[发明专利]一种含蛋白质外壳的PHA磁性纳米颗粒及其制备方法和应用

说明书

本发明属于生物医药技术领域，尤其涉及一种含蛋白质外壳的PHA磁性纳米颗粒及其制备方法和应用，该含蛋白质外壳的PHA磁性纳米颗粒的结构为核壳结构，内核为PHA磁性纳米颗粒，外壳为PHA表面结合蛋白，采用标签的融合蛋白；内核通过疏水性磁性成分与PHA类天然生物聚酯在有机溶剂溶液中分散形成油相，再加入到水相溶液中超声乳化形成乳化液，除去有机溶剂后得到；外壳是通过外源重组表达并纯化获取得到。本发明的具有蛋白质外壳的PHA磁性纳米颗粒能被细胞吞噬，实现细胞在磁场中固定和定向运动的能力，可应用于细胞监测、生物识别及临床治疗等领域。

技术领域

本发明属于生物医药技术领域，尤其涉及一种含蛋白质外壳的PHA磁性纳米颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

磁性纳米颗粒（MNPs）是近年来发展迅速且极具应用价值的新型材料，通常由铁、钴、镍等磁性元素组成，因其特有的超顺磁性、生物相容性和靶向性等特性，在现代科学的众多领域如生物医药、磁流体、催化作用、核磁共振成像等应用广泛。由于磁性纳米颗粒能够在磁场下被操纵，可将细胞毒性药物（或者蛋白因子）附着到生物相容性MNPs载体，以胶体悬浮液形式静脉内注射，施加磁场梯度以引导至病理部位和治疗剂的释放，因此成为癌症治疗中最为有效的药物传递系统之一，特别是基于氧化铁纳米颗粒的治疗，是传统化疗、放疗或手术的重要替代方案。

低剂量的磁性纳米材料对不同细胞没有明显的细胞毒性，并且可以抑制肿瘤细胞的活性，但在长时间暴露或使用裸磁性纳米材料时有明显毒性。因此，需对颗粒进行表面涂层。磁性纳米材料经过表面修饰后，解决了颗粒团聚问题，并很大程度上改善了磁性纳米材料的生物相容性、稳定性及生物降解等特性，是目前该领域的研究热点。

磁性纳米颗粒外围通常由一层聚合物涂层作为保护层，目前主要的聚合物有聚乳酸（PLA）、聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)等。这些材料较传统疗法有明显优势，如可通过调节控制载体的药物释放速率，提高药物利用率等。但是有的材料在应用时仍存在诸多不足：如PLA的延展性和冲击性能较差，严重制约了PLA的应用；PLGA存在对亲水性药物包封率较低、靶向性传递效果不佳、对正常细胞毒副作用较强，PCL结晶度不高、降解速度不易控制、含有多个酯基和亲水性差等不足，导致其在临床应用中受到一定的限制。

聚羟基脂肪酸酯（PHA）是一种大量存在于微生物细胞，特别是细菌细胞中的一种高分子聚酯，作为细胞内的碳源和能源物质。PHA因其具有良好的生物相容性、生物可降解性、生物可再生性和材料多变性等优良性能，所以能在化工、农业、生物医学和塑料产业等领域有很大的研究前景。磁性纳米颗粒被PHA包被后改善了其生物相容性，并通过负载药物，可在外加磁场作用下定向移动从而靶向给药，为肿瘤治疗提供新思路。

RGD序列是三肽精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸组成，存在于多种细胞外基质中，RGD肽充当整联蛋白及其配体的识别位点，并能有效促进细胞对生物材料的粘附。近年来，RGD被应用于各种不同的多学科领域中，如药物输送，诊断，治疗学和组织工程学等。由于受体在人体各种组织中的特异性表达以及它们的表达与各种病理生理状况的紧密联系，这些受体成为用于多种疾病诊断和治疗以及各种器官再生的靶向候选物。基于此，各种形式的基于RGD的整合素配体已广泛用于生物医学研究中。

由于RGD肽对活化血小板表面上存在的活化整联蛋白GPIIb-IIIa（αIIbβ3）具有很高的亲和力，因此可以用作靶向配体来特异性递送抗血栓溶解药物。纤连蛋白以及其他ECM蛋白中存在的RGD序列可促进细胞分化和迁移，并被设计用于修饰肽材料。RGD序列已被应用于固定在聚合物表面上以生物活化表面。例如，在骨植入物中，它不仅增加了骨的生长，而且还减少了界面纤维组织。血液中的细胞外基质和粘附蛋白（包括纤维蛋白原，纤连蛋白和胶原蛋白）通常包含RGD序列。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种含蛋白质外壳的PHA磁性纳米颗粒及其制备方法，以应用于医疗领域。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：