治療白血病的靶向磁性納米藥物的製備方法
2023-07-31 00:36:56
專利名稱：治療白血病的靶向磁性納米藥物的製備方法
技術領域：
本發明涉及生化醫藥技術領域，更詳細的是一種用於治療白血病的靶向磁性納米藥物的製備方法。
背景技術：
惡性腫瘤是當今世界最主要的死亡原因之一。雖然化學藥物治療經歷了半個多世紀的發展和完善，成為惡性腫瘤綜合治療的主要手段之一，但抗癌藥物在殺傷腫瘤細胞的同時，也殺傷了正常的組織細胞，所以在臨床應用時常引起嚴重的毒副反應。因此尋求既能保護正常組織器官又具有最大可能殺傷腫瘤細胞的治療途徑和方法，已成為當今廣大醫藥工作者研究的熱門課題。
白血病是造血系統惡性疾病，系發育過程中分化成熟障礙的造血細胞在骨髓等組織克隆性異常增生，並浸潤其他組織和臟器，使正常造血受到抑制，由此產生貧血、出血、感染、肝脾淋巴結腫大等一系列症狀體徵。白血病是導致惡性腫瘤死亡的主要疾病之一，其中急性白血病佔35歲以下成人腫瘤死亡首位。臨床主要用於治療白血病的常用抗腫瘤藥包括正定黴素和阿黴素等，其中，正定黴素(柔紅黴素)為抗瘤譜較廣的抗腫瘤藥，能嵌入DNA雙螺旋中與DNA結合，使其模板發生改變，抑制DNA和RNA聚合酶，阻止DNA和RNA的合成，為細胞周期非特異性藥物；而阿黴素(羥基紅比黴素)可與腫瘤細胞DNA交聯，抑制DNA複製，並阻斷RNA聚合酶的作用，抑制RNA的合成。
由於白血病的發病原因目前還沒有一個科學的解釋，因此目前的治療原則為綜合治療，聯合化療是目前臨床上治療白血病最常用和最有效的手段之一，例如對急性白血病採用強烈誘導，早期強化，藥物劑量遞增，骨髓抑制性維持治療方法。由於人體正常細胞和腫瘤細胞在生物化學方面的差異很小，大多數抗腫瘤藥物對腫瘤細胞和正常細胞都有非選擇性的殺傷作用，常引起嚴重的系統性毒副作用，而且會被很快地從系統循環中清除掉，在腫瘤局部達不到有效的治療濃度，在腫瘤部位滯留的時間也較短，從而降低了化療藥物的治療療效。所以當前的療效還不夠滿意，藥物治療只是改善患者的一般症狀，縮小肝脾、降低白細胞數，但不能阻止急變的出現，所以不能達到全面根治的治療效果。
為了解決這些問題，人們開始了對藥物載體的研究，以期使藥物指向機體的特定部位，並以被動形式釋放藥物。目前常用的載體有脂質體、紅細胞外殼、大分子聚合物及傳統的微球等。自70年代研究人員提出磁控靶向藥物傳遞系統的概念以來，磁性物質載體的研究一直是當前藥物新型製劑最活躍的領域之一，它是將藥物微球中加入了具有磁響應性的物質，將磁性藥物注入組織內，在腫瘤外部施加有效強度和梯度的外磁場，利用磁性藥物的流動性能和磁場誘導性能，將磁性藥物載體固定於腫瘤靶區內。由於單分散的磁性納米藥物載體的製備一直是一個技術瓶頸問題，目前尚未見利用磁性納米粒子作為藥物載體直接作用於靶細胞中的報導。
發明內容
技術問題本發明的目的在於針對現有技術存在的不足，提供一種白血病靶向磁性納米藥物的製備方法，它具有白血病細胞靶向性，由於該納米粒較多的含有Fe3O4磁性納米藥物，而且由於微量Fe3O4磁性納米粒子在生物體內廣泛存在，因此微量Fe3O4磁性納米粒子對生物體無毒無害，與阿黴素和柔紅黴素等抗癌藥物協同作用，可顯著提高白血病細胞中藥物濃度，克服靶向細胞的耐藥性，增強抗癌藥物的抑瘤效果和靶向殺傷作用。
技術方案，本發明提供了表面功能化的單分散Fe3O4磁性納米藥物載體的製備方法，即以表面功能化的單分散磁性納米粒子Ni，或Fe2O3，或Fe3O4為載體，在載體表面載有阿黴素，或柔紅黴素，或其它治療白血病的藥物。所述的其它治療白血病的藥物是抗菌素(如表阿黴素，平陽黴素)、中草藥(如泰素(紫杉醇))。表面功能化的單分散磁性納米粒子的粒徑範圍為30nm～50nm。單分散磁性納米粒子Ni，或Fe2O3，或Fe3O4是在電化學氧化條件下用電沉積方法製備的；其電解過程在0.1M TBA-Br-2(tetrabutylammonium-bromide(TBA-Br)2-propanol)丙醇溶液中進行，其中用高純的Ni或Fe片作陽極，用玻碳做陰極，沉積磁性納米糰簇覆蓋在TBA上。沉積磁性納米糰簇採用熱液方法進一步改進，即沉積以後在有機溶液或水中進行熱處理，然後將團簇粉末在100-250℃加熱退火，從而得到表面功能化的單分散磁性納米藥物載體。單分散的磁性納米粒子表面帶有正電荷和疏水性功能團。
