【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医药，更具体地，涉及一种低强度超声响应电荷可逆的载药纳米粒子及其制备方法。
技术介绍
1、为了解决奥沙利铂(oxa)等癌症一线化疗药的长期耐药问题，以癌细胞、肿瘤微环境和免疫系统为靶点的载药纳米粒子已成为医药领域的研发热点。这类纳米载体克服生物障碍的能力与粒径、电荷和亲水-疏水特性相关，并主要取决于表面电荷。带正电荷的纳米载体，如传统脂质纳米颗粒(lnp)，可能会通过静电相互作用直接破坏带负电荷的细胞膜，导致对正常组织的细胞毒性；而中性或带负电荷的纳米载体可以避免蛋白质吸附和网状内皮系统清除，从而有效地在肿瘤部位积聚，但是，带负电荷的纳米载体会与带负电荷的细胞膜产生排斥，不利于肿瘤部位的穿透和细胞内化。因此，理想的载药纳米粒子应具备电荷可逆的性质，在血液和正常组织间隙带负电荷，而在肿瘤微环境带正电荷。
2、现有技术提供的电荷可逆的载药纳米粒子是通过疏水自组装一些刺激响应型电荷可逆组件，然后刺激触发质子化/去质子化或载体主要官能团的共价键断裂导致电荷可逆。虽然在酸性条件下通过质子化可以实现表面电荷的转化，但由于亲水性的增加，载体结构将被破坏。并且刺激引发的化学键断裂过程通常需要几个小时才能完成，载药纳米粒子可能在所需的刺激触发过程之前被清除，导致药物传递和治疗效果有限。
3、载药纳米粒子克服生物障碍进入肿瘤部位后，释放药物的手段和效率就成为制约疗效的关键因素。现有研究开发了多种刺激响应型药物释放纳米载体，其释放行为可以被肿瘤部位的内源性或外源性刺激激活或加速。与内源性刺激(如ph、酶等)相
技术实现思路
1、本专利技术旨在克服上述现有技术至少一项的不足，提供一种低强度超声响应电荷可逆的载药纳米粒子及其制备方法，达到循环稳定、肿瘤靶向和可控释药的效果，解决了癌症化疗的超声控释和精准给药问题。
2、本专利技术采取的技术方案是，提供一种电荷可逆的纳米粒子壳体材料，其特征在于，所述电荷可逆的纳米粒子壳体材料(r-ngs)的主干是壳聚糖-聚吡咯聚合物(cs-ppy)，所述壳聚糖-聚吡咯聚合物的氨基葡萄糖残基之间通过酮缩硫醇键(tk键)连接，所述电荷可逆的纳米粒子壳体材料包含释放质子的吡咯环(py)结构。由于oh-在吡咯环上的选择性吸附，在ph 7.4的血浆微环境中，r-ngs带有负电荷；而在ph 6.5的肿瘤微环境中，吡咯环质子化，r-ngs带有正电荷，从而使得r-ngs实现ph诱导的表面电荷的可逆快速转换，为载药纳米粒子提供生物相容性和肿瘤靶向性。所述r-ngs的氨基葡萄糖残基之间通过酮缩硫醇键连接，目的在于当环境中出现较高浓度活性氧时，酮缩硫醇键将被活性氧打断，氨基葡萄糖残基彼此分离，从而使得壳体裂解，释放出r-ngs所载药物，因此tk键为载药纳米粒子提供了刺激响应性。
3、进一步地，所述r-ngs的化学式为其中n∈[500,1000],x∈[30,200]。
4、本专利技术的另一目的在于，提供所述电荷可逆的纳米粒子壳体材料的制备方法，包括以下步骤：
5、s1：将壳聚糖和过硫酸铵分别配制成溶液后混合，加入吡咯溶液，搅拌、沉淀、干燥，得到壳聚糖-聚吡咯聚合物(cs-ppy)；
6、s2：将步骤s1所得的壳聚糖-聚吡咯聚合物溶解后，与酮缩硫醇、活性酯化试剂、缩合剂和乳化剂混合，溶解、搅拌，得到壳聚糖-聚吡咯-酮缩硫醇纳米凝胶(cs-ppy-tk ngs)；
7、s3：将步骤s2所得的壳聚糖-聚吡咯-酮缩硫醇纳米凝胶离心取沉淀，透析截留分子量在12000～14000以上的大分子，与氢氧化钠溶液混合并搅拌，得到所述的电荷可逆的纳米粒子壳体材料(r-ngs)。
8、进一步地，所述步骤s1中吡咯、过硫酸铵和壳聚糖单体的摩尔比为1:(0.4～0.6):(0.1～0.4)。
9、进一步地，所述步骤s2中壳聚糖-聚吡咯聚合物与酮缩硫醇的质量比为1:(0.4～0.6)。
10、进一步地，所述步骤s2中活性酯化试剂为n-羟基琥珀酰亚胺，缩合剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐，乳化剂为失水山梨醇单油酸酯；酮缩硫醇、n-羟基琥珀酰亚胺、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和失水山梨醇单油酸酯的摩尔比为(0.2～0.3):(0.12～0.16):1:(40～60)。
11、进一步地，所述步骤s3中壳聚糖-聚吡咯-酮缩硫醇纳米凝胶与所述氢氧化钠溶液的质量比为1:(2～4)。适宜浓度的氢氧化钠溶液能提供适宜数量的oh-吸附于吡咯环，保证r-ngs从ph 7.4到ph 6.5的电荷转换能力；而过量的氢氧化钠处理后，r-ngs的电荷反转能力将消失。
12、本专利技术的另一目的在于，提供一种低强度超声响应电荷可逆的载药纳米粒子，组分包括纳米级二氧化钛、化疗药物和所述的电荷可逆的纳米粒子壳体材料，所述的电荷可逆的纳米粒子壳体材料包裹所述纳米级二氧化钛和所述化疗药物。在血浆生理ph条件下，r-ngs表面带负电荷，从而表现出良好的生物相容性，减少了循环损耗；而在酸性的肿瘤微环境中，r-ngs表面电荷转换为正，利于肿瘤细胞摄取和细胞内化，从而实现了肿瘤靶向性。载药纳米粒子包裹的纳米级二氧化钛在低强度超声辐照下产生活性氧，使得载药纳米粒子壳体结构中的酮缩硫醇键发生氧化断裂，壳体碎裂释放药物，从而实现超声诱导的级联反应，实现更加精确和有效的局部药物释放。
