一種熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒及其構建方法
【專利摘要】本發明公開了一種熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒及其構建方法，其特征在于：納米復合藥物顆粒是以油酸包裹的碲化銅納米顆粒為內核，在內核外表面包裹有一層疏水性藥物；納米復合藥物顆粒的表面用兩親性分子進行修飾。本發明油酸包裹的碲化銅納米顆粒不僅可以作為腫瘤光熱治療的材料，在較低的激光強度和較低的濃度下有效的殺死癌細胞；而且還可以作為藥物的載體，從而實現了熱化療的協同治療，可以有效提高腫瘤治療效率；因此，碲化銅納米顆粒在藥物傳送、腫瘤治療方面有著廣闊的應用前景。
【專利說明】
一種熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒及其構建方法
技術領域
[0001]本發明屬于納米材料制備和生物醫藥領域，具體涉及一種熱化療藥物。
【背景技術】
[0002]癌癥已經成為威脅人類健康的首要致死病因之一，在最近10年內其發病率逐年增加。傳統的癌癥治療方式主要以手術、化療和放射治療為主，然而這些療法通常會伴隨著很強的副作用，會給患者帶來極大的痛苦，特別是癌細胞惡性轉移后，任何一種療法都無法使其痊愈。光熱治療是將納米材料所吸收的近紅外光轉換成熱量，使得腫瘤部位局部溫度升高來殺死癌細胞。與傳統的癌癥治療方式相比，光熱治療是一種非侵入性癌癥治療方法，可以實現在不影響正常組織的情況下有效的殺死癌細胞，大大降低了機體的毒副作用。雖然近紅外光穿透能力很強，但是隨著腫瘤組織深度的增加，近紅外光會發生光散射而導致產生的能量不足以殺死癌細胞。因此，單一的光熱療法不能徹底根除深處的腫瘤組織。近年來，科研人員將具有良好光熱效果的納米材料和化療藥物結合起來，實現了熱化療協同治療腫瘤。光熱療法會產生大量的熱量，導致腫瘤局部溫度升高，會顯著提高細胞膜的通透性和細胞的代謝速率，從而使得腫瘤組織對藥物的攝取速率增加，從而顯著提高化療的效果。因此，熱化療協同治療腫瘤，有著更好的療效，是目前腫瘤研究的一個熱門方向。
[0003]銅的硫屬化合物制備簡單、價格便宜，在近紅外有著強烈的吸收，同時具有較好的生物相容性和光照穩定性，在納米醫學領域有著廣泛的應用。其中，碲化銅是一種重要的P型半導體，在熱電材料、太陽能電池、氣敏傳感器等方面都有著廣泛的應用。但是碲化銅在生物方面的應用的相關報道比較少，尤其在腫瘤治療方面的報道。碲化銅納米顆粒水溶液具有良好的生物相容性，不僅可以作為腫瘤光熱治療的材料，能在較低的激光強度和較低的濃度下有效的殺死癌細胞;而且還可以作為藥物的載體，從而實現了熱化療的協同治療，可以有效提高腫瘤治療效率。迄今為止，碲化銅納米藥物載體的構建及其在熱化療中的應用還沒有過相關報道。因此，碲化銅納米顆粒在藥物傳送、腫瘤治療方面有著廣闊的應用前景。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒及其構建方法，以解決傳統臨床過程中單一治療效果不佳的問題。
[0005]本發明為實現發明目的，采用如下技術方案:
[0006]本發明首先公開了以油酸包裹的碲化銅納米顆粒在制備熱化療藥物中的應用，SP以油酸包裹的碲化銅納米顆粒作為熱化療藥物中的藥物載體，裝載、轉運、緩釋疏水性藥物。所述油酸包裹的碲化銅納米顆粒的平均粒徑為5?20nm，用808nm激光器照射1min后其溶液溫度可以達到25°C?60°C，具有良好的生物相容性和較強的光熱轉換效率，實現了熱化療的協同治療，顯著提高了腫瘤的治療效果。
[0007]本發明熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒，其特點在于:所述熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒是以油酸包裹的碲化銅納米顆粒為內核，在所述內核外表面包裹有一層疏水性藥物;所述納米復合藥物顆粒的表面用兩親性分子進行修飾。
[0008]所述熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒的構建方法是:
[0009]將油酸包裹的碲化銅納米顆粒、疏水性藥物和兩親性分子超聲溶解在有機溶劑中，減壓旋轉蒸發以去除有機溶劑，形成薄膜;加入磷酸鹽緩沖液后再次進行超聲分散，即獲得熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒。
[0010]其中:所述疏水性藥物為疏水性抗癌藥物;所述疏水性抗癌藥物為羥基喜樹堿、喜樹堿、紫杉醇、多烯紫杉醇、依托泊苷、多柔比星、疏水阿霉素、順鉑中的一種。所述兩親性分子為烯丙基聚乙二醇、巰基乙酸、巰基聚乙二醇、磷脂聚乙二醇、巰基丙酸、甲氧基聚乙二醇中的一種。
