團(tuán)聚的烷氧基硅烷涂覆的磁性納米顆粒的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】團(tuán)聚的燒氧基括燒涂覆的磁性納米顆粒
[0001] 盡管最近在實(shí)體腫瘤的腫瘤治療例如抗體中有了進(jìn)展，但是仍然需要更有效且成 本有效的治療選擇。
[000引溫?zé)岑煼ɑ蚋唧w地過(guò)熱療法化yperthermia)是用于治療癌癥的吸引人的途 徑，原因是與化學(xué)療法或放射療法相比，因其物理作用方式而預(yù)計(jì)對(duì)多種腫瘤疾病的副作 用較小。但是，目前可用的模式仍然是次優(yōu)的（Moroz等2002)并且需要改進(jìn)。
[0003] 溫?zé)岑煼ǖ囊环N優(yōu)選模式是其中將磁性納米顆粒直接引入腫瘤中的方法。隨后在 交變磁場(chǎng)中加熱納米顆粒。根據(jù)治療的持續(xù)時(shí)間和所達(dá)到的瘤內(nèi)溫度，使腫瘤細(xì)胞直接破 壞（熱消融）或者對(duì)于伴隨的化學(xué)或放射療法（過(guò)熱療法）敏感。通過(guò)該新方法，可由內(nèi) 而外地對(duì)抗腫瘤，從而不傷害周?chē)慕】到M織。該治療模式在治療成膠質(zhì)細(xì)胞瘤中顯示出 了有前景的治療效果（Maier-Hauff等2011)。
[0004] 盡管通過(guò)第一次臨床試驗(yàn)得到了陽(yáng)性結(jié)果，但是仍然有提高效率和/或降低療法 的副作用或限制的空間。另一個(gè)未解決的問(wèn)題是，在滴注納米顆粒期間，在周?chē)M織中發(fā)生 磁性顆粒在祀?yún)^(qū)域外側(cè)的沉積。由于該些外部貶庫(kù)（depot)在交變磁場(chǎng)中加熱后導(dǎo)致了在 交變磁場(chǎng)中進(jìn)行加熱后祀?yún)^(qū)域外側(cè)的溫度升高，或者其限制了用于加熱納米顆粒貶庫(kù)的可 施加磁場(chǎng)強(qiáng)度（如果要避免周?chē)M織的該種加熱的話），所W其造成了不需要的副作用。該 問(wèn)題的原因可W是注射腫瘤組織內(nèi)的高壓，其導(dǎo)致沉積的納米顆粒在注射期間或者在注射 之后立即流出。此外，雖然需要納米級(jí)顆粒W具有高的比吸收率（SAR)，但是該樣的納米顆 粒可在組織間隙中容易移動(dòng)并從而可祀組織中損失。此外，由于迄今為止用于臨床的納米 顆粒/磁性流體的次優(yōu)比吸收率（SAR)，所W通過(guò)首先使納米顆粒沉積并隨后通過(guò)交變磁 場(chǎng)將其激發(fā)可在腫瘤中"沉積"的熱量受到限制。
[0005] 另外，該樣的納米顆粒需要W受控方式大規(guī)模且W合理成本制造，并且需要能夠 配制成穩(wěn)定制劑W變?yōu)榭射N(xiāo)售產(chǎn)品。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)描述了該種納米顆粒的多種方法和用途，如Gupta和Gupta (2005)所綜 述的。
[0007] Lesniak等（1997)描述了用于制備不含團(tuán)聚體的納米顆粒的方法。所述方法包括 (i)制備部分形成團(tuán)聚體的氧化鐵納米顆粒的水性懸液，（ii)添加=燒氧基娃燒和水混溶 性極性有機(jī)溶劑例如己二醇，（iii)用超聲處理所得懸液W減少團(tuán)聚，（iv)在超聲作用下 通過(guò)蒸饋移除水，W及（V)移除剩余的團(tuán)聚體。所述方法基于燒氧基娃燒得到了具有耐水 解涂層的不含團(tuán)聚體的納米顆粒。但是，如果將該些納米顆粒局部施用于實(shí)體腫瘤，則由于 其不含團(tuán)聚體的性質(zhì)而僅可部分保留在注射位點(diǎn)。該些納米顆粒廣泛分布在身體中，從而 限制了納米顆粒在祀?yún)^(qū)域中的剩余量，并且由于納米顆粒在身體的周?chē)M織或其他地方中 的積累而增加了副作用風(fēng)險(xiǎn)。此外，由于使用的己二醇與燒氧基娃燒涂層的氨基基團(tuán)相互 作用W及其高沸點(diǎn)（197°C)，所W其去除是非常困難的。因此，最終產(chǎn)物中己二醇的存在在 安全性和監(jiān)管方面限制了納米顆粒的適用性。
