[发明专利]一种能高效负载核酸类药物的复合纳米载体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能高效负载核酸类药物的复合纳米载体及其制备方法。

背景技术

通过表达生物活性物质、抑制导致基因紊乱或不可控细胞增值的功能异常基因等策略来进行基因治疗是预防和治疗遗传缺陷性疾病、感染、肿瘤和心血管等诸多重大疾病的有力方法。目前，缺乏安全而有效的基因载体是限制基因治疗在临床上的广泛应用的主要瓶颈。尽管病毒载体，比如腺病毒、逆转录病毒和慢病毒，具有高转染效率，其潜在的免疫原性和生产控制、成本等问题阻碍了其应用。与病毒载体相比，非病毒载体具有许多优点，例如低免疫原性和毒性、易于合成并批量生产、成本低、稳定性好、易于通过结构调整传递分子大小不同的一系列核酸类药物等。因此，开发有效的非病毒载体是近年来化学、材料、药学、生物学、医学和纳米科学等学科交叉研究的前沿领域之一。

通过使用一系列阳离子磷脂和聚合物可以实现核酸药物的凝聚和传递，其中包括Lipofectamine 2000、类磷脂化合物、聚乙烯亚胺（PEI）、聚（L-赖氨酸）（PLL）、聚二甲基二烯丙基胺盐酸盐（PDADMAC）、聚[2-（二甲基胺基）-乙基丙烯酸甲酯]（PDMAEMA）、阳离子型聚丙烯酰胺（CPAM）、聚精氨酸，以及天然的壳聚糖（Chitosan）及其衍生物等。此外，近年来新合成的用于基因转染的可降解聚阳离子电解质有聚磷酸酯为主链的阳离子聚电解质、聚（4-羟基-L-脯氨酸酯）、聚（L-丝氨酸酯）型阳离子聚合物、聚[α-（4-氨基丁基）-L-乙醇酸]、聚（β-胺基酯）型阳离子聚电解质、环糊精主链型阳离子聚电解质、聚（L-天冬酰胺）型阳离子聚电解质、以及阳离子聚磷腈等。这些载体系统的最终转染效率取决于其分子结构。另外，可以将核酸类药物包裹或吸附于微胶囊（Microcapsule）、迷你细胞（Minicell）、脂质体（Liposome）、脂质纳米粒、聚合物纳米粒、无机纳米粒、有机/无机杂化纳米粒及DNA/RNA组装体等微纳结构中，实现其细胞内化、转运及靶部位转染。尽管最近十年来开发了包括上述阳离子型材料和聚合物纳米粒在内的许多非病毒型载体系统，这些工作只取得了有限的成功，仅有个别系统目前进入临床研究。阳离子型聚合物载体，由于其与核酸类药物主要通过静电作用络合，最终络合物易于受到血液和细胞外液大量存在的多聚阴离子的影响而解络合，从而无法到达靶部位实现理想的转染。另外，对于低分子量核酸类药物（比如反义核苷酸、siRNA和microRNA），其本身的刚性结构和较低的电荷密度往往导致不完全的凝聚。尽管通过使用高电荷密度和高分子的载体可以部分解决这些问题，但又会导致细胞毒性、组织损伤和血栓形成明显加剧。另一方面，对于反义核苷酸、siRNA和microRNA等核苷酸，其良好的水溶性和低表面电荷限制了有效包裹，因此聚合物或其他有机纳米对该类核酸类药物的负载效率较低。

因此，探寻安全、高效、低成本且易于批量生产的非病毒纳米载体依然是一项极具挑战性的工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种能高效负载核酸类药物的复合纳米载体及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采取以下措施：

本发明所述的能高效负载核酸类药物的复合纳米载体由可降解有机材料和不同分子量多聚胺组成，其中不同分子量多聚胺与可降解有机材料的质量比为0.005：100-3：7；该复合纳米载体为球形，粒径为80-950 nm，核酸类药物均匀分布于其中。

上述可降解有机材料选自聚乳酸（PLA）、聚丙交酯-乙交酯（PLGA）、聚ε-己内酯（PCL）、聚原酸酯、缩醛化α-环糊精、缩醛化β-环糊精、缩醛化γ-环糊精、缩醛化α-环糊精聚合物或缩醛化β-环糊精聚合物；其中聚合物类可降解有机材料的分子量为1-100 kDa。

上述不同分子量多聚胺选自低分子量多聚胺或聚乙烯亚胺；其中聚乙烯亚胺的分子量为0.6-50 kDa。

上述低分子量多聚胺选自亚精胺（Spermidine）、精胺（Spermine）或腐胺（Putrescine）。

上述能高效负载核酸类药物的复合纳米载体的制备方法如下：

首先将核酸类药物溶于水中得到内水相，将可降解有机材料与不同分子量多聚胺溶解在有机溶剂中得到有机相，将聚乙烯醇（PVA）的水溶液作为外水相；然后在探头超声作用下将内水相乳化于有机相中形成油包水初乳，该初乳在探头超声作用下乳化于外水相中得到水包油包水复乳，所得复乳在室温下磁力搅拌以挥发去除有机相的有机溶剂，待纳米微粒固化后，离心分离，用双蒸水洗涤，即可得到本发明所述的能高效负载核酸类药物的复合纳米载体。