【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医药，具体地说，是一种可生物降解的负载替拉扎明的葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙纳米复合材料及其应用。
技术介绍
1、近年来，与活性氧(ros)相关的癌症治疗方式，如光动力治疗(pdt)、声动力治疗(sdt)和化学动力治疗(cdt)，越来越受到人们的关注。cdt因为特定的时空选择性和仅被内源性化学刺激激活的能力方面具有显著的优势而备受关注。
2、cdt的原理是多种金属离子(如fe2+,co2+,cu+)与肿瘤内h2o2发生芬顿(fenton)或fenton样反应，产生有害的ros——羟基自由基(·oh)，引起细胞凋亡，抑制肿瘤生长。cdt的治疗效果受fenton反应动力学的影响，特别是肿瘤微环境(tme)的固有酸度和h2o2水平。虽然与正常细胞环境相比，tme呈微酸性(ph＝6.5-6.9)，但h2o2含量仍不足以诱导出·oh风暴达到满意的cdt效果。因此，目前迫切需要一种提高tme中h2o2浓度的方法来增强cdt抗癌效果。
3、迄今为止，已经提出了几种改变肿瘤内h2o2供应的策略。在复杂的血液循环过程中，h2o2不可控的泄漏严重限制了直接输送策略。因此，人们特别关注纳米材料的设计，以增强cdt内源性h2o2的产生。例如，金属过氧化物，如cuo2和cao2，含有过氧基团和金属离子，已被用作h2o2的替代来源。此外，在纳米材料中引入一些分子药物，如肉桂醛，可以提高肿瘤内h2o2水平。然而，金属过氧化物的快速消耗和药物过早泄漏使得这些方法难以持续供应h2o2。葡萄糖氧化酶(god)是一种内源性氧化还原
4、肿瘤组织通常具有较高的氧化还原缓冲物谷胱甘肽(gsh)水平(高达10mm)的特征。gsh作为一种重要的抗氧化剂，可以通过清除活性氧来保护细胞。因此，一些产生ros的纳米药物的治疗效果常被过度表达的gsh削弱。因而在癌细胞内消耗gsh已被证明可以有效地提高cdt的功效，导致肿瘤氧化应激的扩增。
5、综上所述，合理设计含供应h2o2供应、消耗gsh和加重缺氧条件以激活前药的tme调控性纳米平台将显著增强cdt效果，对于生物医学以及纳米
来说都具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种多功能纳米药物，即负载替拉扎明的葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙纳米复合材料(god-fecap@tpz，简称gfct)。gfct以god为生物模板，通过一步生物矿化工艺制备生物相容性铁掺杂磷酸钙(fecap)纳米颗粒，然后负载对缺氧敏感的前药替拉扎明(tpz)，实现协同增强cdt和化疗效果。该纳米复合材料的应用至少能解决以下技术问题之一：(1)单一抗肿瘤药物的治疗效果不佳；(2)细胞内高浓度谷胱甘肽(gsh)、低浓度h2o2对化学动力治疗(cdt)抗肿瘤治疗效果的限制。
2、为了解决上述问题，本专利技术提供一种负载替拉扎明的葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙纳米复合材料(gfct)，用于协同cdt/化疗癌症治疗。
3、本专利技术所述负载替拉扎明的葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙纳米复合材料(gfct)首先采用温和的一步生物矿化工艺，以酶催化剂葡萄糖氧化酶(god)为模板，形成可生物降解的铁掺杂磷酸钙纳米颗粒(即葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙)，然后再将其与预溶的前药替拉扎明(tpz)避光下搅拌24h，产物离心后洗涤而成。
4、本专利技术所述葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙纳米材料(god-fecap，简称gfc)形貌如图1，为规则均匀的球形纳米颗粒。
5、本专利技术对所述gfc的制备方法并无特殊的限制，在本专利技术的某些实施例中，所述gfc可以按照文献adv.mater.33(2021)e2006892中记载的方法制备得到。
6、gfc降解实验在37℃恒定震动、不同ph值的pbs中进行，样品经过tem分析。结果表明，ca2+和fe3+均具有ph响应释放谱，在ph 5.5下释放66.3％±3.5％的ca2+和46.6％±1.7％的fe3+，而在ph 7.4培养12h后，仅释放16.2％±3.4％的ca2+和13.2％±1.5％的fe3+。本专利技术的gfc纳米颗粒在弱酸性条件下具有良好的生物降解性。
7、采用透析袋扩散法测定gfct中tpz的体外释放量，在λ＝280nm处用紫外-可见光谱法测定了tpz的释放量。结果表明24h后tpz的释放量在ph为7.4时小于15％，而在ph为5.5时大约为50％。本专利技术gfct中的tpz的释放高度依赖于ph。
8、因此，本专利技术提供了gfct的ph响应性生物降解和药物释放行为，可作为肿瘤微环境(tme)特异性给药的应用。
9、不同浓度的gfct与葡萄糖溶液室温孵育，测定混合物中的h2o2浓度并测量ph值的变化。结果表明，葡萄糖浓度随着gfct的加入而迅速下降，并且降低的速度高度依赖于时间和浓度。在ph变化中也观察到类似的趋势，用gfct和葡萄糖治疗导致ph从7.5急剧下降到3.5。葡萄糖酸产生的自供给h+进一步加速了gfct的分解。
10、因此，本专利技术提供了gfct的ph/葡萄糖双响应特性可以自供应h2o2、可以作为良好的tme调节和tme特异性药物递送的应用。
