本發(fā)明涉及一種用于光動(dòng)力-免疫治療的柔性納米材料的制備方法,還涉及上述方法制得的柔性納米材料在制備抗腫瘤藥物方面的應(yīng)用。
背景技術(shù):
1、惡性腫瘤的治療在全球范圍內(nèi)依然面臨著巨大的挑戰(zhàn),盡管現(xiàn)有的治療方法(如手術(shù)、放療和化療)已取得了一定的進(jìn)展,但患者的預(yù)后仍不理想。近年來,免疫治療作為一種新興的治療手段,展示出了顯著的潛力。通過調(diào)動(dòng)患者自身的免疫系統(tǒng),免疫治療能夠識(shí)別并攻擊腫瘤細(xì)胞,從而提供一種更具靶向性和持久性的抗癌效果。然而,免疫治療在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨著多種挑戰(zhàn),如免疫逃逸、低應(yīng)答率以及治療相關(guān)的毒副作用等問題。與此同時(shí),光動(dòng)力療法因其通過光激活光敏劑產(chǎn)生活性氧物質(zhì),能夠直接殺傷腫瘤細(xì)胞,且對(duì)周圍正常組織的損傷較小,近年來逐漸成為一種有前景的腫瘤治療手段。由于光動(dòng)力療法和免疫治療在機(jī)制上的互補(bǔ)性,光動(dòng)力-免疫治療逐漸被視為一種具有希望的綜合腫瘤治療策略。
2、然而,光動(dòng)力-免疫治療的實(shí)際效果在很大程度上受限于腫瘤內(nèi)的乏氧環(huán)境和高乳酸微環(huán)境。這種復(fù)雜的微環(huán)境不僅顯著削弱了光動(dòng)力療法產(chǎn)生活性氧物質(zhì)的效率,還對(duì)免疫細(xì)胞的活性產(chǎn)生抑制作用,從而降低治療的總體效果。目前許多研究在嘗試通過不同策略來改善腫瘤內(nèi)的乏氧和高乳酸微環(huán)境,然而,這些方法往往存在幾個(gè)關(guān)鍵問題,包括作用單一、氧氣釋放量不足、乳酸清除效率低、靶向性不足以及缺乏穩(wěn)定性等,導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用中療效有限。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、發(fā)明目的:本發(fā)明目的旨在提供一種用于光動(dòng)力-免疫治療的柔性納米材料的制備方法,該方法制得的柔性納米材料能夠同時(shí)改善腫瘤細(xì)胞內(nèi)的乏氧和高乳酸微環(huán)境,從而有效增強(qiáng)腫瘤的光動(dòng)力-免疫治療的療效;本發(fā)明另一目的旨在提供上述方法制得的柔性納米材料在制備抗腫瘤藥物方面的應(yīng)用。
2、技術(shù)方案:本發(fā)明所述的用于光動(dòng)力-免疫治療的柔性納米材料的制備方法,包括如下步驟:
3、(1)將msns(介孔二氧化硅納米粒子)、聚乙烯亞胺與去離子水混合,充分搖勻后靜置;靜置后將混合物離心,然后清洗離心后的固體物,得到msns-pei粒子;
4、(2)將msns-pei粒子超聲分散在去離子水中,然后往其中加入戊二醛,充分?jǐn)嚢韬蟮玫絤sns-pei-ga的水溶液;
5、(3)往步驟(2)msns-pei-ga的水溶液中依次加入hsa(人血清白蛋白)、活化的cat(過氧化氫酶)和活化的lox(乳酸氧化酶),在搖床上充分混合,得到在msns上包裹有hsa、cat和lox的納米粒子(呈核殼結(jié)構(gòu));
6、(4)將步驟(3)的納米粒子加入到氫氟酸中,充分混合,然后快速離心,離心后的固體物用去離子水洗滌,洗滌后得到柔性hsa/cat/lox納米膠囊;這些納米膠囊在刻蝕掉二氧化硅核心后,形成了空心結(jié)構(gòu),保留了hsa、cat和lox的包裹殼層,使其具備更好的柔性和生物相容性;
7、(5)將柔性hsa/cat/lox納米膠囊分散在去離子水中,將活化后的光敏劑ir808溶液加入到柔性hsa/cat/lox納米膠囊的懸浮液中,在搖床上充分?jǐn)嚢?,以確保光敏劑的有效連接,得到連接有光敏劑的hsa/cat/lox納米膠囊。
8、聚乙烯亞胺(pei)利用其陽離子特性與帶負(fù)電的二氧化硅納米粒子(msns)通過表面靜電吸附,形成一個(gè)初步的修飾層;隨后,戊二醛(ga)通過其醛基與pei的氨基發(fā)生縮合反應(yīng),進(jìn)一步交聯(lián)和修飾納米粒子表面,增強(qiáng)其穩(wěn)定性和生物相容性;在后續(xù)修飾中,hsa、cat、lox與ga連接,通過氨基與羧基的縮合反應(yīng),形成呈核殼結(jié)構(gòu)的納米球。
9、其中,步驟(1)中,msns(介孔二氧化硅納米粒子)與聚乙烯亞胺的混合質(zhì)量比為2:1。
10、其中,步驟(3)中,cat采用如下方法活化,具體為:將cat溶解在二甲基亞砜(dmf)中,然后往其中再加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺(edc)和n-羥基琥珀酰亞胺(nhs),在搖床上充分混合即可。
