專利名稱：一種載有難溶性藥物的多孔二氧化硅納米粒子及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子及其制備方法和應(yīng)用，具體說(shuō)，是涉 及ー種具有pH響應(yīng)性釋放藥物特性的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子及其制備方法和應(yīng)用，屬于藥用納米材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大量難溶性藥物由于其溶解性差，常常具有毒性高、體內(nèi)循環(huán)時(shí)間短等缺點(diǎn)，導(dǎo)致其應(yīng)用受到很大限制。降低難溶性藥物的毒副作用、提高生物利用度對(duì)于新藥開發(fā)具有重要的意義。改善難溶性藥物的水溶性是提高其藥效、降低其毒副作用的重要策略。目前普遍采用的方法是對(duì)難溶性藥物進(jìn)行有機(jī)膠束或脂質(zhì)體包裏，然而這種技術(shù)存在ー些重要的缺點(diǎn)，如載體易受生物侵蝕、藥物容易泄露等。相比于傳統(tǒng)的有機(jī)載體(如脂質(zhì)體粒、膠束、枝狀高分子、納米膠囊、病毒和凝膠納米粒)，無(wú)機(jī)多孔ニ氧化硅載體具有良好的熱穩(wěn)定性和耐生物化學(xué)侵蝕性，而且還具有可控的孔道結(jié)構(gòu)、高的比表面積和大的孔容，可以裝載大量的藥物并具有優(yōu)良的藥物緩釋行為。因而，如何把有機(jī)載體和無(wú)機(jī)載體結(jié)合起來(lái)，互補(bǔ)其優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)于開發(fā)更高效和安全的藥物傳輸體系具有重要價(jià)值。根據(jù)病變部位與正常組織的pH值差異，構(gòu)建納米藥物傳輸體系用于在病變部位實(shí)現(xiàn)pH響應(yīng)性釋放藥物，是降低藥物的毒副作用和提高藥效的一條重要途徑。對(duì)于消炎和抗癌，構(gòu)建ー種PH響應(yīng)性藥物釋放體系，能夠在呈中性或弱堿性的正常組織和血液中完全不釋放藥物，而僅在酸性的發(fā)炎組織和腫瘤部位響應(yīng)性釋放藥物，是人們一直以來(lái)所追求但仍未實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)今大部分納米藥物傳輸體系最多只能在體外實(shí)現(xiàn)pH響應(yīng)性藥物釋放,而且響應(yīng)度不夠高、或者在pH 7. 4的條件下容易發(fā)生藥物泄露。因此，如何實(shí)現(xiàn)體內(nèi)pH響應(yīng)性藥物釋放及如何保證在正常的生理?xiàng)l件下不發(fā)生藥物泄露，是最終實(shí)現(xiàn)體內(nèi)PH響應(yīng)性智能化釋放藥物的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種具有pH響應(yīng)性釋放藥物特性的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子及其制備方法和應(yīng)用，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，實(shí)現(xiàn)體內(nèi)PH響應(yīng)性藥物釋放和在正常的生理?xiàng)l件下不發(fā)生藥物泄露，為降低難溶性藥物的毒副作用和提高其藥效提供一條重要途徑。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子，其特征在干具有無(wú)機(jī)介孔ニ氧化硅/有機(jī)膠束/難溶性藥物納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述的難溶性藥物被包裹在無(wú)機(jī)介孔ニ氧化硅的多孔通道內(nèi)的有機(jī)膠束中。