專利名稱：治療白血病的靶向磁性納米藥物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生化醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，更詳細(xì)的是一種用于治療白血病的靶向磁性納米藥物的制備方法。
背景技術(shù)：
惡性腫瘤是當(dāng)今世界最主要的死亡原因之一。雖然化學(xué)藥物治療經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展和完善，成為惡性腫瘤綜合治療的主要手段之一，但抗癌藥物在殺傷腫瘤細(xì)胞的同時(shí)，也殺傷了正常的組織細(xì)胞，所以在臨床應(yīng)用時(shí)常引起嚴(yán)重的毒副反應(yīng)。因此尋求既能保護(hù)正常組織器官又具有最大可能殺傷腫瘤細(xì)胞的治療途徑和方法，已成為當(dāng)今廣大醫(yī)藥工作者研究的熱門課題。
白血病是造血系統(tǒng)惡性疾病，系發(fā)育過程中分化成熟障礙的造血細(xì)胞在骨髓等組織克隆性異常增生，并浸潤(rùn)其他組織和臟器，使正常造血受到抑制，由此產(chǎn)生貧血、出血、感染、肝脾淋巴結(jié)腫大等一系列癥狀體征。白血病是導(dǎo)致惡性腫瘤死亡的主要疾病之一，其中急性白血病占35歲以下成人腫瘤死亡首位。臨床主要用于治療白血病的常用抗腫瘤藥包括正定霉素和阿霉素等，其中，正定霉素(柔紅霉素)為抗瘤譜較廣的抗腫瘤藥，能嵌入DNA雙螺旋中與DNA結(jié)合，使其模板發(fā)生改變，抑制DNA和RNA聚合酶，阻止DNA和RNA的合成，為細(xì)胞周期非特異性藥物；而阿霉素(羥基紅比霉素)可與腫瘤細(xì)胞DNA交聯(lián)，抑制DNA復(fù)制，并阻斷RNA聚合酶的作用，抑制RNA的合成。
由于白血病的發(fā)病原因目前還沒有一個(gè)科學(xué)的解釋，因此目前的治療原則為綜合治療，聯(lián)合化療是目前臨床上治療白血病最常用和最有效的手段之一，例如對(duì)急性白血病采用強(qiáng)烈誘導(dǎo)，早期強(qiáng)化，藥物劑量遞增，骨髓抑制性維持治療方法。由于人體正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞在生物化學(xué)方面的差異很小，大多數(shù)抗腫瘤藥物對(duì)腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞都有非選擇性的殺傷作用，常引起嚴(yán)重的系統(tǒng)性毒副作用，而且會(huì)被很快地從系統(tǒng)循環(huán)中清除掉，在腫瘤局部達(dá)不到有效的治療濃度，在腫瘤部位滯留的時(shí)間也較短，從而降低了化療藥物的治療療效。所以當(dāng)前的療效還不夠滿意，藥物治療只是改善患者的一般癥狀，縮小肝脾、降低白細(xì)胞數(shù)，但不能阻止急變的出現(xiàn)，所以不能達(dá)到全面根治的治療效果。
為了解決這些問題，人們開始了對(duì)藥物載體的研究，以期使藥物指向機(jī)體的特定部位，并以被動(dòng)形式釋放藥物。目前常用的載體有脂質(zhì)體、紅細(xì)胞外殼、大分子聚合物及傳統(tǒng)的微球等。自70年代研究人員提出磁控靶向藥物傳遞系統(tǒng)的概念以來，磁性物質(zhì)載體的研究一直是當(dāng)前藥物新型制劑最活躍的領(lǐng)域之一，它是將藥物微球中加入了具有磁響應(yīng)性的物質(zhì)，將磁性藥物注入組織內(nèi)，在腫瘤外部施加有效強(qiáng)度和梯度的外磁場(chǎng)，利用磁性藥物的流動(dòng)性能和磁場(chǎng)誘導(dǎo)性能，將磁性藥物載體固定于腫瘤靶區(qū)內(nèi)。由于單分散的磁性納米藥物載體的制備一直是一個(gè)技術(shù)瓶頸問題，目前尚未見利用磁性納米粒子作為藥物載體直接作用于靶細(xì)胞中的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種白血病靶向磁性納米藥物的制備方法，它具有白血病細(xì)胞靶向性，由于該納米粒較多的含有Fe3O4磁性納米藥物，而且由于微量Fe3O4磁性納米粒子在生物體內(nèi)廣泛存在，因此微量Fe3O4磁性納米粒子對(duì)生物體無(wú)毒無(wú)害，與阿霉素和柔紅霉素等抗癌藥物協(xié)同作用，可顯著提高白血病細(xì)胞中藥物濃度，克服靶向細(xì)胞的耐藥性，增強(qiáng)抗癌藥物的抑瘤效果和靶向殺傷作用。