本發明的白血病靶向磁性納米藥物用作治療藥物時，其中所述的單分散磁性納米粒子與阿黴素，或柔紅黴素，或其它治療白血病的藥物的重量比為1∶2～1∶5。
本發明的白血病靶向磁性納米藥物可以製成靜脈注射的凍乾粉製劑。實驗表明，該藥物在細胞中的分布率達到80％～95％。該靶向磁性納米藥物在無外加磁場情況下，具有天然的白血病細胞靶向功能；在外加磁場的情況下輔助治療，能顯著加大腫瘤區域的白血病細胞內藥物濃度，減小由於細胞耐藥性帶來的危害，並且其靶向性有助於降低藥物的全身毒性作用，從而達到控制與有效殺傷癌細胞的作用，而對正常細胞無影響，因此對於白血病的靶向治療具有重要應用前景。
總之，本發明具有新的藥效，開發成本低，靶向用藥準確，對傳統藥物(包括中藥)的現代化具有重要的價值。
我們研究和製備了白血病的靶向Fe3O4磁性納米藥物，探討了表面功能化Fe3O4磁性納米藥物載體在與不同化療藥物聯合作用增強抗癌藥物的抑瘤效果和有效殺傷白血病細胞的途徑。
由於納米粒子處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區域，是一種典型的介觀系統，因而它具有表面效應、小尺寸效應和量子隧道效應等許多奇特性質。相關研究發現某些磁性納米藥物子對於生物具有重要性，在某些生物體內，如趨磁細菌、蜜蜂、鴿子等體內，含有微量的Fe3O4，這些物質使得這些生物體對於磁場有特定的感應性。Fe3O4在生物體內的天然存在同時也說明了這些納米粒子微量存在於生物體內時對於生物體本身並沒有危害，因此我們選擇使用Fe3O4磁性納米粒子作為藥物的載體也可減少藥物對生物體的損害。
有益效果我們藥物靶向實驗研究表明，通過使用磁性納米載體載有的藥物固定於腫瘤組織細胞內，使靶向藥物在靶細胞中以控釋的方式從載體中釋放出來，可以有效地提高靶細胞中的藥物濃度，減小由於細胞耐藥性帶來的危害，延長藥物在靶區細胞中的作用時間，使藥物在靶組織的細胞或亞細胞水平發揮藥效作用，而對正常組織細胞無太大影響。
具體實施例方式
本發明的治療白血病的靶向磁性納米藥物的製備方法以表面功能化的單分散磁性納米粒子Ni，或Fe2O3，或Fe3O4為載體，在載體表面載有阿黴素，或柔紅黴素，或其它治療白血病的藥物；其中所述的單分散磁性納米粒子與阿黴素，或柔紅黴素，或其它治療白血病的藥物的重量比為1∶2～1∶5。所述的其它治療白血病的藥物是抗菌素(如表阿黴素，平陽黴素)、中草藥(如泰素(紫杉醇))。
(1)單分散表面功能化Ni，或Fe2O3，或Fe3O4納米粒子的製備在電化學氧化條件下，用電沉積方法製備單分散Ni，或Fe2O3，或Fe3O4的納米粒子。電解過程在TBA-Br-2丙醇溶液中進行，其中用高純的Ni或Fe片作為陽極，用玻碳電極作為陰極。電解過程在室溫下進行，沉積團簇覆蓋在TBA上。沉積過程中，採用熱液方法來合成單分散納米結構。熱液處理在有機溶劑或水中進行。Fe3O4納米粒子可以通過使沉積的粉末在100-250℃下退火得到。表面功能化的單分散磁性納米粒子的粒徑範圍為30nm～50nm。
在製得了單分散Fe3O4磁性納米藥物載體後，將該磁性納米粒溶於藥物溶液中，由於Fe3O4磁性納米粒表面帶有正電荷和疏水基團，因此可以表面負載柔紅黴素或阿黴素或其它治療白血病的藥物，如抗菌素(表阿黴素，平陽黴素)、中草藥(如泰素(紫杉醇))等藥物進入靶向腫瘤細胞。
我們將含有Fe3O4磁性納米粒的柔紅黴素或阿黴素加入靶向細胞溶液中，並與未加入Fe3O4納米粒的藥物作用進行了對比實驗。雷射共聚焦螢光顯微鏡的觀察結果表明，磁性納米粒Fe3O4與柔紅黴素或阿黴素聯合作用能夠顯著提高敏感細胞和耐藥細胞中藥物濃度，促進腫瘤細胞凋亡，而對正常細胞無太大影響。