所述的難溶性藥物可以是難溶性消炎藥(如制霉菌素、環(huán)孢菌素、絲裂霉素、正定霉素等)，也可以是難溶性抗癌藥(如阿霉素、喜樹堿、紫杉醇、順鉬、卡鉬、5-氟尿嘧啶坐nJ寸ノ o本發(fā)明所述的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子的制備方法，其特征在于，包括如下具體步驟a)使難溶性藥物在10 100°C下溶于水溶性表面活性劑中，其中難溶性藥物與水溶性表面活性劑的摩爾比為(I 10000) (I 2)，水溶性表面活性劑的濃度控制在其臨界膠束濃度之上；b)向體系中加入水解催化劑和硅酸酯，在10 100°C下繼續(xù)攪拌I 48小時(shí)，然后離心，洗滌，干燥；其中硅酸酯與水解催化劑的摩爾比為(1000 : I) (I : 10)，硅酸酯的濃度為0. 05 2mol/L。所述的水溶性表面活性劑可以是陽(yáng)離子型、陰離子型或非離子型水溶性表面活性齊IJ。所述的陽(yáng)離子型水溶性表面活性劑優(yōu)選十二烷基三甲基溴化銨(DTAB)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)或全氟丁基磺酰氟(FC-4)。所述的陰離子型水溶性表面活性劑優(yōu)選十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)或十二烷基磺酸鈉(SDS)。所述的非離子型水溶性表面活性劑優(yōu)選聚醚多元醇P123、聚こニ醇辛基苯基醚(Triton X-100)、聚氧こ烯山梨醇酐單油酸酯(Tween 80)、こ基苯基聚こニ醇(NonidetP-40)或聚醚類表面活性劑(如:P105、P104、P103、P85、P84、P75、P65、P38、F127、F108、F98、F88、F87、F77、F68、F38、L122、L121、L101、L92、L81、L72、L65、L64、L63、L62、L61、L44、L43、L42、L35 或 L31)。所述的水解催化劑是根據(jù)難溶性藥物的耐水解性能而選取，其作用是避免藥物被破壞；如果藥物耐堿性，則可以使用堿性水解催化劑，包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、四丙基氫氧化銨和三こ醇胺；如果藥物耐酸性，則可以使用酸性水解催化劑，包括鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸和氧氯化鋯；如果藥物既不耐酸又不耐堿，則可以使用近中性水解催化劑，包括氟化銨和pH = 7的磷酸鹽或醋酸鹽緩沖溶液。所述的硅酸酯可以選用正硅酸甲酷、正硅酸こ酯或正硅酸丙酷，其中優(yōu)選正硅酸こ酷。所述的硅酸酯與水解催化劑的摩爾比優(yōu)選為(10 : I) (I : 10)。因本發(fā)明制備的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子具有pH響應(yīng)性釋放藥物的特性，即在pH 7. 4的生理?xiàng)l件下藥物基本不釋放；在pH < 7的酸性條件下能顯著性釋放藥物，并且酸性越強(qiáng)藥物釋放越快，因此可用于消炎或抗癌藥物制劑的制備中，以提高此類難溶性藥物的藥效、降低其毒副作用，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明制備的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子的優(yōu)點(diǎn)在于1)具有良好的單分散性和納米尺度的可控的粒徑(く 500nm) ；2)在合成多孔ニ氧化硅的過(guò)程中將難溶性藥物原位裝載在多孔孔道的表面活性劑膠束的疏水性內(nèi)核中，合成的納米粒子具有一種“無(wú)機(jī)介孔ニ氧化硅/有機(jī)膠束/難溶性藥物”納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，能夠顯著改善難溶性藥物的水溶性；3)具有pH響應(yīng)性釋放藥物的特性，即在pH 7. 4的生理?xiàng)l件下藥物基本不釋放；在pH < 7的酸性條件下能顯著性釋放藥物，并且酸性越強(qiáng)藥物釋放越快。與傳統(tǒng)的藥物后擔(dān)載方法相比，本發(fā)明采用了一步原位裝載難溶性藥物的方法，具有如下優(yōu)點(diǎn)1)載體合成與藥物裝載同時(shí)進(jìn)行，能夠更顯著地提高難溶性藥物的裝載，藥物總體裝載率在80%以上，裝載量不低于lmg/g，簡(jiǎn)化了藥物裝載途徑；2)制備的納米粒子分散性好、懸浮穩(wěn)定性高，且顆粒尺寸小于500nm并可調(diào)節(jié)，孔徑在2 30nm間可調(diào)節(jié)；3)無(wú)需后續(xù)改性即具有pH響應(yīng)性釋放藥物的特性；4)制備エ藝簡(jiǎn)單，可規(guī)?；瘜?shí)施。本發(fā)明中所述的表面活性劑在《表面活性劑大全》(Michael Ash, Irene Ash著；王繩武，羅惠萍摘譯，上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1988，ISBN號(hào)7805132r7TQ423)中均可以查到。


