【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及肿瘤骨转移治疗，具体涉及一种用于预防肿瘤骨转移的纳米材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、在肿瘤转移的许多器官中，骨骼是许多恶性肿瘤最常见的优先转移部位，尤其是乳腺癌和前列腺癌。同时，骨骼微环境中肿瘤细胞的重编程促进了其他器官的继发转移。因此，预防骨转移是预防肿瘤全身转移的重要环节。
2、与通常通过局部手术或放疗治疗的原发性肿瘤不同，肿瘤转移是一种全身散发性疾病。目前的治疗方法主要包括化疗、靶向治疗和免疫疗法，如多柔比星、双膦酸盐和pd-1单抗等。但是，肿瘤细胞在长期初始阶段处于非增殖状态，并通过肿瘤微环境的形成来逃避免疫监视，由于同工蛋白、信号旁路和肿瘤异质性的存在，基于单分子或信号通路的治疗容易产生耐药性。
3、随着早期肿瘤微环境构建行为的持续，诱导肿瘤基质细胞的保守行为本身可能是一个未被注意到的新靶点，用于在极早期抑制转移灶。由于骨基质的特殊“硬基”界面，“软化”骨基质是初始转移的先决条件。因此，唯一具有酸分泌和骨溶解功能的细胞，破骨细胞，是肿瘤骨转移初始微环境中的关键。破骨细胞的激活可以明确指示骨转移灶的活化，因此通过破骨细胞触发靶向骨转移灶的物理杀伤是一种具有潜力的避免耐药性的方法。
技术实现思路
1、本专利技术发现了肿瘤细胞和破骨细胞之间的时空偶联相互作用，并基于肿瘤-破骨细胞偶联在初始转移过程中的时空特征，提出了一种肿瘤-骨初始转移的行为靶向策略，通过破骨细胞触发的原位解偶-杀伤脂质体系统诱导钙磷晶体物理杀伤，不仅可以准确地基于
2、有鉴于此，本专利技术提供了一种靶向肿瘤-破骨偶联体的物理杀伤纳米材料及其制备方法和应用。为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、在第一方面，本专利技术提供了一种纳米材料，所述纳米材料为骨靶向基团修饰的包载碳酸盐类化合物和磷酸盐类化合物的纳米囊泡。
4、在一个实施方案中，所述纳米囊泡包括纳米脂质体。
5、在一个实施方案中，所述纳米材料靶向肿瘤-破骨偶联体。
6、在一个实施方案中，所述纳米材料能够物理杀伤肿瘤。优选的，所述物理杀伤通过磷酸盐类化合物与钙离子形成的钙磷晶体实现。
7、在一个实施方案中，所述纳米材料平均粒径为50-1000纳米，更优选的，平均粒径为50-200纳米，最优选的，平均粒径为100纳米以下。
8、在一个实施方案中，骨靶向基团包括四环素、膦酸盐、钙黄绿素、天冬氨酸类多肽序列中的至少一种，所述膦酸盐例如为阿仑膦酸钠；优选的，骨靶向基团采用四环素。
9、本专利技术中，所述碳酸盐类化合物能够与酸反应产生气体；优选的，其选自碳酸根盐或碳酸氢根盐，更优选的，其选自碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵中的至少一种，最优选的，采用碳酸氢钠。
10、本专利技术中，所述磷酸盐类化合物能够与钙离子形成钙磷晶体；优选的，其选自磷酸氢根盐或磷酸二氢根盐，更优选的，其选自磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸氢二铵、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵中的至少一种，最优选的，采用磷酸氢二钠。
11、在一个实施方案中，碳酸盐类化合物和磷酸盐类化合物的摩尔比为1-4:4-1，优选为1-3:3-1或者1-2:2-1，更优选为1:1。
12、在一个实施方案中，所述纳米脂质体的脂质体膜包含骨靶向磷脂、骨靶向磷脂外的其他磷脂、胆固醇。
13、优选的，骨靶向磷脂由功能化聚乙二醇化磷脂与骨靶向基团分子进行共价结合得到。更优选的，所述骨靶向磷脂为骨靶向基团-聚乙二醇化磷脂。
14、优选的，所述功能化聚乙二醇化磷脂是指修饰有反应性官能团的聚乙二醇化磷脂。所述反应性官能团可以是羟基、羧基、氨基、马来酰亚胺基等。聚乙二醇的分子量可以是500-50000，优选为800-6000。
15、优选的，所述功能化聚乙二醇化磷脂采用功能化dspe-peg，更优选的，功能化聚乙二醇化磷脂采用dspe-peg-nhs。
16、优选的，功能化聚乙二醇化磷脂采用dspe-peg2000-nhs、dspe-peg5000-nhs。
17、因此，优选的，所述骨靶向磷脂为dspe-peg2000-tc(dspe-peg2000-四环素)、dspe-peg5000-tc(dspe-peg5000-四环素)。
18、优选的，所述骨靶向磷脂外的磷脂为天然磷脂、半合成磷脂和全合成磷脂中的至少一种；优选的，所述骨靶向磷脂外的磷脂为卵磷脂、氢化卵磷脂和脑磷脂中的至少一种，更优选的，所述磷脂为卵磷脂。
