专利名称：一种载有难溶性药物的多孔二氧化硅纳米粒子及其制备方法和应用的制作方法大量难溶性药物由于其溶解性差，常常具有毒性高、体内循环时间短等缺点，导致其应用受到很大限制。降低难溶性药物的毒副作用、提高生物利用度对于新药开发具有重要的意义。改善难溶性药物的水溶性是提高其药效、降低其毒副作用的重要策略。目前普遍采用的方法是对难溶性药物进行有机胶束或脂质体包裏，然而这种技术存在ー些重要的缺点，如载体易受生物侵蚀、药物容易泄露等。相比于传统的有机载体(如脂质体粒、胶束、枝状高分子、纳米胶囊、病毒和凝胶纳米粒)，无机多孔ニ氧化硅载体具有良好的热稳定性和耐生物化学侵蚀性，而且还具有可控的孔道结构、高的比表面积和大的孔容，可以装载大量的药物并具有优良的药物缓释行为。因而，如何把有机载体和无机载体结合起来，互补其优缺点，对于开发更高效和安全的药物传输体系具有重要价值。根据病变部位与正常组织的pH值差异，构建纳米药物传输体系用于在病变部位实现pH响应性释放药物，是降低药物的毒副作用和提高药效的一条重要途径。对于消炎和抗癌，构建ー种PH响应性药物释放体系，能够在呈中性或弱碱性的正常组织和血液中完全不释放药物，而仅在酸性的发炎组织和肿瘤部位响应性释放药物，是人们一直以来所追求但仍未实现的。当今大部分纳米药物传输体系最多只能在体外实现pH响应性药物释放,而且响应度不够高、或者在pH 7. 4的条件下容易发生药物泄露。因此，如何实现体内pH响应性药物释放及如何保证在正常的生理条件下不发生药物泄露，是最终实现体内PH响应性智能化释放药物的关键。
本发明的目的是提供ー种具有pH响应性释放药物特性的载有难溶性药物的多孔ニ氧化硅纳米粒子及其制备方法和应用，以克服上述现有技术中的缺陷，实现体内PH响应性药物释放和在正常的生理条件下不发生药物泄露，为降低难溶性药物的毒副作用和提高其药效提供一条重要途径。为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下本发明提供的载有难溶性药物的多孔ニ氧化硅纳米粒子，其特征在干具有无机介孔ニ氧化硅/有机胶束/难溶性药物纳米复合结构，所述的难溶性药物被包裹在无机介孔ニ氧化硅的多孔通道内的有机胶束中。所述的难溶性药物可以是难溶性消炎药(如制霉菌素、环孢菌素、丝裂霉素、正定霉素等)，也可以是难溶性抗癌药(如阿霉素、喜树碱、紫杉醇、顺钼、卡钼、5-氟尿嘧啶坐nJ寸ノ o本发明所述的载有难溶性药物的多孔ニ氧化硅纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤a)使难溶性药物在10 100°C下溶于水溶性表面活性剂中，其中难溶性药物与水溶性表面活性剂的摩尔比为(I 10000) (I 2)，水溶性表面活性剂的浓度控制在其临界胶束浓度之上；b)向体系中加入水解催化剂和硅酸酯，在10 100°C下继续搅拌I 48小时，然后离心，洗涤，干燥；其中硅酸酯与水解催化剂的摩尔比为(1000 : I) (I : 10)，硅酸酯的浓度为0. 05 2mol/L。所述的水溶性表面活性剂可以是阳离子型、阴离子型或非离子型水溶性表面活性齐IJ。所述的阳离子型水溶性表面活性剂优选十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)或全氟丁基磺酰氟(FC-4)。所述的阴离子型水溶性表面活性剂优选十二烷基苯磺酸钠(SDBS)或十二烷基磺酸钠(SDS)。所述的非离子型水溶性表面活性剂优选聚醚多元醇P123、聚こニ醇辛基苯基醚(Triton X-100)、聚氧こ烯山梨醇酐单油酸酯(Tween 80)、こ基苯基聚こニ醇(NonidetP-40)或聚醚类表面活性剂(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)。