圖I是本發(fā)明所述的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1為無(wú)機(jī)介孔ニ氧化硅；2為有機(jī)膠束；3為難溶性藥物。圖2是實(shí)施例I制備的載有難溶性藥物(喜樹堿)的多孔ニ氧化硅納米粒子的透射電鏡照片。圖3是實(shí)施例I制備的載有難溶性藥物(喜樹堿)的多孔ニ氧化硅納米粒子采用動(dòng)態(tài)光散射方法測(cè)定的水合粒徑分布圖。圖4是實(shí)施例I制備的載有難溶性藥物(喜樹堿)的多孔ニ氧化硅納米粒子在不同PH值下的體外藥物釋放曲線圖。圖5是實(shí)施例I制備的載有難溶性藥物(喜樹堿)的多孔ニ氧化硅納米粒子對(duì)MCF-7乳腺癌細(xì)胞的毒性作用。圖6是實(shí)施例I制備的載有難溶性藥物(喜樹堿)的多孔ニ氧化硅納米粒子對(duì)MCF-7/ADR耐藥乳腺癌細(xì)胞的毒性作用。具體實(shí)施方法下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步詳細(xì)、完整地說(shuō)明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。本發(fā)明提供的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子，具有無(wú)機(jī)介孔ニ氧化硅/有機(jī)膠束/難溶性藥物納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述的難溶性藥物3被包裹在無(wú)機(jī)介孔ニ氧化硅I的多孔通道內(nèi)的有機(jī)膠束2中，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖I所示。所述的難溶性藥物可以是難溶性消炎藥(如制霉菌素、環(huán)孢菌素、絲裂霉素、正定霉素等)，也可以是難溶性抗癌藥(如阿霉素、喜樹堿、紫杉醇、順鉬、卡鉬、5-氟尿嘧啶
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寸ノ o實(shí)施例I將0. 5mmol CTAB和0. 5mmol喜樹堿一起加入50mL水中，在80°C溫度下攪拌使其完全溶解，然后向體系中加入4mmol氟化銨；30分鐘后加入4mmol正硅酸こ酷，繼續(xù)攪拌I小時(shí)后離心，用水洗滌三次。利用紫外吸收光譜儀檢測(cè)混合溶液反應(yīng)前后在368nm處的吸光度，根據(jù)Beer-Lambert定律計(jì)算溶液中喜樹堿藥物濃度，結(jié)合多孔ニ氧化娃納米粒子的產(chǎn)量計(jì)算多孔ニ氧化硅納米粒子的藥物擔(dān)載量。得到的載喜樹堿的多孔ニ氧化硅納米粒子的藥物擔(dān)載量為I. 5mg/g,平均粒徑為IOOnm,具有窄的粒徑分布和良好的分散性，如圖2和圖3所示圖2可直觀地顯示該納米粒子的多孔結(jié)構(gòu)和良好的單分散性；圖3可表明該納米粒子具有良好的單分散性和懸浮穩(wěn)定、性。將60mg上述的載有難溶性藥物(喜樹堿)的多孔ニ氧化硅納米粒子分別分散在30mL pH = 7.4，6. 5，5和4的緩沖溶液中，在37°C溫度下進(jìn)行體外藥物釋放實(shí)驗(yàn)，藥物釋放曲線如圖4所示，由圖4可知喜樹堿在pH = 7. 4的緩沖溶液中6天內(nèi)的累積釋放量不超過(guò)2% ;而在酸性緩沖溶液中顯著釋放，隨著酸性的增強(qiáng)，藥物釋放越快，在pH = 4的緩沖溶液中6天內(nèi)的藥物累積釋放量可達(dá)到30%。由此可見，上述制備的載喜樹堿的多孔ニ氧化硅納米粒子具有很強(qiáng)的pH敏感性藥物釋放性能。將上述的載喜樹堿的多孔ニ氧化硅納米粒子分別與MCF-7乳腺癌細(xì)胞和MCF-7/ADR耐藥細(xì)胞進(jìn)行共培養(yǎng)，使用CCK-8試劑盒(可市購(gòu)得到)檢測(cè)培養(yǎng)三天后細(xì)胞的存活率，如圖5和圖6所示。在共培養(yǎng)三天后，MCF-7乳腺癌細(xì)胞和MCF-7/ADR耐藥乳腺癌細(xì)胞都具有較低的細(xì)胞存活率，表明制備的載喜樹堿的多孔ニ氧化硅納米粒子具有抗癌和逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥性的作用。