(2)對作用細胞的實驗研究A對K562敏感細胞作用的共聚焦螢光顯微鏡研究①在K562敏感細胞中加入抗癌藥物阿黴素15分鐘後的單個K562細胞的共聚焦螢光圖像，從中可以看出藥物分子在細胞膜表面聚集，因此螢光主要集中於細胞膜表面和細胞核內的部分區域；②K562敏感細胞與加入阿黴素靶向磁性納米藥物15分鐘後的單個K562細胞的共聚焦螢光圖像。可以看出，藥物在K562敏感細胞內大量聚集成塊，主要的集中於細胞核內，說明Fe3O4磁性納米粒的存在導致了藥物分子高濃度的進入K562腫瘤細胞內，併集中分布於細胞核內，表明Fe3O4磁性納米粒與阿黴素藥物的聯合作用，有效地提高了K562細胞中藥物的濃度，增強了藥物對細胞的靶向作用，從而更加有助於藥效的發揮。
B對K562耐藥細胞作用的共聚焦螢光顯微鏡研究①K562耐藥細胞與加入阿黴素作用15分鐘後的單個細胞共聚焦螢光圖像，從中可以看出由於細胞對藥物有一定的抗藥性，導致細胞對藥物吸收較慢，藥物在細胞膜表面聚集，因此螢光主要集中於細胞膜表面和細胞核內的部分區域；K562耐藥細胞與加入阿黴素靶向磁性納米藥物15分鐘後的單細胞共聚焦螢光圖像。可以看出，藥物在耐藥細胞內聚集，且有許多顆粒狀亮點出現，主要的集中於細胞核內，表明Fe3O4納米粒與阿黴素藥物分子聯合作用，幫助藥物分子克服細胞的耐藥性進入細胞，有效地提高了K562耐藥細胞中藥物的濃度，促使細胞進一步凋亡，增強了藥物分子對細胞的靶向殺傷作用，從而更加有助於藥效的發揮。
與此同時，磁性納米藥物與抗癌藥物柔紅黴素聯合作用也有效地提高了細胞內藥物濃度，對腫瘤細胞(如K562敏感細胞和耐藥細胞)的靶向殺傷作用明顯增強。
我們經過實驗研究，開發了以磁性納米顆粒為載體的阿黴素和柔紅黴素的抗白血病藥物，對細胞和動物的實驗表明，含有磁性納米粒的藥物比沒有磁性納米顆粒時的藥效顯著增強，因此，這種技術可望用於臨床對惡性腫瘤的有目的靶向治療。本發明將大大加快新藥開發的速度，減少開發成本，提高效率和準確性，而且對傳統藥物的現代化具有重要的價值。
權利要求
1.一種治療白血病的靶向磁性納米藥物的製備方法，其特徵在於以表面功能化的單分散磁性納米粒子Ni，或Fe2O3，或Fe3O4為載體，在載體表面載有阿黴素，或柔紅黴素，或其它治療白血病的藥物；其中所述的單分散磁性納米粒子與阿黴素，或柔紅黴素，或其它治療白血病的藥物的重量比為1∶2～1∶5。
2.根據權利要求1所述的治療白血病的靶向磁性納米藥物的製備方法，其特徵在於所述的其它治療白血病的藥物是抗菌素、中草藥。
3.根據權利要求1所述的治療白血病的靶向磁性納米藥物的製備方法，其特徵在於表面功能化的單分散磁性納米粒子的粒徑範圍為30nm～50nm。
4.權利要求1所述的治療白血病的靶向磁性納米藥物的製備方法，其特徵在於單分散磁性納米粒子Ni，或Fe2O3，或Fe3O4是在電化學氧化條件下用電沉積方法製備的；其電解過程在0.1M TBA-Br-2丙醇溶液中進行，其中用高純的Ni或Fe片作陽極，用玻碳做陰極，沉積磁性納米糰簇覆蓋在TBA上。
5.根據權利4要求所述的治療白血病的靶向磁性納米藥物的製備方法，其特徵在於沉積磁性納米糰簇採用熱液方法進一步改進，即沉積以後在有機溶液或水中進行熱處理，然後將團簇粉末在100-250℃加熱退火，從而得到表面功能化的單分散磁性納米藥物載體。
6.根據權利要求5所述的治療白血病的靶向磁性納米藥物的製備方法，其特徵在於單分散的磁性納米粒子表面帶有正電荷和疏水性功能團。
全文摘要
治療白血病的磁性納米藥物的製備方法涉及生化醫藥技術，該製備方法以表面功能化的單分散磁性納米粒子Ni，或Fe
文檔編號A61K31/704GK1709271SQ20051004065
公開日2005年12月21日 申請日期2005年6月22日 優先權日2005年6月22日
發明者王雪梅, 張仁雲, 呂剛, 吳春惠, 李景源, 高峰, 程堅, 陳寶安, 付德剛, 李小毛, 關之群 申請人:東南大學