[go: up one dir, main page]

RU2657835C1 - Method for producing a system for delivering an anticancer agent to tumor cells - Google Patents

Method for producing a system for delivering an anticancer agent to tumor cells Download PDF

Info

Publication number
RU2657835C1
RU2657835C1 RU2017141376A RU2017141376A RU2657835C1 RU 2657835 C1 RU2657835 C1 RU 2657835C1 RU 2017141376 A RU2017141376 A RU 2017141376A RU 2017141376 A RU2017141376 A RU 2017141376A RU 2657835 C1 RU2657835 C1 RU 2657835C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nanoparticles
mixture
modified
solution
inert gas
Prior art date
Application number
RU2017141376A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Мария Владимировна Ефремова
Анастасия Сергеевна Гаранина
Максим Артемович Абакумов
Александр Георгиевич Мажуга
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Priority to RU2017141376A priority Critical patent/RU2657835C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2657835C1 publication Critical patent/RU2657835C1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/7028Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages
    • A61K31/7034Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages attached to a carbocyclic compound, e.g. phloridzin
    • A61K31/704Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages attached to a carbocyclic compound, e.g. phloridzin attached to a condensed carbocyclic ring system, e.g. sennosides, thiocolchicosides, escin, daunorubicin
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/06Aluminium, calcium or magnesium; Compounds thereof, e.g. clay
    • A61K33/08Oxides; Hydroxides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B1/00Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: pharmaceuticals.
SUBSTANCE: invention relates to chemical-pharmaceutical industry and is a method for producing a system for delivering an anticancer agent to tumor cells, comprising mixing, in the presence of water, polymer-modified magnetite nanoparticles epitaxially grown on gold nanoparticles, with an organic compound chemically binding to nanoparticles and ensuring the selective penetration of nanoparticles into tumor cells, and an aqueous solution of the anticancer agent, followed by separation of the obtained nanoparticles modified by centrifugation, characterized in that polymer-modified nanoparticles are nanoparticles, obtained by heating to 120 °C in an inert gas atmosphere while stirring a mixture of diphenyl ether, oleic acid, oleylamine and 1,2-hexadecanediol, introducing iron pentacarbonyl into the mixture, maintaining the resultant mixture, followed by the introduction of a solution containing a mixture of aurichlorohydric acid trihydrate and oleylamine in diphenyl ether, pre-aged in an inert gas atmosphere, reheating of the mixture in an inert gas atmosphere from 120 °C to 250–260 °C, maintaining the mixture at 250–260 °C for 25–30 minutes and cooling to room temperature, carried out an inert gas atmosphere, maintaining the mixture at room temperature in the presence of air, adding a monohydric alcohol to the mixture and separating the magnetite nanoparticles by centrifugation, followed by treatment with a solution of a polymer selected from the group consisting of a triblock copolymer consisting of a central block of polypropylene glycol with a polymerization degree of 56 and two polyethylene glycol end blocks with a polymerization degree of 101 each, 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[carboxy(polyethylene glycol) – 2000] and a triblock copolymer consisting of a central block of polypropylene glycol with a polymerization degree of 30 and two end blocks of polyethylene glycol having a polymerization degree of 78 each, in an organic solvent, then by ultrasound, followed by solvent removal, water injection, ultrasound retreatment and separation of the modified nanoparticles by centrifugation, doxorubicin is used as an anticancer agent, as an organic compound providing the selective penetration of nanoparticles into human benign hyperplastic prostate cells, low molecular weight ligand of the prostatic specific membrane antigen is used, wherein the nanoparticles are first treated with a solution of doxorubicin, then with a solution of a low molecular weight ligand of the prostatic specific membrane antigen.
EFFECT: invention provides increased cytotoxicity of the system for delivering an anticancer agent to human adenocarcinoma cells.
1 cl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области бионанотехнологии и касается способа получения системы для доставки противоопухолевого препарата в клетки злокачественных опухолей человека и может быть использовано для адресной доставки лекарств.The invention relates to the field of bionanotechnology and relates to a method for producing a system for delivering an antitumor drug to human malignant tumor cells and can be used for targeted drug delivery.

Известен способ получения системы для доставки противоопухолевого препарата - доксорубицина в клетки опухоли, включающий диспергирование 5 мг наночастиц магнетита диаметром 10-15 нанометров (нм), покрытых поливиниловым спиртом, в 5 мл водного раствора доксорубицина с концентрацией 0,1 мг/мл с последующими перемешиванием на ротационном шейкере при 37°С в течение 26 ч, магнитной декантацией модифицированных наночастиц и их ресуспендированием в воде (Kayal S., Ramanujan R.V. Doxorubicin loaded PVA coated iron oxide nanoparticles for targeted drug delivery// Materials Science and Engineering: C, 2010. V. 30(3), P. 484-490). Данный способ имеет такие признаки, совпадающие с существенными признаками предлагаемого технического решения, как использование наночастиц магнетита, покрытых полимерной оболочкой, и обработка модифицированных наночастиц водным раствором доксорубицина.A known method of obtaining a system for delivering an antitumor drug - doxorubicin to tumor cells, comprising dispersing 5 mg of magnetite nanoparticles with a diameter of 10-15 nanometers (nm) coated with polyvinyl alcohol in 5 ml of an aqueous solution of doxorubicin with a concentration of 0.1 mg / ml, followed by stirring on a rotary shaker at 37 ° C for 26 h, magnetic decantation of modified nanoparticles and their resuspension in water (Kayal S., Ramanujan RV Doxorubicin loaded PVA coated iron oxide nanoparticles for targeted drug delivery // Materials Science and Engineering: C, 2010. V. 30 (3), P. 484-490). This method has such features that coincide with the essential features of the proposed technical solution, such as the use of magnetite nanoparticles coated with a polymer shell, and the treatment of modified nanoparticles with an aqueous solution of doxorubicin.