11、其中,步驟(3)中,lox采用如下方法活化,具體為:將lox溶解在二甲基亞砜中,然后往其中再加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺和n-羥基琥珀酰亞胺,在搖床上充分混合即可。
12、其中,步驟(3)中,hsa、cat、lox的加入質(zhì)量比為10:2:1。
13、其中,步驟(3)中,msns-pei-ga與hsa的加入質(zhì)量比為1:1。
14、其中,步驟(4)中,hf的體積分?jǐn)?shù)為0.5%(v/v),這個(gè)是50倍稀釋的最終濃度。
15、其中,步驟(5)中,光敏劑ir808采用如下方法活化,具體為:將光敏劑ir808溶解在二甲基亞砜中,然后往其中再加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺和n-羥基琥珀酰亞胺,在黑暗條件下于搖床上充分混合即可,以防止光敏劑降解。edc、nhs活化的是光敏劑ir808的羧基官能團(tuán);光敏劑ir808和hsa、cat、lox是通過酰胺反應(yīng)最終鏈接的。
16、其中,步驟(5)中,活化后光敏劑ir808與柔性hsa/cat/lox納米膠囊的加入質(zhì)量比為1:10。柔性hsa/cat/lox納米膠囊呈柔性,具有大的比表面積,能夠負(fù)載更多的光敏劑ir808。
17、上述制備方法制得的光動(dòng)力-免疫治療的柔性納米材料在制備抗腫瘤藥物中的應(yīng)用。
18、人血清白蛋白可以與細(xì)胞上的gp60受體結(jié)合,促進(jìn)本發(fā)明的柔性納米粒子穿過內(nèi)皮細(xì)胞屏障,增加其在腫瘤部位的積累。這一過程不僅能提高藥物在腫瘤中的靶向遞送效率,還能延長藥物的循環(huán)時(shí)間,提升整體治療效果。利用柔性納米材料結(jié)構(gòu):柔性納米材料由于其獨(dú)特的物理性質(zhì)(柔性以及楊氏模量低,從而更易進(jìn)入細(xì)胞),可以提供更高的細(xì)胞攝取效率,從而不僅能提高藥物在腫瘤部位的富集和滲透能力,還能顯著提高治療效果,同時(shí)減少副作用。
19、針對(duì)腫瘤細(xì)胞微環(huán)境中的乏氧和高乳酸特征,本發(fā)明制得的柔性納米材料能夠靶向調(diào)控腫瘤微環(huán)境,該柔性納米材料將人血清白蛋白(hsa)、過氧化氫酶(cat)和乳酸氧化酶(lox)包裹在柔性載體中,實(shí)現(xiàn)在腫瘤微環(huán)境中有效緩解乏氧狀態(tài)并降低乳酸濃度的雙重調(diào)控,cat通過將過氧化氫轉(zhuǎn)化為氧氣,顯著改善腫瘤細(xì)胞內(nèi)的乏氧微環(huán)境,而lox通過氧化乳酸生成額外的過氧化氫,進(jìn)一步增強(qiáng)cat的效能,形成酶聯(lián)級(jí)別的放大反應(yīng),進(jìn)而激活免疫系統(tǒng),促進(jìn)巨噬細(xì)胞m1極化,樹突狀細(xì)胞成熟,從而顯著提高光動(dòng)力-免疫治療的效果。本發(fā)明柔性納米材料能夠?qū)崿F(xiàn)酶聯(lián)級(jí)別放大作用,可使cat性能顯著增強(qiáng),產(chǎn)生穩(wěn)定足量氧氣,而光動(dòng)力-免疫治療依靠氧氣,光動(dòng)力免疫治療通過產(chǎn)生活性氧和誘導(dǎo)免疫原性細(xì)胞死亡來改善腫瘤免疫抑制微環(huán)境,可顯著增強(qiáng)腫瘤特異性免疫反應(yīng)。
20、有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下顯著的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明方法制得的柔性納米材料具有高效的腫瘤靶向性、穩(wěn)定的形貌以及良好的酶催化活性,本發(fā)明柔性納米材料能夠?qū)崿F(xiàn)酶聯(lián)級(jí)別放大作用,本發(fā)明通過酶聯(lián)級(jí)別放大作用,能夠在腫瘤細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定足量氧氣,從而有效改善腫瘤細(xì)胞內(nèi)乏氧和高乳酸的微環(huán)境,進(jìn)而一方面提高光動(dòng)力療法產(chǎn)生活性氧物質(zhì)的效率,通過活性氧物質(zhì)直接殺死腫瘤細(xì)胞;另一方面能夠提高免疫細(xì)胞的活性,協(xié)同光動(dòng)力免疫治療誘導(dǎo)免疫原性細(xì)胞死亡來激活免疫系統(tǒng),促進(jìn)巨噬細(xì)胞m1極化,樹突狀細(xì)胞成熟,達(dá)到顯著提高光動(dòng)力-免疫治療效果的目的。