實(shí)施例2將0. 5mmol CTAB和0. Immol阿霉素一起加入50mL水中，在60°C溫度下攪拌使其完全溶解，然后向體系中加入Smmol氟化銨；30分鐘后加入4mmol正硅酸こ酷，繼續(xù)攪拌2小時(shí)后離心，用水洗滌三次。經(jīng)檢測(cè)分析得知本實(shí)施例制備的載阿霉素的多孔ニ氧化硅納米粒子的藥物擔(dān)載量為80mg/g，平均粒徑為96nm，具有窄的粒徑分布和良好的分散性，且具有很強(qiáng)的pH敏感性藥物釋放性能。實(shí)施例3將0. 17mmol P123和0. 05mmol紫杉醇一起加入80mL鹽酸溶液中，在35°C溫度下攪拌使其完全溶解，然后向體系中加入2mmol氧氯化錯(cuò)和IOmmol正娃酸甲酯,繼續(xù)攪拌6小時(shí)后離心，用水洗滌三次。經(jīng)檢測(cè)分析得知本實(shí)施例制備的載紫杉醇的多孔ニ氧化硅納米粒子的藥物擔(dān)載量為32mg/g，平均粒徑為300nm，具有窄的粒徑分布和良好的分散性，且具有很強(qiáng)的pH敏感性藥物釋放性能。實(shí)施例4將lmmol CTAB和0. 04mmol制霉菌素一起加入IOOmL pH = 7的磷酸鹽緩沖溶液(0. 15mol/L)中，在60°C溫度下攪拌使其完全溶解,然后向體系中加入7mmol正娃酸こ酷，繼續(xù)攪拌2小時(shí)后離心，用水洗滌三次。經(jīng)檢測(cè)分析得知本實(shí)施例制備的載制霉菌素的多孔ニ氧化硅納米粒子的藥物擔(dān)載量為20mg/g，平均粒徑為60nm，具有窄的粒徑分布和良好的分散性，且具有很強(qiáng)的pH敏感性藥物釋放性能。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制本發(fā)明，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
1.ー種載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子，其特征在于具有無(wú)機(jī)介孔ニ氧化硅/有機(jī)膠束/難溶性藥物納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述的難溶性藥物被包裹在無(wú)機(jī)介孔ニ氧化硅的多孔通道內(nèi)的有機(jī)膠束中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子，其特征在于所述的難溶性藥物為難溶性消炎藥或難溶性抗癌藥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子，其特征在于所述的難溶性消炎藥是指制霉菌素、環(huán)孢菌素、絲裂霉素或正定霉素。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子，其特征在于所述的難溶性抗癌藥是指阿霉素、喜樹堿、紫杉醇、順鉬、卡鉬或5-氟尿嘧啶。
5.一種權(quán)利要求I所述的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子的制備方法，其特征在于，包括如下具體步驟 a)使難溶性藥物在10 100°C下溶于水溶性表面活性劑中，其中難溶性藥物與水溶性表面活性劑的摩爾比為(I 10000) (I 2)，水溶性表面活性劑的濃度控制在其臨界膠束濃度之上； b)向體系中加入水解催化劑和硅酸酷，在10 100°C下繼續(xù)攪拌I 48小吋，然后離心，洗滌，干燥；其中硅酸酯與水解催化劑的摩爾比為(1000 : I) (I : 10)，硅酸酯的濃度為0. 05 2mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子的制備方法，其特征在于所述的水溶性表面活性劑是陽(yáng)離子型、陰離子型或非離子型水溶性表面活性剤。