[发明专利]一种供氧纳米平台及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种供氧纳米平台，由外壳和内核组成的核壳结构，内核包括携氧载体，外壳中包封有声敏剂IR780碘化物。本发明还公开了该供氧纳米平台的制备方法：(1)将聚(乳酸‑羟基乙酸)共聚物、IR780碘化物、全氟三丁胺溶于有机溶剂中，搅拌均匀得到混合液；(2)在混合液中加入乳化剂溶液，进行超声乳化得到乳化液；(3)将乳化液进行搅拌，离心后取沉淀，并用水洗涤沉淀，所得沉淀即为具有核壳结构的纳米供氧平台。本发明通过实验验证了该供氧纳米平台在体内具有优异的体内抗肿瘤效果，可改善肿瘤缺氧微环境，并具有良好的生物相容性，可将全身性副作用降到最低，有望成为具有前景的抗肿瘤治疗药物。

技术领域

本发明属于生物技术和医药技术领域，涉及一种供氧纳米平台及其制备方法和应用，尤其涉及一种用以声动力作用的供氧纳米平台及其制备方法和应用。

背景技术

癌症是全世界人类死亡的主要原因之一，癌症患者数量正在迅速增加,如何提高癌症治疗率是当今一大难题之一。近年来，光动力疗法(PDT)在癌症治疗中获得了可观的发展势头，用于皮肤癌症、膀胱癌等。PDT的机制是在激光辐照下，声敏剂与周围的氧气反应产生活性氧(ROS)，以单态氧为主。活性氧(ROS)可通过诱导氧化损伤引起细胞凋亡或坏死从而发挥消灭肿瘤细胞作用。然而，激光的穿透距离较短限制PDT对深部肿瘤或者体积较大的大肿瘤疗效。

超声作为一种潜在的替代能源吸引了研究人员的越来越多的关注。已经发现，低强度的超声辐射可触发声敏剂以产生用于癌症治疗的ROS，声动力治疗(SDT)可为抗癌治疗的一种新兴选择。声动力治疗相比与PDT可辐射到更远的距离，并且有研究表明超声可通过空化效应增加一些抗癌药物的释放。

实体肿瘤常由于畸形的血管系统和癌细胞的异常增殖而处于缺氧状态，声动力在产生ROS的过程中消耗大量的氧气。因而，缺氧环境会降低声动力抗癌治疗的效率。如何缓解缺氧，目前有以下方法。高压氧(HBO)疗法最先用于中肿瘤缺氧的调节，但是HBO会引起肺损伤和神经毒性，限制了其临床广泛应用。一些研究利用了肿瘤微环境中的内源性过氧化氢，与过氧化氢酶或MnO₂纳米颗粒反应生成氧气。但是，肿瘤中可用的H₂O₂量是有限的，并且Mn²⁺具有较差的生物相容性。有些学者提出“血液替代方案”，例如基于血红蛋白的氧气载体，其中基于血红蛋白的氧气载体能够在肺中较高的氧气分压(pO₂)下加载氧气，并在较低的pO₂下释放组织中的氧气。但是循环中的游离Hb会迅速还原成另一种状态，并释放有毒的游离血红素，从而引起肾小管损害甚至肾衰竭，血管收缩和全身性高血压。基于血红蛋白的“血液替代方案”引起的强烈副作用进一步限制了其临床应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：开发一种供氧纳米平台，可改善肿瘤缺氧，同时在超声辐照下，增强声动力作用，以期达到较好的综合效果应用于抗肿瘤药物中。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是，提供一种供氧纳米平台，该供氧纳米平台为外壳和内核组成的核壳结构，内核包括携氧载体，外壳中含有声敏剂，所述声敏剂为IR780碘化物。R780碘化物是一种新型的亲脂性阳离子近红外荧光染料，在激光照射下，可发生光热作用和光动力作用。IR780在超声辐照下，产生大量的活性氧，称为声动力作用。IR780具有较高的摩尔消光系数，可用于荧光成像。IR780与FDA批准的水溶性试剂吲哚箐绿(ICG)相比，IR780具有更高的光稳定性和更高的荧光强度。因此，本发明选择IR780是作为声敏剂，结合其多种特点，实现诊断和治疗一体化。

优选地，所述携氧载体为全氟三丁胺。传统的携氧载体是基于血红蛋白的携氧载体，血红蛋白是以共价的方式结合氧气，注射入体内存在快速消除、氧气高亲和力的优势，但是因具有严重的心脑血管副作用而停止了临床应用。而本发明采用全氟三丁胺为携氧载体，全氟三丁胺常温呈为液态，物理特性中氧气溶解度高；全氟三丁胺还具有一定的血小板活性抑制作用，注射入体内后，可增加肿瘤血管中红细胞的聚集，提高周围氧气的释放。