[0011]在所述納米復合藥物顆粒中，所述油酸包裹的碲化銅納米顆粒與所述疏水性藥物的質量比為I?100: I;所述油酸包裹的碲化銅納米顆粒與所述兩親性分子的質量比為1:1
?50
[0012]以疏水阿霉素(DOX)和磷脂聚乙二醇(DSPE-PEG)為例，本發明的熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒的結構形式如如圖1所示。首先合成出了油酸保護的碲化銅納米顆粒，通過疏水-疏水相互作用包上疏水阿霉素，再通過磷脂聚乙二醇(DSPE-PEG)進行表面修飾，使其具有良好的生物相容性，從而可以將油酸包裹的碲化銅納米顆粒的光熱特性和抗癌藥物結合起來，實現了熱化療協同治療腫瘤。
[0013]本發明的有益效果體現在:
[0014]本發明將油酸包裹的碲化銅納米顆粒的光熱特性和抗癌藥物聯合起來，實現了熱化療協同治療腫瘤，克服了單一治療效果不佳的問題，顯著提高了腫瘤的治療效果。本發明的操作簡單，對環境污染小，而且以油酸包裹的碲化銅納米顆粒作為藥物載體具有良好的穩定性，所以碲化銅納米顆粒在藥物傳送、腫瘤治療方面有著廣闊的應用前景。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒的結構形式圖；
[0016]圖2a為油酸包裹的碲化銅納米顆粒的透射電鏡照片；圖2b為磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒的透射電鏡照片；
[0017]圖3a是不同濃度油酸包裹的碲化銅納米顆粒的甲苯溶液的紫外-可見吸收光譜圖，圖3b是不同濃度油酸包裹的碲化銅納米顆粒的甲苯溶液在808nm吸光度的線性擬合圖；
[0018]圖4a是不同濃度磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒水溶液的紫外-可見吸收光譜圖，圖4b是不同濃度磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒水溶液在808nm吸光度的線性擬合圖；
[0019]圖5是不同濃度磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒水溶液的升溫效果圖；
[0020]圖6是濃度為250yg/mL的磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒水溶液的光熱穩定性效果圖；
[0021]圖7是濃度為250yg/mL的磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒水溶液在光照循環前后的紫外-可見吸收光譜圖；
[0022]圖8是磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒對人宮頸癌細胞的殺傷效果比較圖；
[0023]圖9是游離阿霉素、磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒、及裝載阿霉素的碲化銅納米復合藥物顆粒的紫外-可見吸收光譜圖；
[0024]圖10是游離阿霉素及裝載阿霉素的碲化銅納米復合藥物顆粒在37°C下的藥物釋放曲線。
[0025]圖11是以MTT法表征的經過近紅外激光照射不同時間后，分別加入有游離阿霉素、磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒、及裝載阿霉素的碲化銅納米復合藥物顆粒的人宮頸癌細胞培養基中的細胞活性圖(a為激光照射Omin;b為激光照射3min; c為激光照射5min)。
【具體實施方式】
[0026]下面通過附圖及【具體實施方式】對本發明進行更深一步的說明，但不是以此來限制本發明，僅僅是為了更好的解釋本發明。
[0027]實施例1制備油酸包裹的碲化銅納米顆粒
[0028]在手套箱中，將0.256g碲粉和2mL三辛基膦溶液混合在1mL的單口燒瓶中，在磁力攪拌中升溫至200 0C并保持2h，待其自然冷卻至室溫，獲得Imo I /L的碲的三辛基膦溶液以備待用。
[0029]將Immol乙酰丙酮銅、1mL油酸和5mL正十二硫醇裝入50mL三口燒瓶中，在磁力攪拌和氮氣保護下，將溫度升高至180°C，保持1min后得到一個澄清的紅棕色溶液;隨后向其中注射0.5 m L濃度為I m ο I / L的碲的三辛基膦溶液，溶液瞬間變成黑色，在此溫度下反應2min，S卩獲得油酸包裹的碲化銅納米顆粒。
[0030]如圖2a所示為油酸包裹的碲化銅納米顆粒的透射電子顯微鏡照片，可以看出油酸包裹的碲化銅納米顆粒的平均粒徑為5?20nm。
