本发明公开了一种线粒体靶向硅纳米药物递送载体的制备方法,旨在提供一种制备方法简单、成本低廉、具有工业化生产前途的硅纳米药物递送载体制备的新工艺和新方法,其技术要点为:硅烷水溶液作为水相在搅拌条件下加入到由曲拉通X‑100、烷烃、醇类和致孔剂组成的油相中形成油包水反相微乳液,稳定一段时间后加入正硅酸乙酯(TEOS)和氨水触发聚合反应,丙酮终止反应获得硅纳米粒,再将硅纳米粒加入到乙酸溶液中去除致孔剂,即得介孔硅纳米粒。制备的硅纳米粒具有中空或实心结构,粒径为20‑100nm,外壳介孔直径为1‑10nm。该纳米粒还具有线粒体靶向功能可以自发聚集到线粒体内,能够为线粒体类疾病的治疗提供新的平台。
技术领域
本技术涉及生物制药领域,特别是一种用于线粒体靶向治疗的硅纳米药物递送载体的制备方法,该方法制备的硅纳米粒粒径较小,可以自发聚集到线粒体内。
背景技术
作为人体的能量工厂,线粒体功能障碍可以引起很多种疾病,如阿尔茨海默症(文献1:Nunomura A,et al.J Neuropathol Exp Neurol 2001;60:759-767;文献2:Wang X,etal.Biochimica et biophysica acta 2014;1842:1240-1247)、帕金森氏症(文献3:S,et al.Biological Chemistry 1999;380:865-870)、肥胖症(文献4:Blaikie FH,etal.Bioscience reports 2006;26:231-243;文献5:Martínez JA.et al.Journal ofPhysiology&Biochemistry 2006;62:303-306)、II型糖尿病(文献6:Lowell BB,etal.Science 2005;307:384-7)、多性硬化(文献7:Witte ME,et al.Trends in molecularmedicine 2014;20:179-187)以及癌症(文献8:Neuzil J,et al.Journal ofbioenergetics and biomembranes 2007;39:65-72;文献9:Armstrong JS.et al.Britishjournal of pharmacology 2006;147:239-248)。针对这些疾病已经有多种药物在临床中广泛应用,如用于治疗阿尔茨海默症的姜黄素(文献10:Ono K,et al.Journal ofNeuroscience Research 2004;75:742–750)、用于治疗癌症的化疗药物紫杉醇、喜树碱、氯尼达明(文献11:Floridi A,et al.Journal of the National Cancer Institute 1981;66:497-499)、用于治疗肥胖症的抗氧化磷酸化解偶联剂二硝基酚(文献12:Harper JA,etal.Obesity Reviews 2001;2:255-265)等。但是临床治疗结果显示这些药物不能进入线粒体内,达不到有效的治疗浓度。因此目前线粒体功能障碍治疗的关键问题是如何将治疗药物安全高效的递送到线粒体内并发挥治疗作用。(文献13:Hockenbery DM.Environmental&Molecular Mutagenesis 2010;51:476–489)。为解决这个问题,研究者尝试采用主动运输和被动运输两种策略使药物靶向进入线粒体,前者通过药物递送载体与线粒体特定位点特异性相互作用实现跨膜运送,如短杆菌肽S肽;后者通过改变线粒体膜的理化性质实现膜通透性能的提高,如电势、亲疏水性等。目前,能够成功靶向于线粒体的药物递送体系主要有偶联线粒体靶向肽药物递送系统(文献14:Li J,et al.Biochemical&BiophysicalResearch Communications,2011,404:349-356)、脂质体药物递送系统(文献15:SzetoHH.Aaps Journal,2006,8:535-546)、偶联亲脂性阳离子三苯基膦药物递送系统(文献16:Smith RAJ,et al.Proceedings of the National Academy of Sciences,2003,100:5407-5412;文献17:Marrache S,et al.Proceedings of the National Academy ofSciences,2012,109:16288-16293)等。但是,偶联TPP或靶向肽需要进行复杂的化学反应,并且反应过程中引入的有机溶剂很难完全除尽,进入体内可能会引起神经系统、肝肾等器官的损伤。而脂质体结构稳定性较差,容易与血清中的蛋白相互作用而被快速清除(文献18:Chonn A,et al.Advanced Drug Delivery Reviews,1998,30:73-83)。纳米药物载体可以很好地解决上述给药系统存在的问题,目前研究较多的纳米药物载体主要有无机纳米粒(金属纳米颗粒、介孔硅纳米药物载体、碳纳米管药物载体)、高分子聚合物(人工合成两亲性酯类高分子、人工合成两亲性肽类高分子、天然多糖改性高分子)、树枝形聚合物、聚合物-药物偶联体(聚合物PGA、HPMA、PEG)等。在众多纳米给药系统中硅纳米粒由于具有比表面积大、化学和热稳定性良好、药物存储及缓释性能优良等优点引起了研究者很大的兴趣,被广泛应用在药物递送、影像探针和生物诊疗中(文献19:Rosenholm JM,etal.Nanomedicine,2012,7:111-120;文献20:Ambika B,et al.Journal of the AmericanChemical Society,2013,135:7815-7818)。硅纳米递送系统自从1992年被首次报道以来就广泛应用在药物控制释放中,良好的生物相容性使其在体内具有良好的分布和排泄能力,大的比表面积及孔体积为药物在孔道内的吸附和装载提供了充足的空间,独特的介孔结构及可控的孔径可以实现更好的药物缓控释,表面大量的活性基团可以进行功能化修饰实现药物的靶向递送、刺激响应型释放,同时亦可通过偶联修饰磁性氧化铁、医学影像分子、光敏剂等实现磁引导、药物递送、多模态医学影像和多种治疗方式的一体化。硅纳米药物递送系统虽然在靶向治疗及缓控释方面具有广阔的应用前景,但是存在粒径比较大(一般大于200nm)不易被细胞摄取的问题。众所周知,药物递送系统的粒径直接影响其在血液中的循环时间及细胞摄取机制,静脉注射给药后粒径大于500nm的亚微米颗粒迅速被毛细血管网摄取或被肺内毛细血管机械截留,粒径大于100nm的颗粒易被肝脏和脾脏的网状内皮系统吞噬而清除,粒径在50-100nm的颗粒可以进入肝实质细胞,而粒径小于50nm的颗粒则能通过淋巴系统和网状内皮系统渗入肿瘤组织血管内而进入肿瘤细胞。因此,若想使硅纳米药物递送系统进入人体后不被机体快速清除,并实现肿瘤被动靶向,则需要通过一定的方法使硅纳米药物递送系统具有更小的粒径。