11、3,3'，5,5'-四甲基联苯胺(tmb)用于检测·oh的产生。将gfct分散体与不同浓度的gsh混合，振荡后分别加入tmb和葡萄糖，37℃孵卵4h，加入gsh的最终浓度分别为0、0.5、1、2、5和10mm，记录样品的uv-可见-近红外光谱，并通过652nm处吸收的增加来测定·oh的产量。结果表明在酸性缓冲溶液中，混合物仅在在葡萄糖和谷胱甘肽同时存在下，在652nm处的吸光度随着gsh浓度的增加和ph值的降低而增加。gfct、葡萄糖和tmb的混合物并没有引起tmb的颜色变化，但在溶液中加入gsh后，溶液立即变成深蓝色。结果表明，gfct释放的fe3+被还原并生成足够的fe2+，依次触发fe2+介导的芬顿样反应生成·oh。
12、因此，本专利技术提供了gfct可以促进芬顿样反应生成·oh、可以作为良好的tme调节和提高cdt效用的应用。
13、用ellman法测定谷胱甘肽耗竭。将gfct分散在pbs中孵育，然后分别加入碳酸氢钠缓冲溶液和dtnb碳酸氢盐缓冲溶液。用紫外-可见-近红外吸收光谱法测定吸光度(λ＝412nm)，使用gsh检测试剂盒进一步评估gsh/gssg比值。结果表明随着时间的延长，gfct和gfc均以剂量依赖性的方式显著降低了gsh在412nm处的特征吸光度。与对照(gsh)组和gct组相比，gfc组和gct组的gsh/gssg比值显著下降。
14、因此，本专利技术提供了gfct耗竭gsh的应用，可以作为良好的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种负载替拉扎明的葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙纳米复合材料在制备增强化学动力疗法抗肿瘤效果的药物中的应用。
2.一种负载替拉扎明的葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙纳米复合材料在制备抗肿瘤药物和纳米材料中的应用。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述负载替拉扎明的葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙纳米复合材料激活对缺氧敏感的前药替拉扎明进行有效的化疗。
4.一种负载替拉扎明的葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙纳米复合材料在制备调控肿瘤内微环境的药物中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述负载替拉扎明的葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙纳米复合材料在制备提高肿瘤细胞中H2O2的药物中的应用。
6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述负载替拉扎明的葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙纳米复合材料在制备降低肿瘤细胞中GSH的药物中的应用。
7.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述负载替拉扎明的葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙纳米复合材料在制备提高肿瘤细胞中·OH的药物中的应用。
8.根据权利要求4所述的应用，
9.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述负载替拉扎明的葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙纳米复合材料在制备加重肿瘤细胞内缺氧微环境的药物中的应用。
10.根据权利要求1-9任一所述的应用，其特征在于，所述负载替拉扎明的葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙纳米复合材料的用量为0.5μg/mL～100μg/mL。
...【技术特征摘要】
1.一种负载替拉扎明的葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙纳米复合材料在制备增强化学动力疗法抗肿瘤效果的药物中的应用。
2.一种负载替拉扎明的葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙纳米复合材料在制备抗肿瘤药物和纳米材料中的应用。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述负载替拉扎明的葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙纳米复合材料激活对缺氧敏感的前药替拉扎明进行有效的化疗。
4.一种负载替拉扎明的葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙纳米复合材料在制备调控肿瘤内微环境的药物中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述负载替拉扎明的葡萄糖氧化酶-铁掺杂磷酸钙纳米复合材料在制备提高肿瘤细胞中h2o2的药物中的应用。
6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述负载替拉扎明...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯瑞，俞哲元，路天祥，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院附属第九人民医院，
类型：发明
国别省市：
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