[发明专利]一种纳米药物载体及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及药物递送系统，具体涉及一种由功能蛋白膜调控的肿瘤靶向及刺激响应型纳米药物载体及其制备方法和应用。

背景技术

开发一种药物能选择性地破坏患病细胞而不影响健康细胞，这一想法最初由诺贝尔奖获得者、化学疗法创始人Paul Ehrlich在20世纪初提出，Ehrlich称其为“魔法子弹”(magic bullets)。在过去的几十年里，研究人员在开发这种具有特定靶向性的理想药物上取得了一定的进展。在药物制剂领域，人们探索并实践着注射、口服、经皮以及眼部、肺部黏膜给药等各种靶向方法，靶向途径不断拓宽。此外，新型靶向给药载体脂质体()等靶向制剂已上市使患者受益。纳米药物载体的出现以及其在细胞和分子生物学上的深入研究为人们开拓了新的视野。基于纳米尺度的药物载体能够通过EPR效应(Enhanced Permeability and Retention)从肿瘤血管中渗出，装载的药物相对于自由的药物分子而言利用度更高。但要要实现智能的药物输送，必须赋予纳米载体其靶向性和响应性，从而避免药物在传输过程是发生降解或提早泄露，使药物特异性地被输送至肿瘤部位，并对其特殊生理环境做出响应，对药物释放的时间和地点进行调控。

但随着研究的逐渐深入，鉴于体内生理环境的复杂性，人们越来越认识到靶向纳米给药系统仍面临着诸多挑战。以往药物载体的设计往往较为简单，难以应对体内复杂的生理环境。只针对体内某一环节，机制较为简单。目前人们已经开始设计更为复杂的自适应型给药系统或智能型给药系统，即通过对给药载体进行多重复合设计，使其能够随时间或体内环境的变化而发生自我调节，或者对外部刺激产生响应，从而顺利通过体内各种生理屏障，实现更好的靶向效果。

正常组织的pH值为7.4，肿瘤细胞由于增殖异常，长期处于缺氧状态，无氧酵解产生乳酸，其组织周边pH值在6.8左右。除此之外，肿瘤细胞中的内涵体和溶酶体中酸性更强，用电子及化学探针等方法测量肿瘤细胞中早期内涵体的pH值在6.0左右，有的甚至低于5.4，而晚期内涵体的pH值一般在5.0左右，有的甚至低于4.0。肿瘤中的这些酸性环境可以作为信号用于触发快速药物释放及细胞器靶向。

纳米介孔二氧化硅由于其生物相容性好、粒径孔径均在纳米尺度可调、高比表面积、良好的溶酶体逃逸能力等特点成为理想的胞内药物运输载体。已有大量研究通过在纳米介孔二氧化硅(MSN)表面引入功能化“纳米盖”，赋予其更好的药物控释和靶向性功能。以纳米介孔二氧化硅为药物载体根据其控释机理可分为两大类，一是通过化学改性对MSN介孔孔道进行羧基、氨基等化学修饰，通过该基团与药物进行共轭连接，利用连接单元对酸性或还原性的微环境的敏感性，从而控制药物释放；二是先将药物装载至介孔孔道中，利用量子点、纳米四氧化三铁、聚电解质、牛血清白蛋白等颗粒或大分子对介孔孔道进行封堵，通过调控该封端剂的开关来调控药物的释放或保留。其中后者由于对药物分子的化学结构、溶解性、电负性等均没有要求，单纯通过物理负载将药物储存在介孔孔道中，能够更好地保留药物的化学结构和活性，因此具有广阔的应用前景。

但是，目前大部分纳米介孔二氧化硅载药体系仍存在不足，限制了其临床应用：1).响应条件不符合肿瘤细胞内生理环境；2).药物在到达肿瘤部位之前的正常生理环境下提前逸散；3).制备过程繁琐，通常需要对纳米盖进行复杂的化学修饰，进而将靶向分子络合至MSN载体表面。

因此，需要构思一种制备更为简便、靶向作用强、响应释放条件符合肿瘤细胞实际生理环境的新型纳米介孔二氧化硅药物控释载体。

发明内容

本发明的目的是针对现有的肿瘤靶向给药系统存在的不足，提供一种新型功能蛋白膜调控的肿瘤靶向及刺激响应型纳米药物载体。

本发明的第一方面，提供一种介孔二氧化硅复合粒子，包括内核、中层和外层，其中，

所述内核是纳米介孔二氧化硅粒子；

所述中层设置在所述内核的表面，包括至少一层自组装层，所述自组装层包含相互结合的刀豆球蛋白A和糖元；

所述外层为转铁蛋白层，设置在所述中层的表面。

在另一优选例中，所述中层和所述外层之间还具有一层刀豆球蛋白A层。

在另一优选例中，所述转铁蛋白为人体来源的铁饱和转铁蛋白。

在另一优选例中，所述中层具有1-15层自组装层，较佳地为2-10层自组装层。

在另一优选例中，所述介孔二氧化硅复合粒子在pH 4.0-6.0下所述中层和所述外层发生解离。