纳米材料用于制备鼻腔纳米制剂脑靶向递送肠道药物应用制造技术

本发明专利技术公开了一种纳米材料用于制备鼻腔纳米制剂脑靶向递送肠道药物应用，属于生物医药工程技术领域。包括介孔二氧化硅纳米粒子、Ca

【技术实现步骤摘要】
纳米材料用于制备鼻腔纳米制剂脑靶向递送肠道药物应用


[0001]本专利技术属于生物医药工程
，更具体地，涉及一种纳米材料用于制备鼻腔纳米制剂脑靶向递送肠道药物应用。

技术介绍

[0002]肠道系统是一个复杂的微生态循环系统，对人体健康起着关键作用。近年来，肠道菌群研究不断有所突破，大量实验不断证实肠道菌群失调与中枢神经系统疾病存在联系，如抑郁症，自闭症，阿尔兹海默症，帕金森和多发性硬化。将脑
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肠轴的概念扩展为微生物
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脑
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肠轴，该轴神经系统和中枢神经系统用神经
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内分泌
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免疫系统联系起来，形成一条双向的信号通路。
[0003]阿尔茨海默病，是一种复杂的神经退行性疾病，受遗传或环境因素的影响，或同时受这两种因素的影响。与蛋白质错误折叠的淀粉样蛋白
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β(Aβ)原纤维和寡聚体以及由高磷酸化tau蛋白组成的神经原纤维缠结在大脑皮层和其他大脑区域的积累有关。特别地，肠道微生物的改变可以激活促炎因子、增加肠道的通透性、浸润脑组织和增加脑内炎症，这与AD疾病的发生发展密切相关。此外，肠道微生物组可将淀粉样蛋白，脂多糖(LPS)和其他微生物分泌物的免疫原性混合物排泄到周围环境中。细菌淀粉样蛋白也会激活已知在神经变性和AD发病机理中起作用的信号通路，因此，肠道微生物组会增强对Aβ大脑积聚的炎症反应。
[0004]最近一些研究发现，在AD小鼠模型中发现了微生物菌群的变化，与幼鼠相比，老年鼠肠道中的双歧杆菌数量明显减少，而幼鼠中肠道中双歧杆菌和乳酸菌处于优势地位并加以维持。在无菌动物模型中，益生菌或抗生素以及粪便菌移植调控宿主肠道菌群，可以影响宿主的认知行为。益生菌是可以改善宿主微生态平衡并发挥有益作用的活性微生物，其中，双歧杆菌是一种厌氧细菌，由法国学者蒂西尔(Tissier)于1899年从80个泌乳期婴儿的粪便中分离出来。它具有多种功能，例如抗菌，抗衰老，增强免疫力，抗癌等。据报道AD患者肠道菌群中的双歧杆菌数量明显减少。然而，目前的普遍现象是通过口服途径对人体补充双歧杆菌，但是胃酸对双歧杆菌的致死率几乎是100％。此外，由于血脑屏障，向AD的药物输送受到限制，分别限制了小分子和大分子药物的98％和100％的大脑渗透率。
[0005]为了克服这些问题，纳米药物输送系统和通过鼻腔途径的药物输送是最优的选择。其中，鼻腔给药是一种实用且无创的脑部给药方式，已经成为脑部递药研究的热点。现已经证实血管紧张素
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、缩胆囊素、胰岛素和血管内皮生长因子等大分子蛋白多肽类药物及间充质干细胞等可绕过血脑屏障，经过嗅觉神经和三叉神经通路迅速均可以通过鼻腔到脑部发挥作用，不良反应较少。但是，目前，经鼻腔递送的药物报道只是仅仅限于说是避开肝脏摄取，提高了药物生物学利用度，但是否可以将药物经过某些神经环路长距离传输到胃肠道尚无报道，借此技术是否可传递益生菌调节肠道菌群的丰富度改善神经退行性疾病进程需要进一步推敲。