所述的水解催化剂是根据难溶性药物的耐水解性能而选取，其作用是避免药物被破坏；如果药物耐碱性，则可以使用碱性水解催化剂，包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、四丙基氢氧化铵和三こ醇胺；如果药物耐酸性，则可以使用酸性水解催化剂，包括盐酸、硝酸、硫酸、磷酸和氧氯化锆；如果药物既不耐酸又不耐碱，则可以使用近中性水解催化剂，包括氟化铵和pH = 7的磷酸盐或醋酸盐缓冲溶液。所述的硅酸酯可以选用正硅酸甲酷、正硅酸こ酯或正硅酸丙酷，其中优选正硅酸こ酷。所述的硅酸酯与水解催化剂的摩尔比优选为(10 : I) (I : 10)。因本发明制备的载有难溶性药物的多孔ニ氧化硅纳米粒子具有pH响应性释放药物的特性，即在pH 7. 4的生理条件下药物基本不释放；在pH < 7的酸性条件下能显著性释放药物，并且酸性越强药物释放越快，因此可用于消炎或抗癌药物制剂的制备中，以提高此类难溶性药物的药效、降低其毒副作用，在生物医药领域具有广阔的应用前景。本发明制备的载有难溶性药物的多孔ニ氧化硅纳米粒子的优点在于1)具有良好的单分散性和纳米尺度的可控的粒径(く 500nm) ；2)在合成多孔ニ氧化硅的过程中将难溶性药物原位装载在多孔孔道的表面活性剂胶束的疏水性内核中，合成的纳米粒子具有一种“无机介孔ニ氧化硅/有机胶束/难溶性药物”纳米复合结构，能够显著改善难溶性药物的水溶性；3)具有pH响应性释放药物的特性，即在pH 7. 4的生理条件下药物基本不释放；在pH < 7的酸性条件下能显著性释放药物，并且酸性越强药物释放越快。与传统的药物后担载方法相比，本发明采用了一步原位装载难溶性药物的方法，具有如下优点1)载体合成与药物装载同时进行，能够更显著地提高难溶性药物的装载，药物总体装载率在80%以上，装载量不低于lmg/g，简化了药物装载途径；2)制备的纳米粒子分散性好、悬浮稳定性高，且颗粒尺寸小于500nm并可调节，孔径在2 30nm间可调节；3)无需后续改性即具有pH响应性释放药物的特性；4)制备エ艺简单，可规模化实施。本发明中所述的表面活性剂在《表面活性剂大全》(Michael Ash, Irene Ash著；王绳武，罗惠萍摘译，上海科学技术文献出版社，1988，ISBN号7805132r7TQ423)中均可以查到。图I是本发明所述的载有难溶性药物的多孔ニ氧化硅纳米粒子的结构示意图，图中1为无机介孔ニ氧化硅；2为有机胶束；3为难溶性药物。图2是实施例I制备的载有难溶性药物(喜树碱)的多孔ニ氧化硅纳米粒子的透射电镜照片。图3是实施例I制备的载有难溶性药物(喜树碱)的多孔ニ氧化硅纳米粒子采用动态光散射方法測定的水合粒径分布图。图4是实施例I制备的载有难溶性药物(喜树碱)的多孔ニ氧化硅纳米粒子在不同PH值下的体外药物释放曲线图。图5是实施例I制备的载有难溶性药物(喜树碱)的多孔ニ氧化硅纳米粒子对MCF-7乳腺癌细胞的毒性作用。图6是实施例I制备的载有难溶性药物(喜树碱)的多孔ニ氧化硅纳米粒子对MCF-7/ADR耐药乳腺癌细胞的毒性作用。具体实施方法下面结合实施例对本发明做进ー步详细、完整地说明，但并不限制本发明的内容。本发明提供的载有难溶性药物的多孔ニ氧化硅纳米粒子，具有无机介孔ニ氧化硅/有机胶束/难溶性药物纳米复合结构，所述的难溶性药物3被包裹在无机介孔ニ氧化硅I的多孔通道内的有机胶束2中，其结构示意图见图I所示。所述的难溶性药物可以是难溶性消炎药(如制霉菌素、环孢菌素、丝裂霉素、正定霉素等)，也可以是难溶性抗癌药(如阿霉素、喜树碱、紫杉醇、顺钼、卡钼、5-氟尿嘧啶坐^寸ノ o实施例I将0. 5mmol CTAB和0. 5mmol喜树碱一起加入50mL水中，在80°C温度下搅拌使其完全溶解，然后向体系中加入4mmol氟化铵；30分钟后加入4mmol正硅酸こ酷，继续搅拌I小时后离心，用水洗涤三次。