[发明专利]生物稳态启发的光激发多级纳米载体及其制备方法与应用

说明书

本发明通过PEG‑PCL‑TSPBA与吲哚菁绿和1‑甲基‑2‑吡啶酮的静电吸附，成功构建了一种具有抗血管化和供氧能力的光激发多级纳米载体。该纳米载体表现出极佳的光稳定性和ROS反应能力。暴露在785纳米的照射下后，肿瘤中的纳米载体可经历多阶段的反应，产生热效应和三种ROS。高热会诱导1‑甲基‑2‑吡啶酮释放氧气，有助于缓解肿瘤的缺氧，促进ROS的产生。此外，在诱导光动力治疗时，ROS也能促进纳米载体的反应性破裂，迅速增加肿瘤局部的药物浓度。本发明提供的自组装纳米粒在MNNS/HOS骨肉瘤小鼠上展现出极好的治疗效果，在乏氧性肿瘤的治疗上可能也是一种很好的治疗策略。

技术领域

本发明属于医药纳米载体技术领域，具体涉及一种生物稳态启发的光激发多级纳米载体及其制备方法与应用。

背景技术

光疗法作为一种有选择性和非侵入性的肿瘤治疗手段受到了研究者的广泛关注，其主要包括光热治疗和光动力治疗。光热治疗主要是在肿瘤局部将光能转化成热能，达到热消融的目的；而光动力治疗是利用光敏剂将肿瘤附近的氧气转变成包括单线态氧、羟基自由基、超氧阴离子在内的活性氧，诱导肿瘤细胞发生凋亡。光热和光动力的协同治疗非常普遍。

已有研究表明，光热治疗会抑制肿瘤附近血管的生长，具有抗血管生成作用。换言之，它能切断肿瘤的营养供应，达到饥饿治疗的效果。但与此同时，它也阻断了氧气的输送，加剧了肿瘤乏氧，一定程度上降低了光动力治疗的作用。因此，迫切需要探索一种新的纳米粒，克服光热治疗的弊端，既能切断营养物质的输送，实现饥饿疗法，又能保证肿瘤附近充足的氧气，克服乏氧现状，增强光动力疗效。

目前，针对肿瘤乏氧而导致的光动力效果下降的问题，研究者们采取了许多不同的策略。例如有研究者利用人造红细胞、全氟化碳等载体材料向乏氧区域不断的输送氧气来缓解乏氧，但是肿瘤附近血管的破坏也直接导致氧气输送链的断裂。也有研究者利用负载过氧化氢酶的纳米粒直接原位分解过氧化氢产氧，但是光热效应容易使得酶失活。另外，据报道二苯恩内环氧化物受热后能释放氧气，但是它的条件极为严苛，在高达60℃的高温下仍没有明显的氧气释放。因此，探索新的自携氧材料显得迫在眉睫。

此外，光动力治疗的治疗时间一般较短，对于深层次的肿瘤治疗需要载体对其进行高效的转运。据报道，小尺寸的粒子更容易渗透到肿瘤深部，但是小尺寸的粒子肿瘤靶向性相对较差。而响应性的载体材料有助于增强药物的渗透作用。利用肿瘤微环境的特点设计不同响应性的载体材料，促进药物在肿瘤部位的快速释放，进而渗透到深部肿瘤发挥作用。因此，为了缓解深部肿瘤的乏氧情况、促进高效的光治疗，采用响应性的载体材料是一个不错的选择。

在生物体稳态环境中，各元素通过相互制约、相互协助，最终形成一个相对平衡的状态。因此，如果能够设计一种纳米粒，使其内部元素之间能通过多级反应实现协同作用、取长补短，最终形成一种能诱导肿瘤细胞走向凋亡的稳态路线，将对肿瘤治疗具有重要意义。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述技术问题，从而提供一种生物稳态启发的光激发多级纳米载体及其制备方法与应用。本发明提供了一种光激发纳米载体，通过靶向到肿瘤部位的纳米粒在近红外光照射下，能同时产生光热效应和不同类型的活性氧。光热效应一方面能抑制肿瘤附近血管生长，切断肿瘤细胞营养供应，诱导细胞坏死；另一方面能够不断释放氧气，解决肿瘤乏氧，为光动力治疗提供氧来源。活性氧在促进细胞凋亡的同时，也能诱导纳米粒发生响应性快速裂解，缓解深层次肿瘤乏氧问题，发挥光治疗效果，最终实现肿瘤双重凋亡。

本发明的目的之一是提供一种生物稳态启发的光激发多级纳米载体的制备方法，其包括以下步骤：

(1)以(4-(溴甲基)苯基)硼酸和N1,N1,N3,N3-四甲基丙烷-1,3-二胺为原料在升温下发生反应，所得产物再与聚乙二醇-聚己内酯共聚物(PEG-PCL)发生取代反应，得到ROS响应性聚合物PEG-PCL-TSPBA；

(2)将聚合物PEG-PCL-TSPBA与吲哚菁绿和1-甲基-2-吡啶酮之间发生静电吸附，自组装得到所述光激发多级纳米载体。