[发明专利]团聚的烷氧基硅烷涂覆的磁性纳米颗粒

说明书

尽管最近在实体肿瘤的肿瘤治疗例如抗体中有了进展，但是仍然需要更有效且成本有效的治疗选择。

温热疗法或更具体地过热疗法(hyperthermia)是用于治疗癌症的吸引人的途径，原因是与化学疗法或放射疗法相比，因其物理作用方式而预计对多种肿瘤疾病的副作用较小。但是，目前可用的模式仍然是次优的(Moroz等2002)并且需要改进。

温热疗法的一种优选模式是其中将磁性纳米颗粒直接引入肿瘤中的方法。随后在交变磁场中加热纳米颗粒。根据治疗的持续时间和所达到的瘤内温度，使肿瘤细胞直接破坏(热消融)或者对于伴随的化学或放射疗法(过热疗法)敏感。通过该新方法，可由内而外地对抗肿瘤，从而不伤害周围的健康组织。该治疗模式在治疗成胶质细胞瘤中显示出了有前景的治疗效果(Maier-Hauff等2011)。

尽管通过第一次临床试验得到了阳性结果，但是仍然有提高效率和／或降低疗法的副作用或限制的空间。另一个未解决的问题是，在滴注纳米颗粒期间，在周围组织中发生磁性颗粒在靶区域外侧的沉积。由于这些外部贮库(depot)在交变磁场中加热后导致了在交变磁场中进行加热后靶区域外侧的温度升高，或者其限制了用于加热纳米颗粒贮库的可施加磁场强度(如果要避免周围组织的这种加热的话)，所以其造成了不需要的副作用。该问题的原因可以是注射肿瘤组织内的高压，其导致沉积的纳米颗粒在注射期间或者在注射之后立即流出。此外，虽然需要纳米级颗粒以具有高的比吸收率(SAR)，但是这样的纳米颗粒可在组织间隙中容易移动并从而可靶组织中损失。此外，由于迄今为止用于临床的纳米颗粒／磁性流体的次优比吸收率(SAR)，所以通过首先使纳米颗粒沉积并随后通过交变磁场将其激发可在肿瘤中“沉积”的热量受到限制。

另外，这样的纳米颗粒需要以受控方式大规模且以合理成本制造，并且需要能够配制成稳定制剂以变为可销售产品。

现有技术描述了这种纳米颗粒的多种方法和用途，如Gupta和Gupta(2005)所综述的。

Lesniak等(1997)描述了用于制备不含团聚体的纳米颗粒的方法。所述方法包括(i)制备部分形成团聚体的氧化铁纳米颗粒的水性悬液，(ii)添加三烷氧基硅烷和水混溶性极性有机溶剂例如乙二醇，(iii)用超声处理所得悬液以减少团聚，(iv)在超声作用下通过蒸馏移除水，以及(v)移除剩余的团聚体。所述方法基于烷氧基硅烷得到了具有耐水解涂层的不含团聚体的纳米颗粒。但是，如果将这些纳米颗粒局部施用于实体肿瘤，则由于其不含团聚体的性质而仅可部分保留在注射位点。这些纳米颗粒广泛分布在身体中，从而限制了纳米颗粒在靶区域中的剩余量，并且由于纳米颗粒在身体的周围组织或其他地方中的积累而增加了副作用风险。此外，由于使用的乙二醇与烷氧基硅烷涂层的氨基基团相互作用以及其高沸点(197℃)，所以其去除是非常困难的。因此，最终产物中乙二醇的存在在安全性和监管方面限制了纳米颗粒的适用性。

Ruefenacht等(2006)公开了液体载剂中生成热纳米颗粒的可注射的基于聚合物的制剂，其在与体液或组织接触后能够形成原位植入体。然而该制剂似乎解决了纳米颗粒从肿瘤中流出的问题，该系统优选地使用溶剂N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)或二甲亚砜(DMSO)。两种溶剂一般都被认为具有低毒性并且频繁用于药物的口服和透皮制剂。但是，关于将所述溶剂注射到组织或肿瘤中(尤其是在脑肿瘤中注射到脑中)了解的很少。因此，应避免这样的溶剂。此外，这样的制剂在注射后形成限定的植入体，然而在本发明的上下文中，设想要实现注射纳米颗粒在肿瘤／组织中的某些分布，但是这局限于肿瘤／组织。该系统的另一个缺点是如果将这些可注射的基于聚合物的制剂注射到肿瘤中，肿瘤中的预期体积增加，这可在某些肿瘤适应症(尤其是在其中结壳(scull)的空间有限的脑组织中)造成问题。总之，这种基于聚合物的制剂不适合于治疗不能动手术的肿瘤。

因此，本发明的目的是提供改进的生物相容性磁性纳米颗粒。特别地，本发明的目的是提供用于治疗肿瘤的改进的生物相容性磁性纳米颗粒。

如实施例所示，本发明人现已出乎意料地发现，在无有机溶剂存在下使氧化铁纳米颗粒进行受控的氨基硅烷化导致了表面氨基硅烷不完全缩合的磁性纳米颗粒，导致了可高度浓缩的磁性纳米颗粒(磁性流体)的稳定水基制剂。在注射到组织或肿瘤中之后，这些磁性流体在靶组织中形成具有高保留率的有利贮库。因此，本发明人提供了一种用于制造改进的纳米颗粒的改进方法，以及具有改进的生物相容性、靶区域中改进的贮库形成和副作用较小(由于不存在有机溶剂和／或沉积纳米颗粒从治疗区域中流出减少)的合适的悬液和组合物(磁性流体)。