磁共振成像導向的靶向金屬有機骨架藥物載體的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及納米材料的制備及藥物輸送應用技術領域，特別是磁共振成像導向的靶向金屬有機骨架藥物載體的制備方法。
【背景技術】
[0002]藥物載體是一種粒徑在10?100nm的亞微粒藥物輸送系統(tǒng)，一般由天然高分子或合成高分子材料為基質，將藥物包封于亞微粒中或吸附于亞微粒表面，運輸到病灶部位發(fā)揮作用。藥物載體不僅可以解決現有小分子藥物存在的溶解性低、穩(wěn)定性差、無靶向性、副作用大、易被快速代謝和清除等問題，還可以控制藥物的釋放速度、增加生物膜的通透性、改變藥物在體內的分布，提高藥物的生物利用率。目前藥物載體已初步用于糖尿病、血管疾病和腫瘤等疾病的試驗和臨床治療，并取得了較為滿意的效果。藥物載體技術是納米生物學和現代藥劑學的重要發(fā)展方向之一，并可為新藥和醫(yī)藥材料的開發(fā)提供新的技術，在醫(yī)學領域具有廣闊的應用前景。
[0003]金屬有機骨架(metal-organic frameworks，MOFs)，也稱多孔配位聚合物，是一種由金屬原子或金屬簇與有機配體通過配位作用自組裝形成的有機-無機雜化晶體材料。金屬有機骨架具有比表面積大、孔徑可調、骨架可修飾、生物相容性良好，結構規(guī)則、多樣并可設計等特點，已廣泛應用于氣體存儲、分離、催化和生物醫(yī)學等研宄領域。金屬有機骨架作為藥物載體用于藥物輸送已有文獻報道，并展現出了良好的應用潛力。與其他藥物載體相比，金屬有機骨架具有載藥量高，易于靶向修飾，可負載不同藥物分子，藥物釋放可控，生物毒性小等獨特優(yōu)勢，因而已成為化學、材料科學、生物醫(yī)學和藥學中引人注目的熱點研宄材料之一。
[0004]盡管藥物載體的發(fā)展日臻完善，開發(fā)新型、高效，并具有臨床轉化潛力的藥物載體仍是現代醫(yī)學發(fā)展的要求和科研工作者夢寐以求的目標。金屬有機骨架作為一類新型的生物醫(yī)學材料，不僅拓展了藥物載體的種類，而且還能解決生物醫(yī)藥及相關技術的一些重要問題，但基于金屬有機骨架的藥物載體研宄尚處于起步階段。目前研宄者大多采用未修飾的金屬有機骨架作為藥物載體，因而存在靶向識別能力差，缺乏成像導向性等問題。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現有藥物載體缺乏靶向性和成像導向性的問題，提供磁共振成像導向的靶向金屬有機骨架藥物載體的制備方法，該方法以具有良好生物相容性和磁共振成像能力的磁球為基質，在其表面原位生長金屬有機骨架殼層，并進行靶向分子后修飾，制備具有藥物負載能力、磁共振成像導向性和靶向識別性能的金屬有機骨架藥物載體。
[0006]本發(fā)明的技術方案:
[0007]磁共振成像導向的靶向金屬有機骨架藥物載體的制備方法，包括以下步驟:
[0008]I)磁球的制備:在反應容器中，加入六水氯化鐵和乙二醇，超聲攪拌溶解；向上述溶液中依次加入聚丙烯酸、水和尿素，混合物攪拌15?30分鐘后轉移至水熱反應釜中，于200?220°C鼓風干燥箱中反應8?12小時；反應釜冷卻至室溫，得黑色固體，磁鐵磁吸乙醇清洗三?五次后，真空干燥12?24小時，得磁球固體顆粒；
[0009]2)磁球分散液的制備:取25?75mg磁球，超聲分散于5?1mL N, N- 二甲基甲酰胺或甲醇中；
[0010]3)磁共振成像導向的藥物載體的制備:向水熱反應釜中加入金屬鹽、有機配體和有機溶劑，超聲攪拌均勻后，將步驟2)中的磁球分散液全部加入反應釜中，超聲分散均勻后密封，置于溫度為100?170°C的鼓風干燥箱中加熱8?72小時；反應釜冷卻至室溫后，磁吸棄去游離金屬有機骨架，再依次使用N，N-二甲基甲酰胺或甲醇洗滌三?四次、乙醇洗滌兩?三次，最后將所得的產物在120?150°C的溫度下真空干燥12?24小時，獲得磁共振成像導向的金屬有機骨架藥物載體固體粉末；
[0011]4)靶向藥物載體的制備:利用透明質酸或葉酸的羧基和金屬有機骨架中氨基的酰胺縮合作用，對藥物載體進行靶向修飾；稱取透明質酸或葉酸，溶于15?30mL水中，加入
1-(3- 二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽，反應10?30分鐘后，再加入N-羥基琥珀酰亞胺，反應I?2小時；然后加入50?200mg步驟3)中得到的藥物載體固體粉末，反應3?5小時后，磁吸除去未反應物，真空干燥12?24小時，獲得磁共振成像導向的靶向金屬有機骨架藥物載體。
[0012]所述六水氯化鐵和乙二醇的質量比為1:40 ;所述聚丙烯酸、水和尿素的質量比為2:15:12。
[0013]所述金屬鹽為四氯化鋯、九水硝酸鋁、六水氯化鋁、六水氯化鐵或六水硝酸鋅；所述有機配體為2-氨基對苯二甲酸；所述金屬鹽和有機配體的摩爾比為0.6:1?3.78:1。