技術(shù)方案，本發(fā)明提供了表面功能化的單分散Fe3O4磁性納米藥物載體的制備方法，即以表面功能化的單分散磁性納米粒子Ni，或Fe2O3，或Fe3O4為載體，在載體表面載有阿霉素，或柔紅霉素，或其它治療白血病的藥物。所述的其它治療白血病的藥物是抗菌素(如表阿霉素，平陽(yáng)霉素)、中草藥(如泰素(紫杉醇))。表面功能化的單分散磁性納米粒子的粒徑范圍為30nm～50nm。單分散磁性納米粒子Ni，或Fe2O3，或Fe3O4是在電化學(xué)氧化條件下用電沉積方法制備的；其電解過程在0.1M TBA-Br-2(tetrabutylammonium-bromide(TBA-Br)2-propanol)丙醇溶液中進(jìn)行，其中用高純的Ni或Fe片作陽(yáng)極，用玻碳做陰極，沉積磁性納米團(tuán)簇覆蓋在TBA上。沉積磁性納米團(tuán)簇采用熱液方法進(jìn)一步改進(jìn)，即沉積以后在有機(jī)溶液或水中進(jìn)行熱處理，然后將團(tuán)簇粉末在100-250℃加熱退火，從而得到表面功能化的單分散磁性納米藥物載體。單分散的磁性納米粒子表面帶有正電荷和疏水性功能團(tuán)。
本發(fā)明的白血病靶向磁性納米藥物用作治療藥物時(shí)，其中所述的單分散磁性納米粒子與阿霉素，或柔紅霉素，或其它治療白血病的藥物的重量比為1∶2～1∶5。
本發(fā)明的白血病靶向磁性納米藥物可以制成靜脈注射的凍干粉制劑。實(shí)驗(yàn)表明，該藥物在細(xì)胞中的分布率達(dá)到80％～95％。該靶向磁性納米藥物在無(wú)外加磁場(chǎng)情況下，具有天然的白血病細(xì)胞靶向功能；在外加磁場(chǎng)的情況下輔助治療，能顯著加大腫瘤區(qū)域的白血病細(xì)胞內(nèi)藥物濃度，減小由于細(xì)胞耐藥性帶來的危害，并且其靶向性有助于降低藥物的全身毒性作用，從而達(dá)到控制與有效殺傷癌細(xì)胞的作用，而對(duì)正常細(xì)胞無(wú)影響，因此對(duì)于白血病的靶向治療具有重要應(yīng)用前景。
總之，本發(fā)明具有新的藥效，開發(fā)成本低，靶向用藥準(zhǔn)確，對(duì)傳統(tǒng)藥物(包括中藥)的現(xiàn)代化具有重要的價(jià)值。
我們研究和制備了白血病的靶向Fe3O4磁性納米藥物，探討了表面功能化Fe3O4磁性納米藥物載體在與不同化療藥物聯(lián)合作用增強(qiáng)抗癌藥物的抑瘤效果和有效殺傷白血病細(xì)胞的途徑。
由于納米粒子處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區(qū)域，是一種典型的介觀系統(tǒng)，因而它具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和量子隧道效應(yīng)等許多奇特性質(zhì)。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)某些磁性納米藥物子對(duì)于生物具有重要性，在某些生物體內(nèi)，如趨磁細(xì)菌、蜜蜂、鴿子等體內(nèi)，含有微量的Fe3O4，這些物質(zhì)使得這些生物體對(duì)于磁場(chǎng)有特定的感應(yīng)性。Fe3O4在生物體內(nèi)的天然存在同時(shí)也說明了這些納米粒子微量存在于生物體內(nèi)時(shí)對(duì)于生物體本身并沒有危害，因此我們選擇使用Fe3O4磁性納米粒子作為藥物的載體也可減少藥物對(duì)生物體的損害。