Известен способ получения системы для доставки противоопухолевого препарата - паклитакселя в клетки опухоли, включающий диспергирование в 10 мл воды при помощи обработки ультразвуком в течение 1 мин 100 мг наночастиц магнетита размером 140 нм, покрытых глицерил-моноолеатом, добавление в полученную дисперсию по каплям раствора паклитакселя в ацетонитриле с концентрацией 10 мг/мл, перемешивание дисперсии на магнитной мешалке в течение ночи и отделение наночастиц путем трехкратного центрифугирования при скорости вращения ротора центрифуги 13800 об./мин в течение 10 мин с последующим ресуспендированием модифицированных наночастиц в воде (Dilnawaz F., Singh A., Mohanty С.et al. Dual drug loaded superparamagnetic iron oxide nanoparticles for targeted cancer therapy// Biomaterials, 2010. V. 31(13), P. 3694-3706). Данный способ имеет такие признаки, совпадающие с существенными признаками предлагаемого технического решения, как обработка наночастиц магнетита вначале раствором полимера, затем ультразвуком и отделение модифицированных лекарством наночастиц путем центрифугирования с последующим их ресуспендированием в воде.A known method of obtaining a system for delivering an antitumor drug - paclitaxel to tumor cells, including dispersion in 10 ml of water by ultrasonic treatment for 1 min with 100 mg of 140 nm magnetite nanoparticles coated with glyceryl monooleate, adding paclitaxel solution dropwise to the resulting dispersion acetonitrile with a concentration of 10 mg / ml, stirring the dispersion on a magnetic stirrer overnight and separating the nanoparticles by centrifugation three times at a centrifuge rotor speed of 138 00 rpm for 10 min followed by resuspension of the modified nanoparticles in water (Dilnawaz F., Singh A., Mohanty C. et al. Dual drug loaded superparamagnetic iron oxide nanoparticles for targeted cancer therapy // Biomaterials, 2010. V. 31 (13), P. 3694-3706). This method has such features that coincide with the essential features of the proposed technical solution, such as treatment of magnetite nanoparticles with a polymer solution first, then with ultrasound and separation of drug-modified nanoparticles by centrifugation followed by their resuspension in water.

Наиболее близким к заявляемому является известный способ получения системы для доставки противоопухолевого препарата в клетки опухоли, включающий смешение в присутствии воды модифицированных полимером (конъюгатом дофамина и полиэтиленгликоля с концевой карбоксильной группой) наночастиц магнетита со средним диаметром 18 нм, эпитаксиально выращенных на наночастицах золота, с водным раствором смеси 1-этил-3-(3-диметиламинопропил) карбодиимида и N-гидроксисульфосукцинимида, перемешивание полученной суспензии, отделение избытка 1-этил-3-(3-диметиламинопропил) карбодиимида и N-гидроксисульфосукцинимида на хроматографической колонке PD-10, промытой PBS-буфером, смешение суспензии с органическим соединением (производным герцептина), химически связывающимся с наночастицами и обеспечивающим селективное проникновение наночастиц во внутриклеточное пространство клеток аденокарциномы молочной железы человека, отделение модифицированных наночастиц центрифугированием с последующим добавлением водного раствора органического лиганда, связывающего противоопухолевый препарат -производное цисплатина, перемешиванием смеси, удалением избытка лиганда на хроматографической колонке PD-10, смешением с водным раствором производного цисплатина, перемешиванием полученной смеси в темноте в течение ночи и последующим отделением полученных модифицированных наночастиц центрифугированием и хроматографированием на колонке PD-10 (Xu С, Wang В., Sun S. Dumbbell-like Au-Fe3O4 Nanoparticles for Target-Specific Platin Delivery// J. Am. Chem. Soc. 2009. V. 131, P. 4216-4217 - прототип).Closest to the claimed is a known method of obtaining a system for delivering an antitumor drug to tumor cells, comprising mixing in the presence of water polymer-modified (conjugate of dopamine and polyethylene glycol with a terminal carboxyl group) magnetite nanoparticles with an average diameter of 18 nm, epitaxially grown on gold nanoparticles, with water a solution of a mixture of 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide and N-hydroxysulfosuccinimide, stirring the resulting suspension, separating the excess 1-ethyl-3- (3-d imethylaminopropyl) carbodiimide and N-hydroxysulfosuccinimide on a PD-10 chromatographic column washed with a PBS buffer, mixing the suspension with an organic compound (herceptin derivative) that chemically binds to the nanoparticles and ensures selective penetration of the nanoparticles into the intracellular space of the cells of the modified human breast adenocarcinoma, separation by centrifugation followed by the addition of an aqueous solution of an organic ligand that binds the anticancer drug cisplatin derivative by stirring the mixture, removing excess ligand on a PD-10 chromatographic column, mixing with an aqueous solution of the cisplatin derivative, stirring the resulting mixture in the dark overnight, and then separating the obtained modified nanoparticles by centrifugation and chromatography on a PD-10 column (Xu C, Wang B., Sun S. Dumbbell-like Au-Fe 3 O 4 Nanoparticles for Target-Specific Platin Delivery // J. Am. Chem. Soc. 2009. V. 131, P. 4216-4217 - prototype).