[0014]所述透明質酸或葉酸、1- (3- 二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽和N-羥基琥珀酰亞胺的質量比為1:1:1。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點及效果:
[0016]該方法將藥物裝載單元、成像單元和靶向單元有機融合，采用水熱法結合后修飾制備了磁共振成像導向的靶向金屬有機骨架藥物載體。該藥物載體不僅具有金屬有機骨架所擁有的載藥量高、生物毒性低、易于后修飾等優(yōu)點，還兼具靶向分子的特異性識別能力以及磁球的體內組織特異性、T2磁共振成像性能等特點。
[0017]該方法制備的藥物載體載藥量高，可提高病灶組織的藥物濃度；載體表面通過透明質酸或葉酸修飾，可特異性識別癌細胞，降低對正常組織的毒副作用，實現藥物的高效低毒；磁共振成像單元的引入，可實現藥物分布情況和治療效果的動態(tài)監(jiān)測，有效改善治療效率?？傊?，該納米藥物載體制備方法工藝簡單、原料廉價、載藥性能優(yōu)良、生物相容性良好、靶向性強，便于規(guī)?；a，在生物醫(yī)學和制藥工程領域具有較大的發(fā)展?jié)撃芎蛻脙r值。
【附圖說明】
[0018]圖1為金屬有機骨架藥物載體的藥物吸附曲線。
[0019]圖2為金屬有機骨架藥物載體的橫向弛豫率及T2加權成像圖。
[0020]圖3為金屬有機骨架藥物載體的細胞攝入量。
[0021]圖4為金屬有機骨架藥物載體的透射電子顯微鏡形貌。
【具體實施方式】
[0022]為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0023]實施例1:
[0024]磁共振成像導向的靶向金屬有機骨架藥物載體的制備方法，包括以下步驟:
[0025]I)磁球的制備:向50mL圓底燒瓶中，加入0.54g六水氯化鐵和21.6g乙二醇，超聲攪拌溶解。磁力攪拌下，向上述溶液中依次加入0.2g聚丙稀酸、1.5g水、1.2g尿素，混合物攪拌15?30分鐘后轉移至30mL水熱反應釜中，密封后于200°C鼓風干燥箱中反應12小時。反應結束后，反應釜自然冷卻至室溫，將反應物磁鐵磁吸乙醇清洗三?五次后，真空干燥12?24小時得黑色磁球。
[0026]2)磁球分散液的制備:取25mg磁球于25mL小瓶中，加入1mL N, N- 二甲基甲酰胺，超聲30分鐘，得磁球分散液；
[0027]3)磁共振成像導向的藥物載體的制備:向30mL水熱反應釜中，準確稱取37.5mg四氯化鋯和29mg 2-氨基對苯二甲酸(摩爾比為1:1)，加入8mL N，N_ 二甲基甲酰胺超聲溶解后，將步驟2)中的磁球分散液全部加入反應釜中，超聲分散均勻后密封，置于溫度為100°C的鼓風干燥箱中加熱24小時。反應結束后，將反應釜冷卻至室溫，磁吸棄去游離金屬有機骨架，再依次用N，N-二甲基甲酰胺洗滌三?四次、乙醇洗滌兩?三次，最后將所得的產物在150°C的溫度下真空干燥24小時，獲得磁共振成像導向的金屬有機骨架藥物載體固體粉末；
[0028]4)靶向藥物載體的制備:稱取10mg透明質酸或葉酸，溶于15?30mL H2O中，加入10mg 1-(3- 二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽，反應10?30分鐘后，再加入10mgN-羥基琥珀酰亞胺，反應I?2小時。然后加入200mg步驟3)中得到的藥物載體固體粉末，反應3?5小時后，磁吸除去未反應物，真空干燥12?24小時，即可得到磁共振成像導向的靶向金屬有機骨架藥物載體。
[0029]該實施例制備的金屬有機骨架藥物載體的藥物吸附曲線如圖1所示，圖中顯示:隨著藥物濃度的增加，藥物負載量逐漸增大；當藥物達到一定濃度后，載體達到較高的藥物負載量(330mg/g)，說明本方法制備的金屬有機骨架藥物載體具有較高的載藥量。圖2為金屬有機骨架藥物載體的橫向弛豫率和T2加權成像圖片，結果顯示該藥物載體具有較高的橫向弛豫率255.STfmr1Fe,且1~2加權成像圖片有明顯的降低磁共振信號效果，說明本方法制備的金屬有機骨架藥物載體具有磁共振成像導向的功能。圖3為細胞攝入金屬有機骨架藥物載體的含量，結果表明靶向組中Fe的含量最高，競爭組其次，非靶向組含量最低，從而證明了靶向修飾的金屬有機骨架藥物載體能夠特異性地靶向于腫瘤細胞。圖4為金屬有機骨架藥物載體的透射電子顯微鏡形貌，圖片顯示本方法制備的藥物載體具有良好的核殼結構。
[0030]實施例2:
[0031]磁共振成像導向的靶向金屬有機骨架藥物載體的制備方法，包括以下步驟:
[0032]I)磁球的制備:向10mL圓底燒瓶中，加入0.81g六水氯化鐵和32.4g乙二醇，超聲攪拌溶解。磁力攪拌下，向上述溶液中依次加入0.3g聚丙稀酸、2.25g水、1.8g尿素，混合物攪拌15?30分鐘后轉移至50mL水熱反應釜中，密封后于220°C鼓風干燥箱中反應8小時。反應結束后，反應釜自然冷卻至室溫，將反應物磁鐵磁吸乙醇清洗三?五次后，真空干燥12?24小時得黑色磁球。
[0033]2)磁球分散液的制備:取50mg磁球于25mL小瓶中，加入5mL甲醇，超聲30分鐘，