13、进一步地，所述化疗药物为阿霉素、紫杉醇、奥沙利铂或瑞格菲尼中的一种或多种。
14、进一步地，所述r-ngs适用的低强度超声的强度不超过1w/cm2、50％占空比和1mhz，时长不超过5min。目前研制的超声响应型药物递送系统主要利用超声的热效应和空化效应来实现药物的释放，然而，热效应的利用需要高强度聚焦的超声能量，而空化效应的实现依赖于频率和强度等参数的精确调节。与直接利用超声的热效应和空化效应相比，超声产生的活性氧诱导的药物释放更加准确、便于控制，且所需强度较低，对肿瘤组织周围的正常组织损伤较小。
15、与现有技术相比，本专利技术的技术效果：
16、本专利技术所提供的低强度超声响应电荷可逆的载药纳米粒子，从血浆进入肿瘤微环境后发生电荷反转被肿瘤细胞吸收，并在超声诱导后发生级联反应释放药物，具有良好的生物相容性、肿瘤靶向性、刺激响应性、稳定性和低毒性，利于化疗过程的超声控释和精准给药，提升疗效。
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1.一种电荷可逆的纳米粒子壳体材料，其特征在于，所述电荷可逆的纳米粒子壳体材料的主干是壳聚糖-聚吡咯聚合物，所述壳聚糖-聚吡咯聚合物的氨基葡萄糖残基之间通过酮缩硫醇键连接，所述电荷可逆的纳米粒子壳体材料包含释放质子的吡咯环结构。
2.根据权利要求1所述的一种电荷可逆的纳米粒子壳体材料，其特征在于，化学式为其中n∈[500,1000],x∈[30,200]。
3.权利要求1所述的电荷可逆的纳米粒子壳体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求5所述的电荷可逆的纳米粒子壳体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中吡咯、过硫酸铵和壳聚糖单体的摩尔比为1:(0.4～0.6):(0.1～0.4)。
5.根据权利要求5所述的电荷可逆的纳米粒子壳体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中壳聚糖-聚吡咯聚合物与酮缩硫醇的质量比为1:(0.4～0.6)。
6.根据权利要求5所述的电荷可逆的纳米粒子壳体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中活性酯化试剂为N-羟基琥珀酰亚胺，缩合剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳
7.根据权利要求5所述的纳米粒子壳体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中壳聚糖-聚吡咯-酮缩硫醇纳米凝胶与所述氢氧化钠溶液的质量比为1:(2～4)。
8.一种低强度超声响应电荷可逆的载药纳米粒子，其特征在于，组分包括纳米级二氧化钛、化疗药物和权利要求1～4任意一项所述的电荷可逆的纳米粒子壳体材料，所述的电荷可逆的纳米粒子壳体材料包裹所述纳米级二氧化钛和所述化疗药物。
9.根据权利要求9所述的一种低强度超声响应电荷可逆的载药纳米粒子，其特征在于，所述化疗药物为阿霉素、紫杉醇、奥沙利铂或瑞格菲尼中的一种或多种。
10.根据权利要求9所述的一种低强度超声响应电荷可逆的载药纳米粒子，其特征在于，适用的低强度超声的强度不超过1W/cm2、50％占空比和1MHz，时长不超过5min。
...【技术特征摘要】
1.一种电荷可逆的纳米粒子壳体材料，其特征在于，所述电荷可逆的纳米粒子壳体材料的主干是壳聚糖-聚吡咯聚合物，所述壳聚糖-聚吡咯聚合物的氨基葡萄糖残基之间通过酮缩硫醇键连接，所述电荷可逆的纳米粒子壳体材料包含释放质子的吡咯环结构。
2.根据权利要求1所述的一种电荷可逆的纳米粒子壳体材料，其特征在于，化学式为其中n∈[500,1000],x∈[30,200]。
3.权利要求1所述的电荷可逆的纳米粒子壳体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求5所述的电荷可逆的纳米粒子壳体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中吡咯、过硫酸铵和壳聚糖单体的摩尔比为1:(0.4～0.6):(0.1～0.4)。
5.根据权利要求5所述的电荷可逆的纳米粒子壳体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中壳聚糖-聚吡咯聚合物与酮缩硫醇的质量比为1:(0.4～0.6)。
6.根据权利要求5所述的电荷可逆的纳米粒子壳体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中活性酯化试剂为n-羟基琥珀酰亚胺，缩合剂为1-乙基-(...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔瑞，周静雯，刘广健，
申请(专利权)人：中山大学附属第六医院，
类型：发明
国别省市：
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