[发明专利]一种可携带基因和药物的磁性靶向载体及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物医药与纳米技术领域，具体涉及具有介孔结构以及磁性纳米材料的载体 ，携带治疗作用的DNA，siRNA和药物在外加磁场的诱导下靶向集中，在载体材料进入细胞以 后，再通过外加的交变磁场使得载体材料运动，从而加速DNA，siRNA以及药物的释放。

背景技术：

基因治疗：利用分子生物学方法将目的基因导入患者体内，使之表达目的基因产物，从 而使疾病得到治疗。基因治疗是一个生物医学高技术密集的领域，它应用了分子生物学、分 子遗传学、分子病毒学、细胞生物学等学科最新研究成果。尽管基因治疗的技术 http://www.shenmeshi.com/Science/Index.html复杂，方法多样，但它的组成要素不外乎 三个：第一个要素是目的基因或治疗用基因。第二个要素是携带基因进入细胞内表达的载 体。第三个要素就是靶细胞。

然而目前基因治疗却存在许多困难，首先要有合适的携带基因进入细胞内表达的载体， 主要问题是载体的转染效率低和存在安全隐患。安全有效的基因治疗载体是现今基因治疗研 究领域的重点。病毒载体目前仍然是用于基因治疗的主要载体。病毒成分在宿主细胞内复制 极易引发机体产生不同程度的免疫反应，而且存在插入突变等致瘤、致毒风险。非病毒载体 虽然不会整合入宿主细胞染色体中，其安全性可能优于病毒载体，同时具有无传染性、不限 制载体容量、可大量制备等优点。但目前非病毒载体仍面临两大难题：首先，非病毒型载体 如纳米颗粒和磁性纳米颗粒等，其携带的基因和药物是装载在颗粒表面的，与体内环境之间 接触，在到达靶向区域之前就有很严重的降解，其次它是通过内吞方式将目的基因导入细胞， 进入细胞质的内吞小泡很快被溶酶体融合并被其释放的各种酶系所降解。由此产生的后果将 是严重影响目的基因的表达及其在基因治疗中的实际用价值。

目前已有研究的基因和药物定向输送方式有病毒类，有机阳离子复合物，重组蛋白，无 机纳米颗粒。有机阳离子复合物有商业化生产，非常容易制备，它不存在引入病毒基因的危 险性，但是有非常高的毒性，同时也有免疫反应。重组蛋白正在实验室研究过程中，理论上 具有很好的生物相容性，但成本极高，还有很长的路要走。无机纳米颗粒是目前研究的比较 多的一大类，种类很多，比如钙磷酸盐、纳米颗粒金、碳纳米管CNT、富勒烯C_60，70，80、硅 氧化物，铁氧化物等等。总体上制备相对容易且尺寸可控，毒性较低，已经预先功能化，普 遍的问题是装载效率低，转染和输送效率低，降解严重，有效作用期短，释放速度不受控， 同时在体内运行的寿命短，易于被巨噬细胞吞噬，有的生物安全性不明确，有的靶向作用缺 乏等等。

磁性纳米颗粒是一类纳米级的高分子物质在多个领域都有应用，比如用作分离、磁流体 密封等，也有在外面包裹二氧化硅甚至再在二氧化硅外表修饰功能基团用作载体的，其靶 向性可分为被动靶向和主动靶向。但是药物装载量小且易受外界作用而失效。

壳聚糖、葡聚糖或环糊精等空心球壳纳米颗粒把运载物包在空心内能在一定程度上抵御 外界作用，但装载与输送效率低且没有靶向性。多孔材料按孔的大小有微孔介孔中孔之分， 纳米颗粒介孔材料也有报道，早先在催化领域得到重视，后有用作微反应器、制备薄膜等等 ，比如有序介孔薄膜。对于孔道也有进行修饰功能化处理的。

细胞内的溶酶体是纳米颗粒的被动靶向点，纳米颗粒进入循环系统，被网状内皮系统 (RES)摄取，60％～90％分布在肝内，其次是脾、骨髓。这对于治疗与RES有关的疾病是十分有 利的。同时，纳米颗粒的被动靶向性与其粒径大小相关：纳米颗粒在它们到达靶部位前必须 通过毛细血管内皮，大多数粒径＞7μm的微粒，被肺毛细血管所滞留，粒径＞100nm的微粒 被肝和脾摄取，小于100nm的微粒被骨髓细胞吞噬。因此可利用这个特点将纳米颗粒定向 于相应靶器官。

更多情况下，往往需要减少被动的靶向运输，实施主动引导，如纳米颗粒用于治疗肿瘤 时，理想的要求是纳米颗粒只存在于肿瘤组织中，而不出现在其他组织中，从而将治疗局限 于病灶，不致损伤正常组织。纳米颗粒的主动靶向性可分为物理化学靶向和生物靶向。