Данный способ имеет такие признаки, совпадающие с существенными признаками предлагаемого технического решения, как смешение в присутствии воды модифицированных полимером наночастиц магнетита, эпитаксиально выращенных на наночастицах золота, с органическим соединением, химически связывающимся с наночастицами и обеспечивающим селективное проникновение наночастиц во внутриклеточное пространство клеток аденокарциномы человека, и водным раствором противоопухолевого препарата с последующим отделением полученных модифицированных наночастиц центрифугированием.This method has such features that coincide with the essential features of the proposed technical solution, such as mixing, in the presence of water, polymer-modified magnetite nanoparticles grown epitaxially on gold nanoparticles with an organic compound chemically binding to the nanoparticles and providing selective penetration of the nanoparticles into the intracellular space of human adenocarcinoma cells, and an aqueous solution of an antitumor drug, followed by separation of the obtained modified on nanoparticles by centrifugation.

Недостатками известного способа являются его сложность и многостадийность, а также то, что описанная в нем система дает возможность доставки в клетки аденокарциномы (опухоли эпителиально-железистых тканей) человека относительно небольшого количества противоопухолевого препарата (17,8% от массы не всей наночастицы, а только от массы наночастицы золота, на которой эпитаксиально была выращена наночастица магнетита) и то, что цитотоксичность системы (концентрация полумаксимального ингибирования IC50, при которой погибает 50% клеток опухоли) недостаточно высока (1,76 мкг препарата/ мл культуральной среды). Если осуществить пересчет количества введенного противоопухолевого препарата на массу всей наночастицы магнетита, эпитаксиально выращенной на наночастице золота, то оно окажется существенно более низким, чем указанные выше 17,8%.The disadvantages of this method are its complexity and multi-stage, as well as the fact that the system described in it makes it possible to deliver a relatively small amount of an antitumor drug (17.8% of the mass of the whole nanoparticle, but only from the mass of the gold nanoparticle on which magnetite nanoparticle was grown epitaxially) and the fact that the cytotoxicity of the system (the concentration of half-maximum inhibition of IC 50 , in which 50% of the tumor cells die) quite high (1.76 μg of the preparation / ml of culture medium). If we recalculate the amount of the administered antitumor drug by the mass of the entire magnetite nanoparticle grown epitaxially on the gold nanoparticle, then it will be significantly lower than the above 17.8%.

Задача изобретения заключается в разработке способа получения системы для доставки противоопухолевого препарата в клетки опухоли, лишенного вышеуказанных недостатков.The objective of the invention is to develop a method for producing a system for delivering an antitumor drug to tumor cells, devoid of the above disadvantages.

Технический результат изобретения заключается в повышении цитотоксичности системы для доставки в клетки аденокарциномы человека противоопухолевого препарата.The technical result of the invention is to increase the cytotoxicity of the system for delivery of antitumor drug to human adenocarcinoma cells.

Предварительно были проведены эксперименты с различными наночастицами магнетита, эпитаксиально выращенными на наночастицах золота, различными органическими соединениями, химически связывающимися с наночастицами и обеспечивающими селективное проникновение наночастиц внутрь опухолевых клеток, и различными противоопухолевыми препаратами, которые показали, что указанный технический результат достигается в том случае, когда в способе получения системы для доставки противоопухолевого препарата в клетки опухоли, включающим смешение в присутствии воды модифицированных полимером наночастиц магнетита, эпитаксиально выращенных на наночастицах золота, с органическим соединением, химически связывающимся с наночастицами и обеспечивающим селективное проникновение наночастиц внутрь клеток опухоли, и водным раствором противоопухолевого препарата с последующим отделением полученных модифицированных наночастиц центрифугированием, в качестве модифицированных полимером наночастиц используют наночастицы, полученные путем нагрева до 120°С в атмосфере инертного газа при перемешивании смеси дифенилового эфира, олеиновой кислоты, олеиламина и 1,2-гексадекандиола, введения в смесь пентакарбонила железа, выдерживания полученной смеси с последующим введением раствора, содержащего смесь тригидрата золотохлористоводородной кислоты и олеиламина в дифениловом эфире, предварительно выдержанного в атмосфере инертного газа, повторного нагрева смеси в атмосфере инертного газа от 120°С до 250°-260°С, выдерживания смеси при 250°-260°С в течение 25-30 мин и ее охлаждения до комнатной температуры, проводимыми в атмосфере инертного газа, выдерживания смеси при комнатной температуре в присутствии воздуха, добавления в смесь одноатомного спирта и отделения наночастиц магнетита центрифугированием, с последующей их обработкой раствором полимера, выбранного из группы, включающей триблок-сополимер, состоящий из центрального блока полипропиленгликоля со степенью полимеризации 56 и двух концевых блоков полиэтиленгликоля со степенью полимеризации 101 каждый (полоксамер 407), 1,2-дистеароил-sn-глицеро-3-фосфоэтаноламин-N-[карбокси (полиэтиленгликоль)-2000] и триблок-сополимер, состоящий из центрального блока полипропиленгликоля со степенью полимеризации 30 и двух концевых блоков полиэтиленгликоля со степенью полимеризации 78 каждый (полоксамер 188), в органическом растворителе, затем ультразвуком, с последующим удалением растворителя, введением воды, повторной обработкой ультразвуком и отделением модифицированных наночастиц центрифугированием, в качестве противоопухолевого препарата используют доксорубицин, в качестве органического соединения, обеспечивающего селективное проникновение наночастиц внутрь клеток аденокарциномы предстательной железы человека, используют низкомолекулярный лиганд простатического специфического мембранного антигена, причем наночастицы вначале обрабатывают раствором доксорубицина, затем раствором низкомолекулярного лиганда простатического специфического мембранного антигена.Previously, experiments were carried out with various magnetite nanoparticles grown epitaxially on gold nanoparticles, various organic compounds chemically binding to nanoparticles and providing selective penetration of nanoparticles into tumor cells, and various antitumor preparations, which showed that this technical result is achieved when in a method for producing a system for delivering an antitumor drug to tumor cells, comprising mixing in the presence of water of polymer-modified magnetite nanoparticles grown epitaxially on gold nanoparticles, with an organic compound chemically binding to the nanoparticles and providing selective penetration of the nanoparticles into the tumor cells, and an aqueous solution of the antitumor drug, followed by separation of the obtained modified nanoparticles by centrifugation, using nanoparticles as polymer-modified nanoparticles obtained by heating to 120 ° C in an inert gas atmosphere at p stirring a mixture of diphenyl ether, oleic acid, oleylamine and 1,2-hexadecanediol, introducing iron pentacarbonyl into the mixture, keeping the resulting mixture, followed by introducing a solution containing a mixture of hydrochloric acid trihydrate and oleylamine in diphenyl ether, previously stored in an inert gas atmosphere, repeated mixtures in an inert gas atmosphere from 120 ° C to 250 ° -260 ° C, keeping the mixture at 250 ° -260 ° C for 25-30 minutes and cooling it to room temperature, carried out in an inert atmosphere gas, keeping the mixture at room temperature in the presence of air, adding monohydric alcohol to the mixture and separating magnetite nanoparticles by centrifugation, followed by treatment with a polymer solution selected from the group consisting of a triblock copolymer consisting of a central polypropylene glycol block with a polymerization degree of 56 and two end blocks of polyethylene glycol with a degree of polymerization of 101 each (poloxamer 407), 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N- [carboxy (polyethylene glycol) -2000] and triblock copolymer, consisting of a central block of polypropylene glycol with a degree of polymerization of 30 and two end blocks of polyethylene glycol with a degree of polymerization of 78 each (poloxamer 188), in an organic solvent, then ultrasound, followed by removal of the solvent, water, re-treatment with ultrasound and separation of the modified nanoparticles by centrifugation, as the antitumor drug uses doxorubicin, as an organic compound that provides selective penetration of nanoparticles inside human prostate adenocarcinoma cells, use a low molecular weight ligand of a prostatic specific membrane antigen, the nanoparticles being first treated with a solution of doxorubicin, then a solution of a low molecular weight ligand of a prostatic specific membrane antigen.