技术实现思路

[0006]针对现有技术还无将药物经过神经环路长距离传输到胃肠道的纳米材料，本专利技术提供了一种鼻腔纳米制剂脑靶向递送肠道的应用，其目的在于灵活、安全和高效地将药物经过某些神经环路长距离传输到胃肠道。
[0007]根据本专利技术的第一方面，提供了了一种纳米材料用于制备鼻腔纳米制剂脑靶向递送至肠道药物的应用，所述纳米材料为纳米载体装载具有治疗作用的物质；所述纳米载体用于将所述具有治疗作用的物质经过神经环路传输至肠道。
[0008]优选地，所述具有治疗作用的物质为缓解神经退行性疾病的疾病进程的药物。
[0009]优选地，所述具有治疗作用的物质为治疗阿尔兹海默症的药物。
[0010]优选地，所述具有治疗作用的物质用于使β
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淀粉样蛋白减少、促炎因子表达下降以及抗炎因子表达升高。
[0011]优选地，所述具有治疗作用的物质为小分子化合物、蛋白质或微生物。
[0012]优选地，所述小分子化合物为抗炎物质；所述蛋白质为抗体；所述微生物为能够改善肠道微生物的细菌；
[0013]优选地，所述抗炎物质为姜黄素，所述抗体为抗hAβ1‑
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单克隆抗体，所述细菌为双歧杆菌。
[0014]按照本专利技术的另一方面，提供了一种纳米材料用于制备鼻腔纳米制剂脑靶向递送至肠道成像探针的应用，所述纳米材料为纳米载体装载探针分子；所述纳米载体用于将所述探针分子经过神经环路传输到肠道。
[0015]优选地，所述纳米载体为介孔二氧化硅纳米粒子、四氧化三铁纳米粒子或纳米级的金属有机框架材料。
[0016]优选地，所述纳米级的金属有机框架材料为纳米级的Ca
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MOF；所述介孔二氧化硅纳米粒子的粒径为50nm
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400nm；所述四氧化三铁纳米粒子的粒径为50nm
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200nm。
[0017]优选地，所述装载为化学连接或物理吸附。
[0018]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
[0019](1)本专利技术通过鼻腔滴注功能性物质长距离运输至肠道，灵活、安全和高效地将药物经过某些神经环路长距离传输到胃肠道。
[0020](2)本专利技术优选地，利用介孔二氧化硅纳米粒子作为载体经鼻腔到肠道进行物质递送，可利用介孔二氧化硅纳米粒子表面进行NHS修饰，与BSA蛋白和1F12单克隆抗体发生酯化反应结合，也可以利用介孔二氧化硅纳米粒子多孔结构特点对Cy3小分子物质和双歧杆菌进行物理装载，根据实际需要或实际医疗条件选择装载方式，可极大提高装载物质到肠道递送的灵活性和利用度。另外，本专利技术所提出的肠道快速递送物质技术，是借助鼻腔给药进行滴注，通过鼻腔递送纳米材料载物进入胃肠道，全面综合纳米粒子载药特性、鼻腔递送无侵袭性和益生菌调节肠道微生物均衡的优势，本专利技术在一定程度上解决的益生菌递送的问题，具有操作简便、快捷和无需特殊设备等特点，适用于广泛推广应用。
[0021](3)本专利技术优选地，利用介孔二氧化硅纳米粒子装载的微生物可将微生物快速到达肠道，并能通过改变肠道内微生物菌群丰富度，缓解神经退行性疾病如阿尔茨海默症的疾病进程，与对照组相比，经鼻腔进行滴注介孔二氧化硅纳米粒子装载的微生物，会导致
APP/PS1小鼠的外周血和脑中β
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淀粉样蛋白显著的减少、促炎因子表达下降、抗炎因子表达升高和行为学也得到极大的改善，在神经退行性疾病如阿尔茨海默症治疗中有潜在的应用价值。因此，本专利技术通过鼻腔递送介孔二氧化硅纳米粒子装载的双歧杆菌，通过提高肠道益生菌丰富度，来改善生物体的行为能力和减缓大脑中的β
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淀粉样蛋白负担。
[0022](4)本专利技术优选地，以金属有机框架材料作为纳米载体。MOFs的孔道结构规则、孔隙率高、生物可降解性、结构组成和功能可调等特点使其具有广泛的应用价值。其中，Ca...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米材料用于制备鼻腔纳米制剂脑靶向递送至肠道药物的应用，所述纳米材料为纳米载体装载具有治疗作用的物质；所述纳米载体用于将所述具有治疗作用的物质经过神经环路传输至肠道。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述具有治疗作用的物质为缓解神经退行性疾病的疾病进程的药物。3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述具有治疗作用的物质为治疗阿尔兹海默症的药物。4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述具有治疗作用的物质用于使β
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淀粉样蛋白减少、促炎因子表达下降以及抗炎因子表达升高。5.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述具有治疗作用的物质为小分子化合物、蛋白质或微生物。6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述小分子化合物为抗炎物质；所述蛋白质为抗体；所述微生物为能够改善肠道微生物的细菌；优选地，所述抗炎物质为姜黄素，所述抗体为抗hAβ...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆海明，刘妮，胡顺，曹凯，杨昌文，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：