一种应用于结直肠癌化疗联合光热治疗的靶向纳米给药系统的制备方法

本发明涉及生物医领域，尤其是涉及一种应用于结直肠癌化疗联合光热治疗的靶向纳米给药系统及其制备方法。

背景技术：

1、结直肠癌是一种常见的消化道恶性肿瘤，其发病率与死亡率在所有癌症中均处于前三位，并呈逐年上升趋势，严重威胁人类健康。

2、化疗是目前临床上治疗结直肠癌不可或缺的重要手段，尤其适用于无法接受手术切除患者。结直肠癌常用的化疗药物包括：氟尿嘧啶类、伊立替康、奥沙利铂类和雷替曲塞类。

3、雷替曲塞是一种特异性胸苷酸合成酶抑制剂，我国在2010年正式批准雷替曲塞用于不适合5-氟尿嘧啶/亚叶酸钙的晚期结直肠癌患者。雷替曲塞通过细胞主动摄取，在叶酸基聚合谷氨酸合成酶的作用下，迅速代谢为一系列聚谷氨酸，能够强效抑制胸腺合成酶来抑制细胞dna的合成，且能长时间在细胞内潴留并发挥抑制作用。雷替曲塞作用于胸苷酸合成酶叶酸结合部位。因此，雷替曲塞即可用作化疗药物、又可作为靶向配体靶向叶酸受体高表达的肿瘤。

4、由于化疗药物单独使用时作用靶点单一，治疗效果有限，易引起多药耐药、肿瘤耐受及复发，不能满足临床治疗的要求。因此，结直肠癌的一线治疗方案大部分均采用不同药物联合的治疗方式。

5、随着纳米技术的发展，纳米给药系统的出现为临床治疗结直肠癌提供了新的思路，与小分子药物相比，纳米给药系统可以增加药物分子的溶解性、降低药物分子的非特异性毒性、延长血液循环时间、提高其肿瘤富集和细胞摄取性能。

6、黑磷纳米片是具有高比表面波浪状结构的二维纳米材料，可通过范德华力、π-π共轭或静电吸附等非共价键高效负载抗肿瘤药物。黑磷纳米片在体内可直接代谢为无毒的磷酸根离子，具备良好的生物相容性和生物可降解性。因此，发展基于黑磷纳米片的纳米药物递送系统极具优势。黑磷纳米片还具有超高光热转化效率，可用于肿瘤光热治疗，光热疗法是一种新型微创抗肿瘤技术，其原理是将具有光热转换功能的材料输送至肿瘤组织，再通过体外光源(通常为近红外光)照射将光能转化为热能，使肿瘤局部升温，促使肿瘤细胞dna损伤、蛋白变性和破坏细胞膜，最终消融肿瘤组织。

7、迄今，以具有光热效应的黑磷纳米片为载体材料，负载具有叶酸受体靶向性的化疗药物雷替曲塞修饰的聚乙烯亚胺前药，形成的靶向纳米给药系统尚未见相关文献报道。

技术实现思路

1、本发明设计了一种应用于结直肠癌化疗联合光热治疗的靶向纳米给药系统及其制备方法。其是以具有光热效应的黑磷纳米片为载体材料，负载具有叶酸受体靶向性的化疗药物雷替曲塞修饰的聚乙烯亚胺前药，提供一种同时具有两种不同抗癌机制的靶向性纳米给药系统及其制备方法。

2、为了实现本发明的目的，本发明采用了以下方案：

3、一种应用于结直肠癌化疗联合光热治疗的靶向纳米给药系统，其特征在于：其是以具有光热效应的黑磷纳米片为载体材料，负载具有叶酸受体靶向性的化疗药物雷替曲塞修饰的聚乙烯亚胺前药制成。

4、进一步地，按照质量分数计，所述的雷替曲塞的载药量为3％-10％。

5、进一步地，所述聚乙烯亚胺分子量为2000～20000。

6、进一步地，所述的应用于结直肠癌化疗联合光热治疗的靶向纳米给药系统的水合粒径为50-500nm。

7、本发明还公开了一种应用于结直肠癌化疗联合光热治疗的靶向纳米给药系统的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