有益效果我們藥物靶向?qū)嶒?yàn)研究表明，通過使用磁性納米載體載有的藥物固定于腫瘤組織細(xì)胞內(nèi)，使靶向藥物在靶細(xì)胞中以控釋的方式從載體中釋放出來，可以有效地提高靶細(xì)胞中的藥物濃度，減小由于細(xì)胞耐藥性帶來的危害，延長(zhǎng)藥物在靶區(qū)細(xì)胞中的作用時(shí)間，使藥物在靶組織的細(xì)胞或亞細(xì)胞水平發(fā)揮藥效作用，而對(duì)正常組織細(xì)胞無(wú)太大影響。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的治療白血病的靶向磁性納米藥物的制備方法以表面功能化的單分散磁性納米粒子Ni，或Fe2O3，或Fe3O4為載體，在載體表面載有阿霉素，或柔紅霉素，或其它治療白血病的藥物；其中所述的單分散磁性納米粒子與阿霉素，或柔紅霉素，或其它治療白血病的藥物的重量比為1∶2～1∶5。所述的其它治療白血病的藥物是抗菌素(如表阿霉素，平陽(yáng)霉素)、中草藥(如泰素(紫杉醇))。
(1)單分散表面功能化Ni，或Fe2O3，或Fe3O4納米粒子的制備在電化學(xué)氧化條件下，用電沉積方法制備單分散Ni，或Fe2O3，或Fe3O4的納米粒子。電解過程在TBA-Br-2丙醇溶液中進(jìn)行，其中用高純的Ni或Fe片作為陽(yáng)極，用玻碳電極作為陰極。電解過程在室溫下進(jìn)行，沉積團(tuán)簇覆蓋在TBA上。沉積過程中，采用熱液方法來合成單分散納米結(jié)構(gòu)。熱液處理在有機(jī)溶劑或水中進(jìn)行。Fe3O4納米粒子可以通過使沉積的粉末在100-250℃下退火得到。表面功能化的單分散磁性納米粒子的粒徑范圍為30nm～50nm。
在制得了單分散Fe3O4磁性納米藥物載體后，將該磁性納米粒溶于藥物溶液中，由于Fe3O4磁性納米粒表面帶有正電荷和疏水基團(tuán)，因此可以表面負(fù)載柔紅霉素或阿霉素或其它治療白血病的藥物，如抗菌素(表阿霉素，平陽(yáng)霉素)、中草藥(如泰素(紫杉醇))等藥物進(jìn)入靶向腫瘤細(xì)胞。
我們將含有Fe3O4磁性納米粒的柔紅霉素或阿霉素加入靶向細(xì)胞溶液中，并與未加入Fe3O4納米粒的藥物作用進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)。激光共聚焦熒光顯微鏡的觀察結(jié)果表明，磁性納米粒Fe3O4與柔紅霉素或阿霉素聯(lián)合作用能夠顯著提高敏感細(xì)胞和耐藥細(xì)胞中藥物濃度，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡，而對(duì)正常細(xì)胞無(wú)太大影響。
(2)對(duì)作用細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)研究A對(duì)K562敏感細(xì)胞作用的共聚焦熒光顯微鏡研究①在K562敏感細(xì)胞中加入抗癌藥物阿霉素15分鐘后的單個(gè)K562細(xì)胞的共聚焦熒光圖像，從中可以看出藥物分子在細(xì)胞膜表面聚集，因此熒光主要集中于細(xì)胞膜表面和細(xì)胞核內(nèi)的部分區(qū)域；②K562敏感細(xì)胞與加入阿霉素靶向磁性納米藥物15分鐘后的單個(gè)K562細(xì)胞的共聚焦熒光圖像。可以看出，藥物在K562敏感細(xì)胞內(nèi)大量聚集成塊，主要的集中于細(xì)胞核內(nèi)，說明Fe3O4磁性納米粒的存在導(dǎo)致了藥物分子高濃度的進(jìn)入K562腫瘤細(xì)胞內(nèi)，并集中分布于細(xì)胞核內(nèi)，表明Fe3O4磁性納米粒與阿霉素藥物的聯(lián)合作用，有效地提高了K562細(xì)胞中藥物的濃度，增強(qiáng)了藥物對(duì)細(xì)胞的靶向作用，從而更加有助于藥效的發(fā)揮。
B對(duì)K562耐藥細(xì)胞作用的共聚焦熒光顯微鏡研究①K562耐藥細(xì)胞與加入阿霉素作用15分鐘后的單個(gè)細(xì)胞共聚焦熒光圖像，從中可以看出由于細(xì)胞對(duì)藥物有一定的抗藥性，導(dǎo)致細(xì)胞對(duì)藥物吸收較慢，藥物在細(xì)胞膜表面聚集，因此熒光主要集中于細(xì)胞膜表面和細(xì)胞核內(nèi)的部分區(qū)域；K562耐藥細(xì)胞與加入阿霉素靶向磁性納米藥物15分鐘后的單細(xì)胞共聚焦熒光圖像?？梢钥闯?，藥物在耐藥細(xì)胞內(nèi)聚集，且有許多顆粒狀亮點(diǎn)出現(xiàn)，主要的集中于細(xì)胞核內(nèi)，表明Fe3O4納米粒與阿霉素藥物分子聯(lián)合作用，幫助藥物分子克服細(xì)胞的耐藥性進(jìn)入細(xì)胞，有效地提高了K562耐藥細(xì)胞中藥物的濃度，促使細(xì)胞進(jìn)一步凋亡，增強(qiáng)了藥物分子對(duì)細(xì)胞的靶向殺傷作用，從而更加有助于藥效的發(fā)揮。