Предлагаемый способ получения системы для доставки противоопухолевого препарата в клетки опухоли является новым и не описан в патентной и научно-технической литературе. Способ получения наночастиц магнетита, эпитаксиально выращенных на наночастицах золота, используемых в предлагаемом техническом решении, также является новым и не описан в патентной и научно-технической литературе.The proposed method for producing a system for delivering an antitumor drug to tumor cells is new and is not described in the patent and scientific literature. The method of producing magnetite nanoparticles epitaxially grown on gold nanoparticles used in the proposed technical solution is also new and is not described in the patent and scientific literature.

В отличие от введения чистого противоопухолевого препарата в культуральную среду клеток или организм, где данное лекарственное вещество будет проникать в клетки любого типа, предлагаемый способ позволяет получать системы для адресной (селективной) доставки противоопухолевого препарата только в клетки определенного типа опухоли без проникновения препарата в здоровые клетки, что снижает побочные эффекты, обусловленные введением лекарства для терапии злокачественных новообразований.In contrast to the introduction of a pure antitumor drug into the cell culture medium or organism, where this drug substance will penetrate into any type of cell, the proposed method allows to obtain systems for targeted (selective) delivery of the antitumor drug only to cells of a certain type of tumor without penetration of the drug into healthy cells , which reduces the side effects associated with the introduction of drugs for the treatment of malignant neoplasms.

Предлагаемый способ может быть использован для лечения онкологического заболевания - аденокарциномы предстательной железы человека.The proposed method can be used for the treatment of cancer - adenocarcinoma of the human prostate gland.

В предлагаемом способе используют наночастицы магнетита диаметром 4±1 нм, эпитаксиально выращенные на наночастицах золота диаметром 2±1 нм, полученные путем нагрева до 120°С в атмосфере инертного газа при перемешивании смеси дифенилового эфира, олеиновой кислоты, олеиламина и 1,2-гексадекандиола, введения в смесь пентакарбонила железа, выдерживания полученной смеси с последующим введением раствора, содержащего смесь тригидрата золотохлористоводородной кислоты и олеиламина в дифениловом эфире, предварительно выдержанного в атмосфере инертного газа, повторного нагрева полученной смеси от 120°С до 250-260°С, ее выдерживания при этой температуре в течение 25-30 мин и ее последующего охлаждения до комнатной температуры, проводимыми в атмосфере инертного газа, выдерживания смеси в присутствии воздуха, добавления в смесь одноатомного спирта и отделения наночастиц магнетита центрифугированием.The proposed method uses magnetite nanoparticles with a diameter of 4 ± 1 nm, epitaxially grown on gold nanoparticles with a diameter of 2 ± 1 nm, obtained by heating to 120 ° C in an inert atmosphere with stirring a mixture of diphenyl ether, oleic acid, oleylamine and 1,2-hexadecanediol introducing iron pentacarbonyl into the mixture, keeping the mixture obtained, followed by introducing a solution containing a mixture of hydrochloric acid trihydrate and oleylamine in diphenyl ether, previously incubated in an atmosphere of mercury gas, reheating the resulting mixture from 120 ° C to 250-260 ° C, keeping it at this temperature for 25-30 minutes and then cooling it to room temperature, carried out in an inert gas atmosphere, keeping the mixture in the presence of air, adding into a mixture of monohydric alcohol and the separation of magnetite nanoparticles by centrifugation.

Малый диаметр используемых в предлагаемом техническом решении наночастиц магнетита облегчает их проникновение внутрь опухолевых клеток.The small diameter of magnetite nanoparticles used in the proposed technical solution facilitates their penetration into tumor cells.

