一种小分子化合物掺杂型可降解介孔硅纳米球及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属材料化学和药物制剂领域，涉及一种小分子化合物掺杂型可降解介孔硅纳米球及其制备方法和应用。通过表面活性剂辅助的小分子化合物共组装策略制备介孔硅纳米球，操作简单方便，成本低廉且具有普适性。相较于传统的介孔硅纳米球，该硅球因小分子化合物掺杂造成的介孔骨架疏松，可在体内逐步溶蚀降解，降低了介孔硅纳米球在体内的长期蓄积毒性；还通过小分子化合物的有序掺杂改变了介孔硅表面性质并调控其载/释药行为，减少小分子化合物非可控释放对正常组织和细胞的毒副作用。可与不同的药用辅料结合，实现多种非静脉注射途径给药。负载药物后作为肿瘤切除术中用药时，可增强抑制术后肿瘤的复发与转移，并降低毒副作用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种小分子化合物掺杂型可降解介孔硅纳米球及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及材料化学和药物制剂
，尤其涉及一种小分子化合物掺杂型可降解介孔硅纳米球及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]介孔硅纳米球具有尺寸可调的介孔孔道、易功能化修饰的表面以及极高的比表面积，在生物传感、体内成像以及药物递送方面展现出了极大的应用前景，但其不可降解的Si
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Si骨架导致在体内长期蓄积的毒性，以及静脉注射使用的体内生物安全性广受质疑。因此，制备可生物降解的介孔硅纳米球，并发展其非静脉注射使用的技术与途径，对于其向临床实践转化与应用具有重要的意义。
[0003]与此同时，介孔硅作为极具临床转化潜力的药物传输系统，其药物的装载和释放行为直接影响着药效和毒副作用。然而，传统的介孔硅纳米球，即使是经过表面修饰后，仍高度依赖其介孔表面与客体分子间的氢键/离子键相互作用进行药物吸附和装载，这一方面造成不足够的药物装载，影响药效的发挥；另一方面，此类载体进入体内后难以控制的药物释放速度，通常表现为突释，不能持续发挥药效且毒副作用比较大。特别是对一些如环蒽类肿瘤化疗药物，其具有较强细胞毒性，突释往往会导致严重的毒副作用，造成治疗失败。对诸如这些药物，亟需发展缓慢/持续性释放的递送载体和技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对普通介孔硅纳米球无法在体内逐步降解而导致的长期蓄积毒性及其受限于介孔硅表面性质而难以调控的载/释药行为，提供一种小分子化合物掺杂型可降解介孔硅纳米球及其制备方法和应用。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种小分子化合物掺杂型可降解介孔硅纳米球的制备方法，包含如下步骤：
[0007](1)将阳离子表面活性剂、小分子化合物、催化剂与溶剂混合后进行加热反应，得到产物体系；所述溶剂为乙醇和水的混合液；
[0008](2)将所得产物体系和硅源前体混合后进行老化反应，生成小分子化合物掺杂型可降解介孔硅纳米球。
[0009]优选的，所述阳离子表面活性剂包含但不限于十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或十六烷基氯化铵(CTAC)；
[0010]所述小分子化合物包含但不限于对甲基苯磺酸盐、盐酸阿霉素或亚甲基蓝；
[0011]所述催化剂包含但不限于氨水、氢氧化钠或三乙胺；
[0012]所述硅源前体包含但不限于硅烷及其衍生物。
[0013]优选的，所述硅源前体包含但不限于正硅酸四乙酯、正硅酸乙酯或3
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氨基丙基三
乙氧基硅烷；
[0014]所述乙醇和水的体积比为1：1～5。
[0015]优选的，所述阳离子表面活性剂、小分子化合物和催化剂的用量比为0.05～1mg：1～100mg：1mL；
[0016]所述阳离子表面活性剂和溶剂的用量比为0.05～1mg：100mL；
[0017]所述阳离子表面活性剂和硅源前体的用量比为0.05～1mg：0.1～0.5mL。
[0018]优选的，所述步骤(1)中加热反应的温度为20～95℃，时间为10～300min；
[0019]所述步骤(2)中老化反应的温度为20～95℃，时间为4～48h。
[0020]本专利技术还提供了所述制备方法得到的小分子化合物掺杂型可降解介孔硅纳米球，小分子化合物分子均匀掺杂于介孔骨架中，纳米球的尺寸为40～200nm，具有2～5nm介孔。
[0021]本专利技术还提供了所述小分子化合物掺杂型可降解介孔硅纳米球作为药物载体的应用。
[0022]本专利技术还提供了所述小分子化合物掺杂型可降解介孔硅纳米球在制备肿瘤切除术所用药物中的应用。
[0023]本专利技术还提供了所述小分子化合物掺杂型可降解介孔硅纳米球负载药物的方法，包含如下步骤：