利用紫外吸收光谱仪检测混合溶液反应前后在368nm处的吸光度，根据Beer-Lambert定律计算溶液中喜树碱药物浓度，结合多孔ニ氧化娃纳米粒子的产量计算多孔ニ氧化硅纳米粒子的药物担载量。得到的载喜树碱的多孔ニ氧化硅纳米粒子的药物担载量为I. 5mg/g,平均粒径为IOOnm,具有窄的粒径分布和良好的分散性，如图2和图3所示图2可直观地显示该纳米粒子的多孔结构和良好的单分散性；图3可表明该纳米粒子具有良好的单分散性和悬浮稳定、性。将60mg上述的载有难溶性药物(喜树碱)的多孔ニ氧化硅纳米粒子分别分散在30mL pH = 7.4，6. 5，5和4的缓冲溶液中，在37°C温度下进行体外药物释放实验，药物释放曲线如图4所示，由图4可知喜树碱在pH = 7. 4的缓冲溶液中6天内的累积释放量不超过2% ;而在酸性缓冲溶液中显著释放，随着酸性的增强，药物释放越快，在pH = 4的缓冲溶液中6天内的药物累积释放量可达到30%。由此可见，上述制备的载喜树碱的多孔ニ氧化硅纳米粒子具有很强的pH敏感性药物释放性能。将上述的载喜树碱的多孔ニ氧化硅纳米粒子分别与MCF-7乳腺癌细胞和MCF-7/ADR耐药细胞进行共培养，使用CCK-8试剂盒(可市购得到)检测培养三天后细胞的存活率，如图5和图6所示。在共培养三天后，MCF-7乳腺癌细胞和MCF-7/ADR耐药乳腺癌细胞都具有较低的细胞存活率，表明制备的载喜树碱的多孔ニ氧化硅纳米粒子具有抗癌和逆转肿瘤多药耐药性的作用。
实施例2将0. 5mmol CTAB和0. Immol阿霉素一起加入50mL水中，在60°C温度下搅拌使其完全溶解，然后向体系中加入Smmol氟化铵；30分钟后加入4mmol正硅酸こ酷，继续搅拌2小时后离心，用水洗涤三次。经检测分析得知本实施例制备的载阿霉素的多孔ニ氧化硅纳米粒子的药物担载量为80mg/g，平均粒径为96nm，具有窄的粒径分布和良好的分散性，且具有很强的pH敏感性药物释放性能。实施例3将0. 17mmol P123和0. 05mmol紫杉醇一起加入80mL盐酸溶液中，在35°C温度下搅拌使其完全溶解，然后向体系中加入2mmol氧氯化错和IOmmol正娃酸甲酯,继续搅拌6小时后离心，用水洗涤三次。经检测分析得知本实施例制备的载紫杉醇的多孔ニ氧化硅纳米粒子的药物担载量为32mg/g，平均粒径为300nm，具有窄的粒径分布和良好的分散性，且具有很强的pH敏感性药物释放性能。实施例4将lmmol CTAB和0. 04mmol制霉菌素一起加入IOOmL pH = 7的磷酸盐缓冲溶液(0. 15mol/L)中，在60°C温度下搅拌使其完全溶解,然后向体系中加入7mmol正娃酸こ酷，继续搅拌2小时后离心，用水洗涤三次。经检测分析得知本实施例制备的载制霉菌素的多孔ニ氧化硅纳米粒子的药物担载量为20mg/g，平均粒径为60nm，具有窄的粒径分布和良好的分散性，且具有很强的pH敏感性药物释放性能。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制本发明，尽管參照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。


本发明公开了一种载有难溶性药物的多孔二氧化硅纳米粒子，所述的纳米粒子具有无机介孔二氧化硅/有机胶束/难溶性药物纳米复合结构，难溶性药物被包裹在无机介孔二氧化硅的多孔通道内的有机胶束中。本发明采用一步原位装载难溶性药物的方法，使载体合成与药物装载同时进行，显著地提高了难溶性药物的装载，使药物总体装载率在80％以上，装载量不低于1mg/g，简化了药物装载途径；制备的纳米粒子分散性好、悬浮稳定性高，且颗粒尺寸小于500nm并可调节，孔径在2～30nm间可调节；无需后续改性即具有pH响应性释放药物的特性；制备工艺简单，可规模化实施；可用于消炎或抗癌药物制剂的制备中，在生物医药领域具有广阔的应用前景。