[0031]將油酸包裹的碲化銅納米顆粒分散在甲苯中，獲得不同濃度的溶液，測試其紫外-可見吸收光譜圖。圖3a所示是不同濃度油酸包裹的碲化銅納米顆粒的甲苯溶液的紫外-可見吸收光譜圖，可以看出油酸包裹的碲化銅納米顆粒在近紅外區域有著一個寬吸收，并且隨著濃度增大，其吸光數值也相應增加；圖3b為不同濃度油酸包裹的碲化銅納米顆粒的甲苯溶液在808 nm吸光度的線性擬合圖，有著很好的線性關系，其中線性相關度為0.99928。[0032 ]實施例2磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒的制備
[0033]取含5mg油酸包裹的碲化銅納米顆粒的甲苯溶液，然后加入含5mg磷脂聚乙二醇的氯仿溶液，超聲1min使得磷脂聚乙二醇充分溶解;減壓旋轉蒸發以去除有機溶劑，形成一層綠色薄膜，再加入5mL磷酸鹽緩沖液并超聲5min，使薄膜在緩沖液中分散均勻，即獲得磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒。
[0034]圖2b為磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒的透射電子顯微鏡照片，其平均粒徑為5?20nm。
[0035]將磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒分散在水中，獲得不同濃度的溶液，測試其紫外-可見吸收光譜圖。圖4a為不同濃度磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒水溶液的紫外-可見吸收光譜圖，可以看出隨著濃度增大，其吸光數值也相應增加；圖4b為不同濃度磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒水溶液在808nm吸光度的線性擬合圖，有著很好的線性關系，其中線性相關度為0.9987。
[0036]圖5為不同濃度磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒水溶液的升溫效果圖。具體測試方法是將不同濃度的水溶液均取3mL置于粒度池中，用808nm激光以2W的功率照射I Omin。實驗表明隨著水溶液濃度的增加，其升溫效果也更加明顯。
[0037]圖6是濃度為250yg/mL的磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒水溶液的光熱穩定性效果圖。具體測試方法是取3mL磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒水溶液置于粒度池中，用808nm激光以2W的功率照射1min，用數顯溫度計記錄溫度變化，然后關掉激光器，讓其冷卻至起始溫度，如此反復照射冷卻循環5次。可以看出磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒水溶液有著良好的光熱穩定性。
[0038]圖7是濃度為250yg/mL的磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒水溶液照射冷卻循環5次前后的紫外-可見吸收光譜圖。從圖中看出來光照后水溶液在808nm處的紫外吸收曲線只有稍微的降低，說明了磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒水溶液有著良好的光熱穩定性。
[0039]圖8為磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒對人宮頸癌細胞的殺傷效果比較。癌細胞用鈣黃綠素染色，活細胞可以發出綠色熒光。其中a為含人宮頸癌細胞的培養基用808nm激光照射5min后的照片，可以看出所有癌細胞都發出綠色熒光，表明癌細胞依然存活;b為在含人宮頸癌細胞的培養基中加入500yg/mL磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒，然后再用808nm激光照射5min后的照片，可以看出虛線內的癌細胞沒有發出綠色熒光，表明癌細胞已經死亡，證明了磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒是一種理想的光熱納米材料。
[0040 ]實施例3碲化銅納米復合藥物顆粒的制備
[0041]取含3mg油酸包裹的碲化銅納米顆粒的甲苯溶液，加入含3mg磷脂聚乙二醇的氯仿溶液，接著再加入含0.3mg疏水阿霉素的氯仿和甲醇的混合溶液，超聲15min使其完全混合；減壓旋轉蒸發以去除有機溶劑，形成薄膜;再加入3mL磷酸鹽緩沖液，超聲5min，即獲得裝載阿霉素的碲化銅納米復合藥物顆粒。
[0042]圖9為濃度為30yg/mL的阿霉素氯仿溶液、300yg/mL磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒水溶液及濃度為300yg/mL的裝載阿霉素的碲化銅納米復合藥物顆粒水溶液的紫外-可見吸收光譜圖。從圖中可知，游離阿霉素溶液在490nm處有一個很強的吸收峰，裝載阿霉素的碲化銅納米復合藥物顆粒的紫外在490nm處有明顯的提高，證明磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒上成功裝載了阿霉素。