[000引 Ruefenacht等（2006)公開(kāi)了液體載劑中生成熱納米顆粒的可注射的基于聚合 物的制劑，其在與體液或組織接觸后能夠形成原位植入體。然而該制劑似乎解決了納米顆 粒從腫瘤中流出的問(wèn)題，該系統(tǒng)優(yōu)選地使用溶劑N-甲基-2-化咯燒酬（NMP)或二甲亞諷 值MSO)。兩種溶劑一般都被認(rèn)為具有低毒性并且頻繁用于藥物的口服和透皮制劑。但是，關(guān) 于將所述溶劑注射到組織或腫瘤中（尤其是在腦腫瘤中注射到腦中）了解的很少。因此， 應(yīng)避免該樣的溶劑。此外，該樣的制劑在注射后形成限定的植入體，然而在本發(fā)明的上下文 中，設(shè)想要實(shí)現(xiàn)注射納米顆粒在腫瘤/組織中的某些分布，但是該局限于腫瘤/組織。該系 統(tǒng)的另一個(gè)缺點(diǎn)是如果將該些可注射的基于聚合物的制劑注射到腫瘤中，腫瘤中的預(yù)期體 積增加，該可在某些腫瘤適應(yīng)癥（尤其是在其中結(jié)殼（scull)的空間有限的腦組織中）造 成問(wèn)題?？傊?，該種基于聚合物的制劑不適合于治療不能動(dòng)手術(shù)的腫瘤。
[0009] 因此，本發(fā)明的目的是提供改進(jìn)的生物相容性磁性納米顆粒。特別地，本發(fā)明的目 的是提供用于治療腫瘤的改進(jìn)的生物相容性磁性納米顆粒。
[0010] 如實(shí)施例所示，本發(fā)明人現(xiàn)已出乎意料地發(fā)現(xiàn)，在無(wú)有機(jī)溶劑存在下使氧化鐵納 米顆粒進(jìn)行受控的氨基娃燒化導(dǎo)致了表面氨基娃燒不完全縮合的磁性納米顆粒，導(dǎo)致了可 高度濃縮的磁性納米顆粒（磁性流體）的穩(wěn)定水基制劑。在注射到組織或腫瘤中之后，該 些磁性流體在祀組織中形成具有高保留率的有利貶庫(kù)。因此，本發(fā)明人提供了一種用于制 造改進(jìn)的納米顆粒的改進(jìn)方法，W及具有改進(jìn)的生物相容性、祀?yún)^(qū)域中改進(jìn)的貶庫(kù)形成和 副作用較?。ㄓ捎诓淮嬖谟袡C(jī)溶劑和/或沉積納米顆粒從治療區(qū)域中流出減少）的合適的 懸液和組合物（磁性流體）。
[0011] 因此，本發(fā)明提供了具有高比吸收率（SAR)的生物相容性磁性納米顆粒，其可W 按曰常慣例注射到腫瘤組織中，停留在目的治療區(qū)域（例如腫瘤）中的注射位點(diǎn)處或注射 位點(diǎn)附近并且基本不擴(kuò)散至周?chē)M織。此外，本發(fā)明提供了用于該種生物相容性磁性納米 顆粒的穩(wěn)健且成本有效的制造方法。
[0012] 定義
[0013] "比吸收率"(SAR)是納米顆粒在暴露于交變磁場(chǎng)之后吸收能量率的度量。其取決 于磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)極化的交變頻率。優(yōu)選地根據(jù)由化rdan等（1993)開(kāi)發(fā)的方法在100曲Z 頻率和高至18kA / m、優(yōu)選3.5kA / m的場(chǎng)強(qiáng)度下測(cè)定SAR并且其設(shè)及所使用金屬例如鐵 的質(zhì)量（單位W / g金屬）。
[0014] " C電勢(shì)"是指用儀器例如Malvern ZetaSizer3000服A在抑5. 2和2. OmS / cm的 電導(dǎo)率（各自在25°C下進(jìn)行測(cè)定）下測(cè)量的水性環(huán)境中膠體納米顆粒的測(cè)量電勢(shì)。C電 勢(shì)描述了本體溶液與水力剪切或擴(kuò)散層區(qū)域之間的邊界處的電勢(shì)。
[0015] 在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語(yǔ)"約"意指由給定數(shù)目或值的偏差為±10%，優(yōu)選 ±5 %并且尤其是±1%。
[0016] 術(shù)語(yǔ)"磁性"包括磁性、順磁性、鐵磁性、抗鐵磁性、亞鐵磁性、抗亞鐵磁性和超順磁 性。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的納米顆粒是順磁性的，更優(yōu)選是鐵磁性的、亞鐵磁性的、抗亞鐵磁 性的或超順磁性的。
