[发明专利]细胞靶向场控螺旋纳米机器人分批给药方法

说明书

本发明公开了一种细胞靶向场控螺旋纳米机器人分批给药方法，该方法采用螺旋纳米机器人分批次场控给药，具体地，带有多种类型配体的第一批螺旋纳米机器人运用靶细胞附近的增强的高通透性和滞留性效应、布朗运动、超声驻波定点聚集的协同作用，实现与靶细胞接触、识别配准和胞吞过程，并利用空间成像技术得到螺旋纳米机器人的运动轨迹位置信息；第二批螺旋纳米机器人根据第一批螺旋纳米机器人提供的运动轨迹位置信息，计算优化路径并磁场驱动到达靶细胞位置，通过螺旋穿刺方式直接进入细胞内部给药。该方法提高给药剂量和给药效率。

技术领域

本发明涉及纳米技术领域，特别涉及一种主动细胞靶向的场控螺旋纳米机器人分批给药方法。

背景技术

最热门的研究课题之一。现有治疗癌症的方式主要采用传统的手术、化学疗法和放射疗法。传统化学治疗方式的药物传递系统利用血液循环实现给药，使药物分布在全身。由于全身都暴露在药物中，这种方式属于非特异性靶向的药物递送。这类方式伴有靶细胞药量较少，药效甚微和对正常细胞严重副作用等问题。

纳米技术的发展使药物靶向递送成为可能，药物靶向递送可分为被动靶向和主动靶向。被动靶向利用靶细胞附近血管丰富且内皮细胞膜之间有100～780nm孔隙，此处附近淋巴引流可以使纳米粒子长时间聚集在靶细胞位置，靶细胞对大分子类物质具有增强的高通透性和滞留性效应，称为EPR(Enhanced Permeability and Retention)效应。这样被动靶向是利用渗透及保持的EPR效应将药物堆积到目标区域，即利用病变组织及细胞造成的缺氧状态、大分子累积的特征进行药物堆积，但绝大部分(甚至90％以上)药物载体仍存留在其它组织部位。主动靶向利用纳米载药体与靶细胞之间的特异性识别实现靶向给药，这主要采用两种类型的相互作用靶向：①配体(靶向物质)-受体(细胞表面物质)；②抗体(靶向物质)-抗原(细胞表面物质)。但这两种类型都要求靶向物质与细胞表面物质非常接近时(0.5nm)，二者才能结合并触发细胞内信号相互反应，进而实现细胞内吞的纳米载药体给药。

采用纳米机器人搭载药物运载到上述主动靶向要求的作用距离(0.5nm)，实现精准靶向给药被认为是一种先进的癌症治疗方案。但如何将纳米机器人携带的治疗药物准确、快速地递送至靶细胞区域，并实现高效给药具有挑战性。现有主动靶向携带的单一靶向物质与细胞表面物质配准，然后触发细胞胞吞给药的过程，存在配准效率较低、胞吞时间较长的问题。这主要是因为以肿瘤为代表的靶细胞是一种由动态微环境组成的异质性群体，该微环境经历时空变化，在一定程度上影响靶细胞表面物质的表达，导致细胞表面物质发生部分变化而难以被靶向物质识别。此外，胞吞发生的次数受限于细胞所具有的能量，该过程不能持续进行。这些因素都限制了纳米载药体给药治疗的效率。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种细胞靶向场控螺旋纳米机器人分批给药方法，该方法可针对靶细胞实现大剂量高效的胞内给药，提高给药剂量和给药效率。