8、步骤一、黑磷纳米片的制备；

9、步骤二、雷替曲塞修饰聚乙烯亚胺制备；

10、步骤三、靶向纳米给药系统的制备。

11、进一步地，所述步骤一黑磷纳米片的制备的具体操作为；

12、称取10-50mg黑磷样品置于10-50ml n-甲基吡咯烷酮中，在冰水浴条件下，探针超声6-15h；

13、超声结束后，样品悬浊液离心处理，除去未剥离的大块黑磷，上层悬浮液离心处理，除去溶剂，乙醇/水洗，得到黑磷纳米片。

14、进一步地，所述的步骤二雷替曲塞修饰聚乙烯亚胺制备的具体操作为：

15、称取10-50mg雷替曲塞溶于10-50ml dmso中，以edc、nhs为偶联剂活化30-120min，将活化后的溶液滴加到200-600mg的聚乙烯亚胺的dmso溶液中，避光，室温搅拌，对水透析，冻干后得到雷替曲塞修饰聚乙烯亚胺pe i-rtx。

16、进一步地，所述的步骤三靶向纳米给药系统的制备的具体操作为：

17、称取10-50mg黑磷纳米片均匀分散于5-50ml水中，加入5-10ml雷替曲塞修饰聚乙烯亚胺pe i-rtx水溶液，搅拌，然后离心处理，去离子水洗涤，即获得应用于结直肠癌化疗联合光热治疗的靶向纳米给药系统。

18、进一步地，所述步骤一中，所述的探针超声的条件设置为400w，20khz，on/off循环：10s/5s。

19、进一步地，步骤三中所述的pe i-rtx水溶液的浓度为0.2-2mg/ml。

20、在本发明中，步骤一黑磷纳米片的制备是采用液态超声剥离法制备薄层黑磷纳米片。

21、在本发明中，步骤二雷替曲塞修饰聚乙烯亚胺制备是通过酰胺键将雷替曲塞修饰到聚乙烯亚胺上。

22、在本发明中，步骤三靶向纳米给药系统的制备是通过静电相互作用制备靶向纳米给药系统。

23、在本发明靶向纳米给药系统的制备方法中，步骤一超声结束后，样品悬浊液离心处理的条件一般选择为3000-5000rpm，离心时间为5-20min；上层悬浮液离心处理的条件一般选择为10000-13000rpm，离心时间为8-15min；乙醇/水洗至少为三次。

24、在本发明靶向纳米给药系统的制备方法中，步骤二室温搅拌的时间为20-30h，可以进一步优选为24h；对水透析的时间为60-80h，可以进一步优选为72h。

25、在本发明靶向纳米给药系统的制备方法中，步骤三搅拌的时间为0.5-6h，然后离心处理的条件一般选择为10000-13000rpm，离心时间为8-15min；去离子水洗涤至少为三次。

26、本发明的应用于结直肠癌化疗联合光热治疗的靶向纳米给药系统的作用原理是：

27、靶向纳米给药系统通过叶酸受体介导的内吞方式进入结直肠癌细胞，在近红外激光照射下，黑磷纳米片通过光热效应杀伤肿瘤细胞，雷替曲塞通过化疗作用杀伤肿瘤细胞，达到联合给药治疗结直肠癌的目的。

28、该应用于肝癌免疫治疗的抗原和佐剂共递送纳米疫苗及其制备方法具有以下有益效果：

29、1、本发明应用于结直肠癌化疗联合光热治疗的靶向纳米给药系统及其制备方法中靶向纳米给药系统能够通过叶酸受体靶向肿瘤细胞。

30、2、本发明应用于结直肠癌化疗联合光热治疗的靶向纳米给药系统及其制备方法中为加强对结直肠癌细胞的杀伤，靶向纳米给药系统同时实现了化疗和光热治疗。

31、3、本发明制备的靶向纳米给药系统原料廉价易得、制备方法简单易重复、易于大规模加工生产，能够增强结直肠癌的靶向治疗效果，具有良好的应用前景。