В предлагаемом способе в качестве высококипящего органического растворителя используют дифениловый эфир. Экспериментально было показано, что при использовании в предлагаемом способе вместо дифенилового эфира других высококипящих органических растворителей, например, таких, как 1-октадецен или дибензиловый эфир, образуются наночастицы магнетита существенно большего размера (7-14 нм), которые после их модификации способны проникать во внутриклеточное пространство, но из-за своих относительно больших размеров не способны проходить внутрь ядра и/или митохондрий клеток.In the proposed method, diphenyl ether is used as a high boiling organic solvent. It was experimentally shown that when using in the proposed method instead of diphenyl ether other high-boiling organic solvents, for example, such as 1-octadecene or dibenzyl ether, magnetite nanoparticles of a significantly larger size (7-14 nm) are formed, which, after their modification, can penetrate into intracellular space, but due to its relatively large size, are not able to pass into the nucleus and / or mitochondria of cells.

В предложенном техническом решении смесь, содержащую дифениловый эфир, олеиновую кислоту, олеиламин и 1,2-гексадекандиол, помещают в трехгорлую круглодонную колбу, снабженную обратным холодильником, высокотемпературным термометром, системой для подачи инертного газа и магнитным телом для перемешивания. При этом количества введенных олеиновой кислоты, олеиламина, 1,2-гексадекандиола и дифенилового эфира могут варьироваться и составлять, например, 1,5-2,5 мл, 1,5-2,5 мл, 2,1-3,1 г и 18-22 мл, соответственно. Затем подают ток инертного газа, под колбой размещают электрическую нагревательную плитку с функцией магнитного перемешивания, включают плитку и осуществляют нагрев при перемешивании содержимого колбы до 120°С в атмосфере любого инертного газа, например, такого, как аргон, азот и т.д. При этом продолжительность нагрева может варьироваться и составлять, например, 30-90 мин. Затем в колбу вводят жидкий пентакарбонил железа в количестве, например, 0,25-0,30 мл. Следует отметить, что и эту стадию синтеза необходимо проводить в атмосфере инертного газа. Пентакарбонил железа вводят одноразово, и после его введения реакционную смесь выдерживают в атмосфере инертного газа в течение определенного времени, например, в течение 3-5 мин.In the proposed technical solution, a mixture containing diphenyl ether, oleic acid, oleylamine and 1,2-hexadecanediol is placed in a three-necked round-bottom flask equipped with a reflux condenser, a high-temperature thermometer, an inert gas supply system and a magnetic body for stirring. The amounts of oleic acid, oleylamine, 1,2-hexadecanediol and diphenyl ether introduced may vary, for example, from 1.5-2.5 ml, 1.5-2.5 ml, 2.1-3.1 g and 18-22 ml, respectively. Then, an inert gas current is supplied, an electric heating plate with magnetic stirring function is placed under the flask, the stove is turned on, and the contents of the flask are heated while stirring to 120 ° C in the atmosphere of any inert gas, such as argon, nitrogen, etc. In this case, the heating time can vary and be, for example, 30-90 minutes. Then, liquid iron pentacarbonyl is introduced into the flask in an amount of, for example, 0.25-0.30 ml. It should be noted that this synthesis step must also be carried out in an inert gas atmosphere. Iron pentacarbonyl is administered once, and after its introduction, the reaction mixture is kept in an inert gas atmosphere for a certain time, for example, for 3-5 minutes.

После выдерживания реакционной смеси туда вводят смесь тригидрата золотохлористоводородной кислоты и олеиламина в дифениловом эфире, предварительно выдержанную в атмосфере любого инертного газа. При этом количества введенных тригидрата золотохлористоводородной кислоты, олеиламина и дифенилового эфира могут быть различными и составлять, например, 38,0-42,0 мг, 0,4-0,6 мл и 4,9-5,1 мл, соответственно. При реализации способа происходит как термическое разложение пентакарбонила железа с образованием наночастиц магнетита, так и восстановление тригидрата золотохлористоводородной кислоты 1,2-гексадекандиолом с образованием наночастиц золота. Ввиду того, что эти процессы протекают с различной скоростью, при осуществлении способа вначале вводят в реакционную смесь 1,2-гексадекандиол и пентакарбонил железа, проводят частичное термическое разложение пентакарбонила железа, и только затем, спустя, например, 3-5 мин, в реакционную систему вводят раствор, содержащий смесь тригидрата золотохлористоводородной кислоты и олеиламина в дифениловом эфире. Введение на первом этапе синтеза 1,2-гексадекандиола, не принимающего участия в реакции термического разложения пентакарбонила железа, обусловлено тем, что 1,2-гексадекандиол является твердым и достаточно труднорастворимым соединением, и ему требуется определенное время и температура для полного растворения в реакционной системе. После введения раствора тригидрата золотохлористоводородной кислоты и олеиламина реакционную смесь повторно нагревают от 120°С до 250°-260°С и выдерживают нагретую смесь при этой температуре в течение 25-30 мин. Следует отметить, что данные стадии синтеза также проводят в атмосфере любого инертного газа.After the reaction mixture is aged, a mixture of hydrochloric acid trihydrate and oleylamine in diphenyl ether is introduced thereinto, previously conditioned in the atmosphere of any inert gas. At the same time, the amounts of added hydrochloric acid trihydrate, oleylamine and diphenyl ether can be different and make up, for example, 38.0-42.0 mg, 0.4-0.6 ml and 4.9-5.1 ml, respectively. When the method is implemented, both thermal decomposition of iron pentacarbonyl occurs with the formation of magnetite nanoparticles, and the recovery of gold hydrochloric acid trihydrate with 1,2-hexadecanediol to form gold nanoparticles. Due to the fact that these processes proceed at different speeds, when implementing the method, 1,2-hexadecanediol and iron pentacarbonyl are first introduced into the reaction mixture, partial thermal decomposition of iron pentacarbonyl is carried out, and only then, for example, 3-5 minutes, into the reaction the system is injected with a solution containing a mixture of hydrochloric acid trihydrate and oleylamine in diphenyl ether. The introduction of 1,2-hexadecanediol, which does not take part in the thermal decomposition of iron pentacarbonyl, at the first stage of synthesis, is due to the fact that 1,2-hexadecanediol is a solid and rather insoluble compound, and it requires a certain time and temperature for complete dissolution in the reaction system . After the introduction of a solution of hydrochloric acid trihydrate and oleylamine, the reaction mixture is reheated from 120 ° C to 250 ° -260 ° C and the heated mixture is kept at this temperature for 25-30 minutes. It should be noted that these synthesis steps are also carried out in the atmosphere of any inert gas.