與此同時(shí)，磁性納米藥物與抗癌藥物柔紅霉素聯(lián)合作用也有效地提高了細(xì)胞內(nèi)藥物濃度，對(duì)腫瘤細(xì)胞(如K562敏感細(xì)胞和耐藥細(xì)胞)的靶向殺傷作用明顯增強(qiáng)。
我們經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究，開發(fā)了以磁性納米顆粒為載體的阿霉素和柔紅霉素的抗白血病藥物，對(duì)細(xì)胞和動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)表明，含有磁性納米粒的藥物比沒有磁性納米顆粒時(shí)的藥效顯著增強(qiáng)，因此，這種技術(shù)可望用于臨床對(duì)惡性腫瘤的有目的靶向治療。本發(fā)明將大大加快新藥開發(fā)的速度，減少開發(fā)成本，提高效率和準(zhǔn)確性，而且對(duì)傳統(tǒng)藥物的現(xiàn)代化具有重要的價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種治療白血病的靶向磁性納米藥物的制備方法，其特征在于以表面功能化的單分散磁性納米粒子Ni，或Fe2O3，或Fe3O4為載體，在載體表面載有阿霉素，或柔紅霉素，或其它治療白血病的藥物；其中所述的單分散磁性納米粒子與阿霉素，或柔紅霉素，或其它治療白血病的藥物的重量比為1∶2～1∶5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療白血病的靶向磁性納米藥物的制備方法，其特征在于所述的其它治療白血病的藥物是抗菌素、中草藥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療白血病的靶向磁性納米藥物的制備方法，其特征在于表面功能化的單分散磁性納米粒子的粒徑范圍為30nm～50nm。
4.權(quán)利要求1所述的治療白血病的靶向磁性納米藥物的制備方法，其特征在于單分散磁性納米粒子Ni，或Fe2O3，或Fe3O4是在電化學(xué)氧化條件下用電沉積方法制備的；其電解過程在0.1M TBA-Br-2丙醇溶液中進(jìn)行，其中用高純的Ni或Fe片作陽(yáng)極，用玻碳做陰極，沉積磁性納米團(tuán)簇覆蓋在TBA上。
5.根據(jù)權(quán)利4要求所述的治療白血病的靶向磁性納米藥物的制備方法，其特征在于沉積磁性納米團(tuán)簇采用熱液方法進(jìn)一步改進(jìn)，即沉積以后在有機(jī)溶液或水中進(jìn)行熱處理，然后將團(tuán)簇粉末在100-250℃加熱退火，從而得到表面功能化的單分散磁性納米藥物載體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的治療白血病的靶向磁性納米藥物的制備方法，其特征在于單分散的磁性納米粒子表面帶有正電荷和疏水性功能團(tuán)。
全文摘要
治療白血病的磁性納米藥物的制備方法涉及生化醫(yī)藥技術(shù)，該制備方法以表面功能化的單分散磁性納米粒子Ni，或Fe
文檔編號(hào)A61K31/704GK1709271SQ20051004065
公開日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2005年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月22日
發(fā)明者王雪梅, 張仁云, 呂剛, 吳春惠, 李景源, 高峰, 程堅(jiān), 陳寶安, 付德剛, 李小毛, 關(guān)之群 申請(qǐng)人:東南大學(xué)