[发明专利]一种多功能诊疗一体化核壳树状分子纳米平台及其制备方法

说明书

本发明涉及一种多功能诊疗一体化核壳树状分子纳米平台及其制备方法，包括具有抗蛋白吸附性能和磁共振成像功能的核壳树状分子(PCSTD‑Gd)的制备和纳米平台PCSTD‑Gd/DOX/miR 21i的制备。本发明反应条件简单，产物易于操作分离，具有良好的发展前景，尤其在联合超声靶向微泡破坏技术后，提高了纳米复合物的肿瘤靶向性和在肿瘤部位的积累，为构建精准高效的诊疗一体化纳米平台提供了新选项。

技术领域

本发明属于肿瘤诊疗一体化领域，特别涉及一种多功能诊疗一体化核壳树状分子纳米平台及其制备方法。

背景技术

在纳米医学领域，各种纳米平台已经被广泛用于癌症的成像和治疗。其中，聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子因其具有完美的球状结构、单分散性以及良好水溶性、非免疫原性和易官能化等特点，在基因递送、药物传递、分子影像和肿瘤诊疗等生物医学领域表现出极大的应用潜力。而基于PAMAM树状大分子构建的核壳结构树状大分子(CSTDs)不但继承了单代树状大分子高度可修饰性、无免疫原性等优点，还克服了单代树状大分子有限药物负载量、基因传递效率低等局限。因此，利用树状大分子作为反应性构件，开发多功能性CSTDs纳米平台，并将其应用于前沿生物医学领域已成为科研工作者研究的最新方向之一。

目前，已利用β-环糊精(β-CD)和金刚烷(Ad)或苯并咪唑(BM)之间强烈的超分子主客体相互作用构建CSTDs。研究表明，在第3代(G3)氨基封端的PAMAM树状大分子部分表面修饰Ad或BM，第5代(G5)氨基封端的PAMAM树状大分子表面部分修饰β-CD后，可利用Ad或BM和β-CD的主客体识别，合成以G5为核、G3为壳的G5-CD/Ad-G3 CSTDs或G5-CD/BM-G3 CSTDs。和单独的G5-CD或Ad-G3树状大分子相比，G5-CD/Ad-G3 CSTDs基因传递效率分别提高了20倍和170倍(Chen F.et al.J.Mater.Chem.B,2017,5,8459)。G5-CD/BM-G3 CSTDs也被证明比单独的G5和G5-CD/Ad-G3 CSTDs拥有更好的抗癌药物负载能力和肿瘤渗透能力(Wang J.etal.Nanoscale 2019,11,22343-22350)。而且，G5-CD/Ad-G3作为纳米平台还可以实现基因和药物共递送并用于三阴性乳腺癌细胞的基因-化疗的联合治疗(Song C.etal.J.Mater.Chem.B.2020,8,2768-2774)。但遗憾的是，由于纳米平台本身的限制(如表面电势过高、无主动靶向性能、抗蛋白吸附能力差等)，这些CSTDs平台负载药物和/或基因后，没有用于体内联合治疗评价。

尽管构建诊疗一体化的纳米平台在个性化医疗和精准治疗等方面展现巨大的应用潜力。但目前用于临床实验的纳米药物其治疗效果仍然很不理想。就现有的纳米材料(如CSTDs)而言，不加修饰的纳米材料被用于体内后，是否能够有效地在肿瘤病灶区发挥作用也是纳米药物应用于药物传递、疾病诊断等方面的关键。蛋白对材料的非特异性吸附会导致纳米材料被非目标细胞吞噬或者聚集，从而引起免疫响应和其他不利结果。有研究报道，通过对纳米材料表面修饰两性离子，可以降低体内网状内皮系统(RES)以及各种蛋白对材料的非特异性吸附而减少材料被清除，延长血液循环时间，增加纳米药物在病灶区域的聚集，达到在肿瘤部位的高渗透和高保留效果。此外，超声靶向微泡破坏技术(UTMD)已被证明是增强药物在肿瘤区域富集的新策略。其作用机制是在超声作用下，造影微泡与超声的能量相互作用引起微泡爆破，微泡爆破瞬间产生的微射流、微冲力作用在血管壁或细胞膜表面产生声空化效应，增加了细胞膜的通透性，从而促进纳米材料在肿瘤部位的渗透。所以借助UTMD技术可以促进纳米颗粒在肿瘤部位的渗透，从而达到增强的治疗效果。

检索国内外相关文献和专利表明：多重修饰的多功能诊疗一体化核壳树状分子纳米平台用于MR成像介导的化疗/基因治疗的联合治疗，目前尚未见报道。联合UTMD技术，促进新型多功能诊疗一体化核壳树状分子纳米平台在肿瘤部位的渗透，增强MR成像和联合治疗的效果，目前尚未见报道。

发明内容