При необходимости получения более значительных количеств наночастиц магнетита, эпитаксиально выращенных на наночастицах золота, количество каждого из используемых реагентов должно быть пропорционально увеличено.If it is necessary to obtain more significant amounts of magnetite nanoparticles grown epitaxially on gold nanoparticles, the amount of each of the reagents used should be proportionally increased.

В предлагаемом способе после выдерживания реакционной смеси ее охлаждают до комнатной температуры в атмосфере инертного газа и выдерживают при комнатной температуре в присутствии воздуха в течение определенного времени, например, в течение 30-60 мин.In the proposed method, after keeping the reaction mixture, it is cooled to room temperature in an inert gas atmosphere and kept at room temperature in the presence of air for a certain time, for example, for 30-60 minutes.

Если любую из вышеперечисленных стадий синтеза вообще не проводить или проводить в других условиях, чем указано выше, то технический результат изобретения не достигается.If any of the above stages of the synthesis is not carried out at all or carried out under other conditions than indicated above, the technical result of the invention is not achieved.

После выдерживания реакционной смеси при комнатной температуре туда вводят одноатомный спирт, в качестве которого можно использовать, например, метанол, этанол, изопропанол и т.д., необходимый для эффективного выпадения наночастиц магнетита, эпитаксиально выращенных на наночастицах золота, в осадок в ходе центрифугирования полученной смеси. При этом количество вводимого одноатомного спирта может варьироваться и составлять, например, 150-200% от объема полученной реакционной смеси. Также возможно использовать смесь одноатомных спиртов.After the reaction mixture is kept at room temperature, a monohydric alcohol is introduced there, which can be used, for example, methanol, ethanol, isopropanol, etc., which is necessary for the effective precipitation of magnetite nanoparticles grown epitaxially on gold nanoparticles into a precipitate during centrifugation of the obtained mixtures. In this case, the amount of monohydric alcohol introduced can vary and comprise, for example, 150-200% of the volume of the obtained reaction mixture. It is also possible to use a mixture of monohydric alcohols.

Полученные наночастицы магнетита, эпитаксиально выращенные на наночастицах золота, можно хранить при комнатной или при пониженной температуре в герметично закрытой емкости в сухом виде без ухудшения их эксплуатационных свойств в течение длительного времени, например, в течение года. При этом хранение целесообразно осуществлять в инертной атмосфере в отсутствие влаги.The obtained magnetite nanoparticles, epitaxially grown on gold nanoparticles, can be stored at room temperature or at low temperature in a sealed container in a dry form without deterioration of their operational properties for a long time, for example, for a year. In this case, it is advisable to carry out storage in an inert atmosphere in the absence of moisture.

Методом рентгенофазового анализа было доказано, что в предложенном способе действительно образуются наночастицы с кристаллической структурой магнетита, эпитаксиально выращенные на наночастицах золота. Размер и распределение по размерам наночастиц магнетита, эпитаксиально выращенных на наночастицах золота, были исследованы методом просвечивающей электронной микроскопии. При этом было показано, что каждая сферическая частица магнетита, имеющая диаметр 4±1 нм, соединена с одной сферической частицей золота, имеющей диаметр 2±1 нм. Магнитные свойства полученных наночастиц были исследованы на приборе Вибромагнетометр VSM-250.By the method of x-ray phase analysis it was proved that in the proposed method, nanoparticles with a crystalline structure of magnetite, epitaxially grown on gold nanoparticles, are actually formed. The size and size distribution of magnetite nanoparticles grown epitaxially on gold nanoparticles were studied by transmission electron microscopy. It was shown that each spherical magnetite particle having a diameter of 4 ± 1 nm is connected to one spherical gold particle having a diameter of 2 ± 1 nm. The magnetic properties of the obtained nanoparticles were investigated using a VSM-250 vibromagnetometer.

В предлагаемом техническом решении наночастицы магнетита, эпитаксиально выращенные на наночастицах золота, обрабатывают раствором полимера, выбранного из группы, включающей полоксамер 407 (триблок-сополимер, состоящий из центрального гидрофобного блока полипропиленгликоля со степенью полимеризации 56, и двух концевых гидрофильных блоков полиэтиленгликоля со степенью полимеризации 101 каждый), 1,2-дистеароил-sn-глицеро-3-фосфоэтаноламин-N-[карбокси(полиэтиленгликоль)-2000], полоксамер 188 (триблок-сополимер, состоящий из центрального гидрофобного блока полипропиленгликоля со степенью полимеризации 30 и двух концевых гидрофильных блоков полиэтиленгликоля со степенью полимеризации 78 каждый), в органическом растворителе.In the proposed technical solution, magnetite nanoparticles grown epitaxially on gold nanoparticles are treated with a polymer solution selected from the group consisting of poloxamer 407 (triblock copolymer consisting of a central hydrophobic block of polypropylene glycol with a degree of polymerization of 56, and two terminal hydrophilic blocks of polyethylene glycol with a degree of polymerization each), 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N- [carboxy (polyethylene glycol) -2000], poloxamer 188 (triblock copolymer consisting of a central hydrophobic th block polypropylene having a degree of polymerization of 30 and two hydrophilic end blocks of polyethylene glycol having a degree of polymerization of 78 each) in an organic solvent.

