本发明涉及生物医学材料,具体涉及一种针对糖尿病合并结直肠癌的纳米材料的制备方法及应用。
背景技术:
1、全球范围内,结直肠癌是发病率居第三、死亡率居第二的恶性肿瘤,是最常见的消化系统恶性肿瘤。与普通人群相比,2型糖尿病患者合并结直肠癌的危险性较高。与未患糖尿病的患者相比,患有糖尿病的结直肠癌患者全因死亡率更高,是影响结直肠癌预后的一个独立因素。糖尿病合并结直肠癌的分子机制仍未被完全阐明。因此深入了解糖尿病合并结直肠癌其潜在机制并发现有效的治疗靶点和应用特异靶点是实现精准诊疗的基础。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足,本发明提供了一种针对糖尿病合并结直肠癌的纳米材料的制备方法及应用,通过该方法制得具有靶向、降糖、载药、高效的针对糖尿病合并结直肠癌的纳米材料,该纳米材料能够实现精准靶向、安全有效的肿瘤治疗,有效解决了糖尿病合并结直肠癌尚不能实现精准治疗的问题。
2、为实现上述目的,本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种针对糖尿病合并结直肠癌的纳米材料的制备方法,包括以下步骤:
3、s1、将十六烷二醇和乙酰丙酮铂共溶于二苄醚,于氮气保护下加热,然后加入油酸和油胺保温,得混合溶液一;
4、s2、向步骤s1所得混合溶液一中加入油酸、油胺和二壬羰基铁,继续升温,回流后冷却至室温并洗涤,得疏水性超小铁铂纳米合金;
5、s3、将步骤s2所得疏水性超小铁铂纳米合金分散于正己烷溶液中,得混合溶液二,然后加入四氟硼亚硝的n,n二甲基酰胺溶液,振荡直至液面出现两相层,去掉上层溶液,再加入二巯基丁酸,振荡后洗涤并离心,得亲水性超小铁铂纳米合金;
6、s4、将血小板衍生生长因子b链环肽溶于二甲基亚砜,然后加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐)和n-羟基琥珀酰亚胺搅拌,再加入含氨基的聚乙二醇继续搅拌,除去杂质,得聚乙二醇修饰的血小板衍生生长因子b链;
7、s5、将高三尖杉酯碱、大豆卵磷脂、胆固醇、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺和步骤s4所得聚乙二醇修饰的血小板衍生生长因子b链溶于氯仿,旋蒸后除去有机溶剂,得血小板衍生生长因子b链靶向的脂质体膜;
8、s6、将葡萄糖氧化酶和步骤s3所得亲水性超小铁铂纳米合金溶于去离子水,得混合溶液三,然后将混合溶液三加入步骤s5所得血小板衍生生长因子b链靶向的脂质体膜中,水浴超声后,得纳米脂质体初液,将溶液挤出,冷冻干燥,得纳米材料(pdgfb-lfphg)。
9、进一步,步骤s1中,十六烷二醇、乙酰丙酮铂、二苄醚、油酸和油胺的质量体积比为0.1-0.3g:0.05-0.15g:10-30ml:150-200μl:150-200μl。
10、进一步,十六烷二醇、乙酰丙酮铂、二苄醚、油酸和油胺的质量体积比为0.2g:0.1g:20ml:170μl:170μl。
11、进一步,加热至90-110℃。
12、进一步,加热至100℃。
13、进一步,保温25-35min。
14、进一步,保温30min。
15、进一步,步骤s2中,二壬羰基铁、油酸和油胺的质量体积比为0.2-0.5g:450-550μl:450-550μl。
16、进一步,二壬羰基铁、油酸和油胺的质量体积比为0.3g:500μl:500μl。
17、进一步,升温至200-300℃。
18、进一步,升温至260℃。
19、进一步,回流2.5-3.5h。
20、进一步,回流3h。
21、进一步,使用乙醇和正己烷的混合溶液洗涤。
22、进一步,乙醇和正己烷的体积比为5-15:5-15。
23、进一步,乙醇和正己烷的体积比为10:10。
24、进一步,步骤s3中,二巯基丁酸、正己烷和四氟硼亚硝的n,n二甲基酰胺的质量体积比为0.02-0.04g:5-15ml:3-7ml。