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子的制備方法，其特征在于所述的陽(yáng)離子型水溶性表面活性劑是指十二烷基三甲基溴化銨(DTAB)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、十六烷基三甲基氯化銨(CTAC)或全氟丁基磺酰氟(FC-4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子的制備方法，其特征在于所述的陰離子型水溶性表面活性劑是指十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)或十二烷基磺酸鈉(SDS)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子的制備方法，其特征在于所述的非離子型表面活性劑是指聚醚多元醇P123、聚こニ醇辛基苯基醚(TritonX-100)、聚氧こ烯山梨醇酐單油酸酯(Tween 80)、こ基苯基聚こニ醇(Nonidet P-40)或聚醚類表面活性剤。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子的制備方法，其特征在于，所述的水解催化劑是根據(jù)難溶性藥物的耐水解性能而選取若藥物耐堿性，則使用堿性水解催化劑；若藥物耐酸性，則使用酸性水解催化劑；若藥物既不耐酸又不耐堿，則使用近中性水解催化劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子的制備方法，其特征在于所述的堿性水解催化劑是指氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、四丙基氫氧化銨或三こ醇胺。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子的制備方法，其特征在于所述的酸性水解催化劑是指鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸或氧氯化鋯。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子的制備方法，其特征在于所述的近中性水解催化劑是指氟化銨或pH = 7的磷酸鹽緩沖溶液或pH = 7的醋酸鹽緩沖溶液。
14.根據(jù)權(quán)利要求5所述的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子的制備方法，其特征在于所述的硅酸酯是指正硅酸甲酷、正硅酸こ酯或正硅酸丙酷。
15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子的制備方法，其特征在于所述的硅酸酯與水解催化劑的摩爾比為(10 : I) (I : 10)。
16.一種權(quán)利要求I所述的載有難溶性藥物的多孔ニ氧化硅納米粒子在消炎或抗癌藥物制劑中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種載有難溶性藥物的多孔二氧化硅納米粒子，所述的納米粒子具有無(wú)機(jī)介孔二氧化硅/有機(jī)膠束/難溶性藥物納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，難溶性藥物被包裹在無(wú)機(jī)介孔二氧化硅的多孔通道內(nèi)的有機(jī)膠束中。本發(fā)明采用一步原位裝載難溶性藥物的方法，使載體合成與藥物裝載同時(shí)進(jìn)行，顯著地提高了難溶性藥物的裝載，使藥物總體裝載率在80％以上，裝載量不低于1mg/g，簡(jiǎn)化了藥物裝載途徑；制備的納米粒子分散性好、懸浮穩(wěn)定性高，且顆粒尺寸小于500nm并可調(diào)節(jié)，孔徑在2～30nm間可調(diào)節(jié)；無(wú)需后續(xù)改性即具有pH響應(yīng)性釋放藥物的特性；制備工藝簡(jiǎn)單，可規(guī)?；瘜?shí)施；可用于消炎或抗癌藥物制劑的制備中，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)A61K47/34GK102652735SQ20111005235
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者何前軍, 施劍林 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所