Каждый из вышеуказанных полимеров коммерчески доступен. Так, полоксамер 407 можно заказать в фирме Sigma-Aldrich (http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/16758?lang=en&region=RU), 1, 2-дистеароил-sn-глицеро-3-фосфоэтаноламин-N-[карбокси (полиэтиленгликоль) -2000] можно заказать в фирме Avanti Polar Lipids (http://avantilipids.com/product/880135/), полоксамер 188 также можно заказать в фирме Sigma-Aldrich (http://www.sigmaaldrichxom/catalog/product/sigma/p5556?lang=en&region=RU).Each of the above polymers is commercially available. So, poloxamer 407 can be ordered from Sigma-Aldrich (http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/16758?lang=en&region=RU), 1, 2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine -N- [carboxy (polyethylene glycol) -2000] can be ordered from Avanti Polar Lipids (http://avantilipids.com/product/880135/), Poloxamer 188 can also be ordered from Sigma-Aldrich (http: // www. sigmaaldrichxom / catalog / product / sigma / p5556? lang = en & region = RU).

Используемые в предлагаемом техническом решении полимеры содержат гидрофобную и гидрофильную составляющую, одна из которых обеспечивает стабилизацию используемых наночастиц в воде, а другая обеспечивает связывание наночастицы с противоопухолевым препаратом - доксорубицином. Если в качестве полимера использовать другие известные полимеры или обработку наночастиц вышеуказанными полимерами вообще не проводить, то технический результат изобретения не достигается.The polymers used in the proposed technical solution contain a hydrophobic and hydrophilic component, one of which ensures the stabilization of the used nanoparticles in water, and the other ensures the binding of the nanoparticle to the antitumor drug, doxorubicin. If other known polymers are used as the polymer or the treatment of nanoparticles with the above polymers is not carried out at all, the technical result of the invention is not achieved.

В предлагаемом способе при обработке вышеописанных наночастиц магнетита, эпитаксиально выращенных на наночастицах золота, раствором полимера, в качестве растворителя можно использовать различные органические растворители, например, такие, как хлороформ, дихлорметан, гексан и т.д. При этом концентрация полимера в органическом растворителе может варьироваться и составлять, например 0,5-2 мг/мл. После смешения наночастиц магнетита с раствором вышеуказанного полимера в органическом растворителе полученную смесь обрабатывают ультразвуком, при этом продолжительность такой обработки может варьироваться и составлять, например, 1-5 мин, мощность ультразвука в используемой для этой цели бани также может быть различной и составлять, например, 300-500 Вт. После обработки наночастиц раствором полимера органический растворитель удаляют, например, путем высушивания на воздухе либо путем использования роторного испарителя. Если растворитель не удалять, то технический результат не достигается. Следует отметить, что массовое соотношение между наночастицами магнетита, эпитаксиально выращенными на наночастицах золота, и любым из вышеописанных полимеров может варьироваться и составлять, например, 0,2-1. Для упрощения способа обработку частиц магнетита раствором вышеуказанного полимера целесообразно проводить при комнатной температуре. Экспериментально было показано, что вышеуказанные полимеры связываются с поверхностью как наночастиц магнетита, так и с поверхностью химически связанных с ними наночастиц золота.In the proposed method, when processing the above magnetite nanoparticles grown epitaxially on gold nanoparticles with a polymer solution, various organic solvents can be used as a solvent, for example, such as chloroform, dichloromethane, hexane, etc. In this case, the concentration of the polymer in the organic solvent can vary and be, for example, 0.5-2 mg / ml. After mixing magnetite nanoparticles with a solution of the above polymer in an organic solvent, the resulting mixture is treated with ultrasound, while the duration of such processing can vary, for example, 1-5 minutes, the ultrasound power in the bath used for this purpose can also be different and, for example, 300-500 watts. After treating the nanoparticles with a polymer solution, the organic solvent is removed, for example, by drying in air or by using a rotary evaporator. If the solvent is not removed, then the technical result is not achieved. It should be noted that the mass ratio between magnetite nanoparticles grown epitaxially on gold nanoparticles and any of the above polymers can vary and be, for example, 0.2-1. To simplify the method, the treatment of magnetite particles with a solution of the above polymer is advisable to be carried out at room temperature. It was experimentally shown that the above polymers bind to the surface of both magnetite nanoparticles and the surface of gold nanoparticles chemically bonded to them.

Модифицированные наночастицы магнетита отделяют от избытка вышеуказанных полимеров путем введения воды, количество которой может варьироваться и составлять, например, 1-5 мл, повторной обработки ультразвуком, продолжительность которой может варьироваться и составлять, например, 1-5 мин, с последующим центрифугированием полученной дисперсии модифицированных наночастиц в воде при скорости вращения ротора центрифуги 10000-14000 об./мин в течение 5-10 мин.Modified magnetite nanoparticles are separated from the excess of the above polymers by introducing water, the amount of which can vary and be, for example, 1-5 ml, repeated treatment with ultrasound, the duration of which can vary and be, for example, 1-5 minutes, followed by centrifugation of the obtained dispersion of modified nanoparticles in water at a rotor speed of a centrifuge of 10,000-14,000 rpm for 5-10 minutes