19、因此，优选的，所述脂质体膜包含骨靶向磷脂、卵磷脂和胆固醇。
20、优选的，骨靶向磷脂、骨靶向磷脂外的磷脂、胆固醇的质量比例为5-40:100:10-25，优选为15-25:100:12-20，更优选为20:100:16。
21、优选的，骨靶向磷脂的质量占比为脂质体膜的10-40％，优选为14-28％。
22、在第二方面，本专利技术还提供一种所述纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
23、将骨靶向磷脂、骨靶向磷脂外的磷脂、胆固醇置于有机溶剂中，去除溶剂后，加入碳酸盐类化合物和磷酸盐类化合物的溶液后超声水化，置于透析袋中进行透析，并进行挤出整粒，获得骨靶向基团修饰的包载碳酸盐类化合物和磷酸盐类化合物的纳米脂质体。
24、在一个实施方案中，所述有机溶剂可以是醇类溶剂、酯类溶剂、卤代烃、腈类溶剂、醚类溶剂中的至少一种；优选的，所述有机溶剂可以是甲醇、乙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、乙腈、乙醚中的至少一种。
25、在一个实施方案中，碳酸盐类化合物和磷酸盐类化合物的摩尔比为1-4:4-1，优选为1-3:3-1或者1-2:2-1，更优选为1:1。
26、在一个实施方案中，碳酸盐类化合物和磷酸盐类化合物的溶液中，碳酸盐类化合物的浓度为30-120mm，磷酸盐类化合物的浓度为20-80mm；更优选的，碳酸盐类化合物的浓度为50-70mm，磷酸盐类化合物的浓度为50-70mm。
27、在一个实施方案中，所述骨靶向磷脂可以通过以下方法制备：将功能化聚乙二醇化磷脂与骨靶向基团分子进行共价结合，纯化获得骨靶向磷脂。
28、优选的，功能化聚乙二醇化磷脂与骨靶向基团分子进行共价结合的反应条件为：将功能化聚乙二醇化磷脂和骨靶向基团分子置于有机溶剂中，使用有机碱调节ph至7.5-9.0，室温搅拌反应6-48小时。其中，所述有机溶剂可以是醇类溶剂、酯类溶剂、卤代烃、腈类溶剂、醚类溶剂中的至少一种；优选的，所述有机溶剂可以是甲醇、乙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、乙腈、乙醚中的至少一种。
29、优选的，搅拌反应后，将溶剂置换为水，然后纯化得到骨靶向磷脂。
30、优选的，功能化聚乙二醇化磷脂与骨靶向基团分子的摩尔比为1:1-4，优选为1:1-3，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纳米材料，所述纳米材料为骨靶向基团修饰的包载碳酸盐类化合物和磷酸盐类化合物的纳米囊泡；优选的，所述纳米囊泡包括纳米脂质体。
2.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于，所述纳米材料平均粒径为50-1000纳米，优选的，平均粒径为50-200纳米，更优选的，平均粒径为100纳米以下。
3.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于，所述骨靶向基团包括四环素、膦酸盐、钙黄绿素、天冬氨酸类多肽序列中的至少一种，所述膦酸盐例如为阿仑膦酸钠；优选的，骨靶向基团采用四环素。
4.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于，所述碳酸盐类化合物选自碳酸根盐或碳酸氢根盐，优选的，其选自碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵中的至少一种，更优选的，采用碳酸氢钠；所述磷酸盐类化合物选自磷酸氢根盐或磷酸二氢根盐，优选的，其选自磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸氢二铵、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵中的至少一种，更优选的，采用磷酸氢二钠；优选的，碳酸盐类化合物和磷酸盐类化合物的摩尔比为1-4:4-1，优选为1-3:3-1或者1-2:2-1，更优选为1:
5.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于，所述纳米脂质体的脂质体膜包含骨靶向磷脂、骨靶向磷脂外的其他磷脂、胆固醇。
6.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于，所述骨靶向磷脂由功能化聚乙二醇化磷脂与骨靶向基团分子进行共价结合得到；优选的，所述功能化聚乙二醇化磷脂是指修饰有反应性官能团的聚乙二醇化磷脂，所述反应性官能团可以是羟基、羧基、氨基、马来酰亚胺基，聚乙二醇的分子量可以是500-50000，优选为800-6000；更优选的，所述功能化聚乙二醇化磷脂采用功能化DSPE-PEG；更优选的，所述功能化聚乙二醇化磷脂采用DSPE-PEG-NHS；
