇中，得载药fe-cu@uio-66-nh2纳米颗粒乙醇分散液，将多巴胺溶解于tris-hcl溶液，再与所述载药fe-cu@uio-66-nh2纳米颗粒乙醇分散液混合，搅拌至少2h，固液分离，得到载药fe-cu@uio-66-nh2-pda纳米颗粒；所述tris-hcl溶液的ph为8～9；

18、s5、将所述载药fe-cu@uio-66-nh2-pda与叶酸在70％～80％v/v乙醇和tris-hcl的混合溶液中混合搅拌至少2h后，用无水乙醇和超纯水清洗，得到所述肿瘤靶向纳米颗粒；所述tris-hcl的ph为8～9，所述70％～80％v/v乙醇和tris-hcl的体积比为1:0.8～1.2。

19、本发明上述制备工艺首先制成铜铁纳米粒子，再通过与氯化锆等原料的反应，制成载有该铜铁纳米粒子的fe-cu@uio-66-nh2纳米颗粒，其粒径为60～70nm，铜铁纳米粒子通过溶剂热法掺杂在uio-66-nh2内部(fe-cu@uio-66-nh2)；然后通过搅拌法装载抗肿瘤药物，将抗肿瘤药物封装在fe-cu@uio-66-nh2的框架内；继而，在上述s4的反应条件下，多巴胺与fe-cu@uio-66-nh2发生反应并自组装在载药fe-cu@uio-66-nh2纳米颗粒表面形成聚多巴胺层；最后，叶酸(fa)与聚多巴胺之间通过氨羧反应，使fa通过酰胺键连接在fe-cu@uio-66-nh2表面的聚多巴胺层上，能提高其主动靶向给药的能力。在上述s4、s5的操作条件下，pda的包覆以及fa的修饰并不会破坏fe-cu@uio-66-nh2的晶体结构，经包覆和修饰后的fe-cu@uio-66-nh2具有良好的稳定性。

20、以上述方法制得的肿瘤靶向纳米颗粒以负载抗肿瘤药物并载有铜铁纳米粒子的uio-66-nh2为核心，表面包覆聚多巴胺层，并在该聚多巴胺层外表面以叶酸修饰，其粒径为70～100nm，具有被动靶向肿瘤组织的能力。

21、结合第二方面，s1中在固液分离后以有机溶剂对所得产物进行清洗。

22、优选地，所述有机溶剂为甲醇、n,n-二甲基甲酰胺、乙醇或丙酮。

23、示例性地，反应完成后的固液分离方式可采用离心。

24、优选地，固液分离后，用所述有机溶剂洗涤所得固体，以去除未反应的原料。

25、结合第二方面，s2中反应的时间为24～48小时。

26、结合第二方面，s2中所述乙酰丙酮铜，乙酰丙酮铁的质量比为1:1～1:2。

27、结合第二方面，s3中所述氯化锆、2-氨基对苯二甲酸和苯甲酸的摩尔比为(0.8～1.2):(0.8～1.2):10，所述氯化锆、2-氨基对苯二甲酸和苯甲酸的质量之和与所述铁铜纳米粒子的质量比为1:(9～99)。

28、结合第二方面，所述抗肿瘤药物甲醇溶液中抗肿瘤药物的浓度为2～4mg/ml。

29、结合第二方面，所述fe-cu@uio-66-nh2甲醇分散液中fe-cu@uio-66-nh2的浓度为0.25～2mg/ml。

30、结合第二方面，所述fe-cu@uio-66-nh2甲醇分散液与抗肿瘤药物甲醇溶液的体积比为1：(0.5～1)。

31、结合第二方面，所述载药fe-cu@uio-66-nh2和多巴胺质量比为1:1～4:1，多巴胺在tris-hcl溶液中的浓度为0.25～0.5mg/ml。

32、结合第二方面，所述载药fe-cu@uio-66-nh2-pda与叶酸的质量比为1:1～4:1。该质量比与上述制备工艺条件相结合，使fa的修饰率为1～7％，能进一步确保所得肿瘤靶向纳米颗粒的主动靶向给药能力得以提高。

33、结合第二方面，s5中用无水乙醇和超纯水清洗的方法可采用离心。示例性地，向反应液中加入无水乙醇后混合，离心，弃去上清，再加入水混合，离心，弃去上清；根据清洗情况可重复进行该操作。

34、第三方面，本发明提供上述肿瘤靶向纳米颗粒或按上述制备方法制得的肿瘤靶向纳米颗粒在制备肿瘤靶向纳米制剂中的应用。

35、结合第三方面，所述抗肿瘤药物为疏水性抗肿瘤药物。

36、优选地，所述肿瘤靶向纳米制剂为肝癌靶向纳米制剂。

37、结合第三方面，所述肿瘤靶向纳米制剂为缓释制剂。示例性地，其剂型可采用液体制剂、分散剂等。

38、第四方面，本发明提供一种肿瘤靶向纳米制剂，其原料包括上述肿瘤靶向纳米颗粒。

39、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

40、本发明利用叶酸在表面进行生物有机修饰，使其增加肿瘤靶向性，促进该肿瘤靶向纳米颗粒被肿瘤细胞内吞摄取，极大地提升了其抗肿瘤性能，有效提高抗肿瘤药物的治疗效果。本发明提供的制备方法通过特定的制备工艺制得粒径极小的铁铜纳米粒子，然后通过一步溶剂热法和搅拌法巧妙地将铁铜纳米粒子以及抗肿瘤药物包覆入内，继而在外层包覆上聚多巴胺并以叶酸修饰，使所得肿瘤靶向纳米颗粒可以靶向识别肿瘤细胞并在肿瘤偏酸的微环境中响应性降解，从而靶向性缓慢释放抗肿瘤药物。该制备方法制得的肿瘤靶向纳米颗粒形状均匀且稳定性好，载药率高，能增强药物靶向浓集，增强肿瘤杀伤的治疗效果，并降低非特异性毒副作用，具有良好的应有前景。