[0043]圖10為游離疏水阿霉素和裝載阿霉素的碲化銅納米復合藥物顆粒在37°C下的藥物釋放曲線。從圖中可以看出，聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒對阿霉素有著更慢的釋放速率，更適合緩控釋放體系。
[0044]圖11是以MTT法表征的經過近紅外激光照射不同時間后，游離阿霉素、磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒、及裝載阿霉素的碲化銅納米復合藥物顆粒所對應的人宮頸癌細胞的活性圖，其中圖a、b、c分別對應等量阿霉素濃度下808nm激光照射0min、3min、5min的細胞活性圖。
[0045]具體測試方法是:在含人宮頸癌細胞的培養基中分別加入游離親水阿霉素的水溶液(得到培養基A)、磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒水溶液(得到培養基B)及裝載阿霉素的碲化銅納米復合藥物顆粒水溶液(得到培養基C)，并使培養基A中阿霉素質量濃度與培養基C所含納米復合藥物顆粒中阿霉素的質量濃度相同，且培養基B中碲化銅納米顆粒的質量濃度與培養基C所含納米復合藥物顆粒中碲化銅納米顆粒的質量濃度相同。也即保持培養基A和培養基C有等量的阿霉素濃度，以此條件下培養基C中對應的碲化銅納米顆粒濃度來定培養基B的濃度。完成后，然后對培養基用808nm激光照射不同時間。
[0046]以阿霉素的含量5yg/mL為例，從圖中可以看出，激光照射3min后，加入有磷脂聚乙二醇修飾的碲化銅納米顆粒和游離阿霉素的培養基中人宮頸癌細胞的細胞活性分別為43.94%和25.73%，而在相同條件下，加入有納米復合藥物顆粒的培養基中人宮頸癌細胞的細胞活性為15.4 7 % ;在激光照射5 m i η的情況下，與三者相對應的細胞活性分別為30.77%,20.77%,7.12%。以上分析表明隨著裝載阿霉素的碲化銅納米復合藥物顆粒的濃度和激光照射時間的增加，細胞活力明顯下降，有效的證明了熱化療的協同作用。
【主權項】
1.一種油酸包裹的碲化銅納米顆粒的應用，其特征在于:用于作為熱化療藥物中的藥物載體。2.—種熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒，其特征在于:所述熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒是以油酸包裹的碲化銅納米顆粒為內核，在所述內核外表面包裹有一層疏水性藥物;所述熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒的表面用兩親性分子進行修飾。3.根據權利要求2所述的熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒，其特征在于:所述疏水性藥物為疏水性抗癌藥物。4.根據權利要求3所述的熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒，其特征在于:所述疏水性抗癌藥物為羥基喜樹堿、喜樹堿、紫杉醇、多烯紫杉醇、依托泊苷、多柔比星、疏水阿霉素、順鈾中的一種。5.根據權利要求2所述的熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒，其特征在于:所述兩親性分子為烯丙基聚乙二醇、巰基乙酸、巰基聚乙二醇、磷脂聚乙二醇、巰基丙酸、甲氧基聚乙二醇中的一種。6.根據權利要求2所述的熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒，其特征在于:在所述熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒中，所述油酸包裹的碲化銅納米顆粒與所述疏水性藥物的質量比為I?100:1;所述油酸包裹的碲化銅納米顆粒與所述兩親性分子的質量比為1:1?5。7.—種權利要求2?6中任意一項所述的熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒的構建方法，其特征在于: 將油酸包裹的碲化銅納米顆粒、疏水性藥物和兩親性分子超聲溶解在有機溶劑中，減壓旋轉蒸發以去除有機溶劑，形成薄膜;加入磷酸鹽緩沖液后再次進行超聲分散，即獲得熱化療用碲化銅納米復合藥物顆粒。
【文檔編號】A61K31/704GK105963712SQ201610502862
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】查正寶, 王咸文, 陳華健
【申請人】合肥工業大學