7.一种权利要求1-6中任一项所述的纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述骨靶向磷脂通过以下方法制备：将功能化聚乙二醇化磷脂与骨靶向基团分子进行共价结合，纯化获得骨靶向磷脂；优选的，功能化聚乙二醇化磷脂与骨靶向基团分子进行共价结合的反应条件为：将功能化聚乙二醇化磷脂和骨靶向基团分子置于有机溶剂中，使用有机碱调节pH至7.5-9.0，室温搅拌反应6-48小时。
9.一种根据权利要求1-6中任一项所述的纳米材料的在制备药物中的应用，所述药物用于在骨转移灶中对肿瘤-破骨偶联体进行杀伤，或者用于预防肿瘤骨转移。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述杀伤为物理杀伤，更优选的，所述杀伤为钙磷晶体导致的物理杀伤。
11.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述骨转移灶来源包括乳腺肿瘤、前列腺肿瘤、骨肿瘤(包括骨肉馏)、肺肿瘤、肝脏肿瘤、肾脏肿瘤、胃肠肿瘤(包括胃肿馏和肠肿瘤)、胰腺肿瘤中的至少一种；所述肿瘤骨转移中的肿瘤包括乳腺肿瘤、前列腺肿瘤、骨肿瘤(包括骨肉馏)、肺肿瘤、肝脏肿瘤、肾脏肿瘤、胃肠肿瘤(包括胃肿馏和肠肿瘤)、胰腺肿瘤中的至少一种。
12.一种肿瘤相关破骨细胞的培养方法，所述方法包括将RANKL预刺激的破骨细胞前体与肿瘤细胞共同接触培养，从而得到肿瘤相关破骨细胞。
13.根据权利要求12所述的培养方法，其特征在于，所述RANKL预刺激的破骨细胞前体为RANKL刺激1-3天的破骨细胞前体，优选RANKL刺激1天的破骨细胞前体；所述肿瘤包括乳腺肿瘤、前列腺肿瘤、骨肿瘤(包括骨肉馏)、肺肿瘤、肝脏肿瘤、肾脏肿瘤、胃肠肿瘤(包括胃肿馏和肠肿瘤)、胰腺肿瘤中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种纳米材料，所述纳米材料为骨靶向基团修饰的包载碳酸盐类化合物和磷酸盐类化合物的纳米囊泡；优选的，所述纳米囊泡包括纳米脂质体。
2.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于，所述纳米材料平均粒径为50-1000纳米，优选的，平均粒径为50-200纳米，更优选的，平均粒径为100纳米以下。
3.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于，所述骨靶向基团包括四环素、膦酸盐、钙黄绿素、天冬氨酸类多肽序列中的至少一种，所述膦酸盐例如为阿仑膦酸钠；优选的，骨靶向基团采用四环素。
4.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于，所述碳酸盐类化合物选自碳酸根盐或碳酸氢根盐，优选的，其选自碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵中的至少一种，更优选的，采用碳酸氢钠；所述磷酸盐类化合物选自磷酸氢根盐或磷酸二氢根盐，优选的，其选自磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸氢二铵、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵中的至少一种，更优选的，采用磷酸氢二钠；优选的，碳酸盐类化合物和磷酸盐类化合物的摩尔比为1-4:4-1，优选为1-3:3-1或者1-2:2-1，更优选为1:1。
5.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于，所述纳米脂质体的脂质体膜包含骨靶向磷脂、骨靶向磷脂外的其他磷脂、胆固醇。
6.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于，所述骨靶向磷脂由功能化聚乙二醇化磷脂与骨靶向基团分子进行共价结合得到；优选的，所述功能化聚乙二醇化磷脂是指修饰有反应性官能团的聚乙二醇化磷脂，所述反应性官能团可以是羟基、羧基、氨基、马来酰亚胺基，聚乙二醇的分子量可以是500-50000，优选为800-6000；更优选的，所述功能化聚乙二醇化磷脂采用功能化dspe-peg；更优选的，所述功能化聚乙二醇化磷脂采用d...
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