[0017] 在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，納米顆粒是超順磁性的。
[0018] 術(shù)語(yǔ)"納米顆粒"應(yīng)意指納米范圍的納米顆粒，意指如可通過(guò)電子顯微鏡所測(cè)定的 納米顆粒相對(duì)于其金屬核為Inm至lOOnm。優(yōu)選地，納米顆粒的尺寸為5nm至25nm，更優(yōu)選 7皿至20皿并且尤其是9皿至15皿。
[0019] "金屬納米顆粒"是指磁性納米顆粒，其包含金屬或金屬離子。
[0020] "有機(jī)溶劑"意指液體有機(jī)化合物（即，姪），其能夠溶解固體、氣體或液體。根據(jù) 本發(fā)明的有機(jī)溶劑的實(shí)例包括但不限于己二醇、丙酬、甲苯及等同物。
[0021] 術(shù)語(yǔ)"燒氧基娃燒涂覆"是指由燒氧基娃燒縮聚造成的涂覆一-也稱(chēng)為"氨基娃燒 涂覆"的方法。本文使用的術(shù)語(yǔ)"縮聚"一般意指具有兩個(gè)官能團(tuán)的單體的任意縮合反應(yīng)， 其導(dǎo)致形成聚合物。
[0022] 在第一方面中，本發(fā)明設(shè)及一種用于生產(chǎn)磁性燒氧基娃燒涂覆的金屬納米顆粒團(tuán) 聚體的懸液的方法，其中使磁性金屬納米顆粒水性懸液與燒氧基娃燒一起解育，其特征在 于所述解育基本在無(wú)有機(jī)溶劑存在下進(jìn)行。
[002引在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語(yǔ)"解育（incubating或incubation)"意指允許燒氧基 娃燒縮聚并從而用于納米顆粒的氨基娃燒涂覆的任何實(shí)驗(yàn)設(shè)置、實(shí)驗(yàn)條件或反應(yīng)混合物。
[0024] 如實(shí)施例所示，發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明的上下文中，對(duì)于治療腫瘤和其他疾病，與不形成團(tuán) 聚體的磁性燒氧基娃燒涂覆的金屬納米顆粒相比，磁性燒氧基娃燒涂覆的金屬納米顆粒的 團(tuán)聚體可在祀?yún)^(qū)域內(nèi)更好地形成貶庫(kù)，并且較少的納米顆粒損失到循環(huán)中或在祀?yún)^(qū)域外側(cè) 形成貶庫(kù)。"團(tuán)聚"在本文中意指幾個(gè)單獨(dú)的納米顆粒形成納米顆粒的團(tuán)聚體或簇。"團(tuán)聚 體"是指團(tuán)聚的納米顆?；蚣{米顆粒的簇。
[0025] 本發(fā)明的必要步驟是基本在無(wú)有機(jī)溶劑存在下與燒氧基娃燒解育/反應(yīng)。在有機(jī) 溶劑背景下的"基本在無(wú)......存在下"意指可存在痕量的有機(jī)溶劑，優(yōu)選有機(jī)溶劑的量 小于10體積％，更優(yōu)選小于體積5 %，更優(yōu)選小于1體積％，尤其是小于0. 5體積％。例如， 在反應(yīng)期間可產(chǎn)生少量的甲醇，因此在一定程度上可保留在產(chǎn)物中。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案 中，在無(wú)有機(jī)溶劑存在下進(jìn)行涂覆，尤其在沒(méi)有添加的有機(jī)溶劑存在下進(jìn)行涂覆。用于涂覆 反應(yīng)的優(yōu)選溶劑是水。不受任何科學(xué)理論束縛，本發(fā)明人假設(shè)該些反應(yīng)條件導(dǎo)致燒氧基娃 燒的明確但不完全的縮合反應(yīng)，其轉(zhuǎn)化成納米顆粒的團(tuán)聚性質(zhì)。
[0026] 本發(fā)明的方法優(yōu)選在無(wú)己二醇存在下進(jìn)行。己二醇干擾本發(fā)明的涂覆反應(yīng)。此 夕F，如果不是不可能的話，至少非常難W將其從納米顆粒制備物中移除，因?yàn)橥ǔＳ邢鄬?duì) 大量的己二醇仍然與納米顆粒的涂層連接并且由于其1