[0024]将小分子化合物掺杂型可降解介孔硅纳米球和药物分子分散于水中，混匀处理，离心，水洗，得到小分子化合物骨架掺杂型可降解载药介孔硅纳米球。
[0025]优选的，所述药物分子包含但不限于对甲基苯磺酸盐、盐酸阿霉素或亚甲基蓝；
[0026]所述小分子化合物掺杂型可降解介孔硅纳米球和药物分子的质量比为1:0.1～10；
[0027]所述小分子化合物掺杂型可降解介孔硅纳米球和药物分子在水中的总浓度为0.5～5mg/mL；
[0028]所述所述混匀处理为超期或搅拌，所述混匀处理的时间为0.5～12h；
[0029]所述离心的速率为6000～10000rpm。
[0030]本专利技术将小分子化合物(包括小分子药物)掺杂于介孔硅骨架，一方面可利用小分子化合物来减少骨架Si
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Si的键合，使介孔硅具有生物可降解性；另一方面，骨架掺杂的小分子化合物可通过介孔硅的缓慢降解实现缓慢释放。此外，小分子化合物骨架掺杂可改变介孔硅的界面性质，可进一步调控其药物负载和释放性能，实现药物超长缓释效果，且小分子药物掺杂型介孔硅还具有特殊的免疫调控作用。
[0031]本专利技术通过一种氢键/静电辅助的小分子化合物共组装策略，将小分子化合物掺杂进介孔硅骨架中，制备出小分子化合物骨架掺杂型介孔硅纳米球。该纳米球可降解代谢，降低其在生物体内的蓄积毒性；同时，小分子化合物掺杂改变了介孔硅的表面性质，可提升小分子药物负载并实现其超长缓释，最大限度减少药物对正常组织和细胞的毒副作用，并增强其免疫调控性能。以肿瘤手术切除用药作为模型，本专利技术还验证该小分子化合物掺杂型载药纳米球作为肿瘤术中用药的独特优势和潜力，发展了其非静脉注射使用的技术与途径。本专利技术提供的小分子化合物掺杂型可降解介孔硅纳米球及其制备方法与应用途径，具有普适性，可为不同种类药物递送提供安全可行的材料平台和技术途径。
[0032]本专利技术使用常见的阳离子表面活性剂，通过氢键/静电辅助的小分子化合物共组
装策略，即可将不同种类的小分子化合物掺杂进硅球骨架中，制备出小分子化合物骨架掺杂型可降解介孔硅纳米球，操作简单方便，成本低廉且具有普适性。相较于传统的介孔硅纳米球，该小分子化合物掺杂型硅球因小分子化合物掺杂造成的介孔骨架疏松，可在体内逐步溶蚀降解，降低了介孔硅纳米球在体内的长期蓄积毒性；同时，还通过小分子化合物的有序掺杂改变了介孔硅表面性质并调控其载/释药行为，减少小分子化合物非可控释放对正常组织和细胞的毒副作用。另外，该小分子化合物掺杂型纳米球可与不同的药用辅料结合，实现多种非静脉注射途径给药。最后，该小分子化合物掺杂型纳米球负载药物后作为肿瘤切除术中用药时，可增强抑制术后肿瘤的复发与转移，并降低毒副作用。
附图说明
[0033]图1为透射电镜、粒度仪表征以及热重分析表征化合物IR
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813对甲基苯磺酸盐骨架掺杂型可降解介孔硅纳米球及其在不同投料比产物中的含量。
[0034]图2为透射电镜、粒度仪表征以及热重分析表征化合物盐酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小分子化合物掺杂型可降解介孔硅纳米球的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)将阳离子表面活性剂、小分子化合物、催化剂与溶剂混合后进行加热反应，得到产物体系；所述溶剂为乙醇和水的混合液；(2)将所得产物体系和硅源前体混合后进行老化反应，生成小分子化合物掺杂型可降解介孔硅纳米球。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述阳离子表面活性剂包含但不限于十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基氯化铵；所述小分子化合物包含但不限于对甲基苯磺酸盐、盐酸阿霉素或亚甲基蓝；所述催化剂包含但不限于氨水、氢氧化钠或三乙胺；所述硅源前体包含但不限于硅烷及其衍生物。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述硅源前体包含但不限于正硅酸四乙酯、正硅酸乙酯或3
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氨基丙基三乙氧基硅烷；所述乙醇和水的体积比为1：1～5。4.根据权利要求1～3任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述阳离子表面活性剂、小分子化合物和催化剂的用量比为0.05～1mg：1～100mg：1mL；所述阳离子表面活性剂和溶剂的用量比为0.05～1mg：100mL；所述阳离子表面活性剂和硅源前体的用量比为0.05～1mg：0.1～0.5mL。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄容琴，王义，钱敏，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：