25、进一步,二巯基丁酸、正己烷和四氟硼亚硝的n,n二甲基酰胺的质量体积比为0.03g:10ml:5ml。
26、进一步,疏水性超小铁铂纳米合金在混合溶液二中的浓度为0.1-0.2mg/ml。
27、进一步,疏水性超小铁铂纳米合金在混合溶液二中的浓度为0.1mg/ml。
28、进一步,四氟硼亚硝的n,n二甲基酰胺的浓度为0.5-1.5mg/ml。
29、进一步,四氟硼亚硝的n,n二甲基酰胺的浓度为1mg/ml。
30、进一步,于150-200r/min下振荡45-55min后用去离子水和乙醇的混合液洗涤2-4次并于12000-16000r/min离心。
31、进一步,于170r/min下振荡50min后用去离子水和乙醇的混合液洗涤3次并于14000r/min离心。
32、进一步,去离子水和乙醇的体积比为5-15:5-15。
33、进一步,离子水和乙醇的体积比为10:10。
34、进一步,步骤s4中,血小板衍生生长因子b链环肽、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、n-羟基琥珀酰亚胺搅拌、含氨基的聚乙二醇和二甲基亚砜的质量体积比为4-6mg:40-60mg:40-60mg:15-25mg:4-6ml。
35、进一步,血小板衍生生长因子b链环肽、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、n-羟基琥珀酰亚胺搅拌、含氨基的聚乙二醇和二甲基亚砜的质量体积比为5mg:50mg:50mg:20mg:5ml。
36、进一步,于室温下磁力搅拌1-3h,再于室温下继续搅拌5-7h。
37、进一步,于室温下磁力搅拌2h,再于室温下继续搅拌6h。
38、进一步,步骤s5中,高三尖杉酯碱、大豆卵磷脂、胆固醇、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺、聚乙二醇修饰的血小板衍生生长因子b链和氯仿的质量体积比为0.5-1.5mg:20-30mg:2-6mg:3-7mg:5-15mg:10-20ml。
39、进一步,高三尖杉酯碱、大豆卵磷脂、胆固醇、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺、聚乙二醇修饰的血小板衍生生长因子b链和氯仿的质量体积比为1mg:25mg:4mg:5mg:10mg:15ml。
40、进一步,于35-45℃,100-150r/min条件下,利用旋转蒸发仪进行旋蒸。
41、进一步,于40℃,120r/min条件下,利用旋转蒸发仪进行旋蒸。
42、进一步,步骤s6中,葡萄糖氧化酶、亲水性超小铁铂纳米合金、去离子水与步骤s5中氯仿的质量体积比为2-4mg:5-15mg:5-15ml:10-20ml。
43、进一步,葡萄糖氧化酶、亲水性超小铁铂纳米合金、去离子水与步骤s5中氯仿的质量体积比为3mg:10mg:10ml:15ml。
44、进一步,于35-45℃下超声25-35min。
45、进一步,于40℃下超声30min。
46、进一步,将溶液利用挤出器挤出。
47、进一步,纳米材料于4℃下保存。
48、采用上述针对糖尿病合并结直肠癌的纳米材料的制备方法制得的纳米材料。
49、上述纳米材料在制备治疗糖尿病合并结直肠癌药物中的应用。
50、综上所述,本发明具有以下有益效果:
51、1、本发明利用蛋白质组学技术发现糖尿病合并结直肠癌的特异靶点-氨基酰trna合成酶:aars、tars、vars、tars,根据靶点特点寻找敏感药物:高三尖杉酯碱,通过高温热降解方法合成超小fept纳米合金调节促进肿瘤糖酵解过程,调控血糖,利用薄膜水化技术制备血小板衍生生长因子b链(platelet-derived growth factor b,pdgfb)偶联的脂质体(pdgfb-liposome)包载超小性铁铂纳米合金(fept合金)、高三尖杉酯碱(homoharringtonine,hht)和葡萄糖氧化酶(glucose oxidase,gox),制备具有靶向、降糖、载药、高效的针对糖尿病合并结直肠癌的纳米材料(pdgfb-lfphg)。本发明通过纳米技术将靶向氨基酰trna合成酶的药物高三尖杉酯碱与具有降糖作用的葡萄糖氧化酶集成于一体,构建出具有降糖、协同抗肿瘤作用的纳米材料pdgfb-lfphg。纳米材料pdgfb-lfphg在糖尿病合并结直肠癌模型展示了较强的抗肿瘤活性,对糖尿病合并结直肠癌小鼠肿瘤抑制率高达78.46%,为该类t2dm型癌症患者的精准治疗提供了一种可行的方案。
52、2、通过本发明提供的方法制得的纳米材料pdgfb-lfphg可用于t2dm型糖尿病合并肿瘤的治疗,其主要优势在于具备强烈的协同增益的抗肿瘤作用,具体协同功效如下:血小板衍生生长因子b链环肽可靶向递送纳米材料到结直肠癌肿瘤部位,响应肿瘤微环境释放出葡萄糖氧化酶、高三尖杉酯碱和铁铂纳米合金。随后,释放的葡萄糖氧化酶消耗高血糖微环境的葡萄糖,并产生大量的过氧化氢;亲水性超小铁铂纳米合金可催化芬顿反应,生成大量的细胞毒性羟基自由基,诱导癌细胞死亡;此外,铁铂纳米合金还可调控癌细胞糖酵解过程,消耗癌细胞内葡糖糖,与释放的敏感药物高三尖杉酯碱协同高效杀灭肿瘤细胞,实现了针对糖尿病合并结直肠癌的协同增效个性化治疗。
1.针对糖尿病合并结直肠癌的纳米材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的针对糖尿病合并结直肠癌的纳米材料的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述十六烷二醇、乙酰丙酮铂、二苄醚、油酸和油胺的质量体积比为0.1-0.3g:0.05-0.15g:10-30ml:150-200μl:150-200μl。
3.如权利要求1所述的针对糖尿病合并结直肠癌的纳米材料的制备方法,其特征在于,步骤s2中,所述二壬羰基铁、油酸和油胺的质量体积比为0.2-0.5g:450-550μl:450-550μl。
4.如权利要求1所述的针对糖尿病合并结直肠癌的纳米材料的制备方法,其特征在于,步骤s3中,所述二巯基丁酸、正己烷和四氟硼亚硝的n,n二甲基酰胺的质量体积比为0.02-0.04g:5-15ml:3-7ml。
5.如权利要求1所述的针对糖尿病合并结直肠癌的纳米材料的制备方法,其特征在于,步骤s3中,所述疏水性超小铁铂纳米合金在混合溶液二中的浓度为0.1-0.2mg/ml,所述四氟硼亚硝的n,n二甲基酰胺的浓度为0.5-1.5mg/ml。
6.如权利要求1所述的针对糖尿病合并结直肠癌的纳米材料的制备方法,其特征在于,步骤s4中,所述血小板衍生生长因子b链环肽、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、n-羟基琥珀酰亚胺搅拌、含氨基的聚乙二醇和二甲基亚砜的质量体积比为4-6mg:40-60mg:40-60mg:15-25mg:4-6ml。
7.如权利要求1所述的针对糖尿病合并结直肠癌的纳米材料的制备方法,其特征在于,步骤s5中,所述高三尖杉酯碱、大豆卵磷脂、胆固醇、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺、聚乙二醇修饰的血小板衍生生长因子b链和氯仿的质量体积比为0.5-1.5mg:20-30mg:2-6mg:3-7mg:5-15mg:10-20ml。
8.如权利要求1所述的针对糖尿病合并结直肠癌的纳米材料的制备方法,其特征在于,步骤s6中,所述葡萄糖氧化酶、亲水性超小铁铂纳米合金、去离子水与步骤s5中氯仿的质量体积比为2-4mg:5-15mg:5-15ml:10-20ml。
9.采用权利要求1-8任一项所述的针对糖尿病合并结直肠癌的纳米材料的制备方法制得的纳米材料。
10.权利要求9所述的纳米材料在制备治疗糖尿病合并结直肠癌药物中的应用。