В предлагаемом способе к отделенным влажным вышеописанным модифицированным полимером наночастицам магнетита добавляют водный раствор известного противоопухолевого препарата - доксорубицина (https:www.macmillan.org.uk/cancerinformation/cancertreatment/treatmenttypes/chemotherapy/individualdrugs/doxorubicin.aspx), связывание которого с модифицированными наночастицами магнетита, эпитаксиально выращенными на наночастицах золота, в научно-технической литературе не описано. При этом массовое соотношение исходных немодифицированных наночастиц магнетита, эпитаксиально выращенных на наночастицах золота, и доксорубицина может варьироваться и составлять, например, 1-3. Концентрация противоопухолевого препарата в воде также может варьироваться и составлять, например, 0,1-0,4 мг/мл После смешения модифицированных наночастиц магнетита с раствором доксорубицина полученную смесь перемешивают на магнитной мешалке в течение 12-24 ч.In the proposed method, an aqueous solution of the well-known antitumor drug, doxorubicin (https: www.macmillan.org.uk/cancerinformation/cancertreatment/treatmenttypes/chemotherapy/individualdrugs/doxorubicin.aspx), is added to the magnetite nanoparticles separated by the wet modified polymer described above), binding magnetite epitaxially grown on gold nanoparticles is not described in the scientific and technical literature. In this case, the mass ratio of the initial unmodified magnetite nanoparticles grown epitaxially on gold nanoparticles and doxorubicin can vary and amount to, for example, 1-3. The concentration of the antitumor drug in water can also vary and make up, for example, 0.1-0.4 mg / ml. After mixing the modified magnetite nanoparticles with a solution of doxorubicin, the resulting mixture is stirred on a magnetic stirrer for 12-24 hours.

Затем в полученную дисперсию вводят водный раствор низкомолекулярного лиганда простатического специфического мембранного антигена, который ковалентно связывается только с поверхностью наночастиц золота, вытесняет с их поверхности ранее введенный полимер и обеспечивает селективное проникновение наночастиц внутрь опухолевых клеток аденокарциномы предстательной железы человека. Следует отметить, что получение низкомолекулярного лиганда простатического специфического мембранного антигена описано в научно-технической литературе (Machulkin А.Е., Ivanenkov Y.A., Aladinskaya A.V. et al. Small-molecule PSMA ligands. Current state, SAR and perspectives // J Drug Target, 2016. V. 24, P. 679-693).Then, an aqueous solution of a low molecular weight ligand of a prostatic specific membrane antigen is introduced into the resulting dispersion, which covalently binds only to the surface of gold nanoparticles, displaces the previously introduced polymer from their surface and ensures selective penetration of nanoparticles into tumor cells of human prostate adenocarcinoma. It should be noted that the production of a low molecular weight ligand of a prostatic specific membrane antigen is described in the scientific and technical literature (Machulkin A.E., Ivanenkov YA, Aladinskaya AV et al. Small-molecule PSMA ligands. Current state, SAR and perspectives // J Drug Target, 2016. V. 24, P. 679-693).

Вводить низкомолекулярный лиганд простатического специфического мембранного антигена необходимо путем обработки модифицированной доксорубицином дисперсии наночастиц магнетита его водным раствором при перемешивании в течение 12-24 ч. При этом массовое соотношение исходных немодифицированных наночастиц магнетита, эпитаксиально выращенных на наночастицах золота, и низкомолекулярного лиганда простатического специфического мембранного антигена может варьироваться и составлять, например, 0,04-0,2. Концентрация низкомолекулярного лиганда простатического специфического мембранного антигена в воде также может варьироваться и составлять, например, 5-10 мг/мл.It is necessary to introduce a low molecular weight ligand of a prostatic specific membrane antigen by treating a dispersion of magnetite nanoparticles modified with doxorubicin with its aqueous solution while stirring for 12-24 hours. In this case, the mass ratio of the initial unmodified magnetite nanoparticles grown epitaxially on gold nanoparticles and the low molecular weight specific prostate membrane ligand vary and be, for example, 0.04-0.2. The concentration of a low molecular weight ligand of a prostatic specific membrane antigen in water can also vary and be, for example, 5-10 mg / ml.

Наночастицы магнетита, последовательно модифицированные доксорубицином и низкомолекулярным лигандом простатического специфического мембранного антигена, отделяют от избытка вышеуказанных реагентов центрифугированием полученной дисперсии наночастиц в воде при скорости вращения ротора ультрацентрифуги 10000-14000 об./мин в течение 5-10 мин.Magnetite nanoparticles sequentially modified with doxorubicin and a low molecular weight ligand of a specific prostatic membrane antigen are separated from the excess of the above reagents by centrifuging the resulting dispersion of nanoparticles in water at an ultracentrifuge rotor speed of 10,000-14,000 rpm for 5-10 minutes.

Для хранения наночастиц магнетита, эпитаксиально выращенных на наночастицах золота, последовательно модифицированных полимером, доксорубицином и низкомолекулярным лигандом простатического специфического мембранного антигена, модифицированные наночастицы диспергируют в воде. Полученную дисперсию можно хранить как при комнатной, так и при пониженной температуре в герметично закрытой емкости без доступа света. В данных условиях продолжительность хранения препарата составляет не менее 3 месяцев.To store magnetite nanoparticles epitaxially grown on gold nanoparticles sequentially modified with a polymer, doxorubicin and a low molecular weight ligand of a prostatic specific membrane antigen, the modified nanoparticles are dispersed in water. The resulting dispersion can be stored both at room temperature and at low temperature in a hermetically sealed container without access to light. Under these conditions, the shelf life of the drug is at least 3 months.

Цитотоксичность полученного препарата определяют путем стандартного MTS-теста (Heinemann L., Simpson G.R., Boxall A., Kottke Т., Relph K.L., Vile R., Melcher A., Prestwich R., Harrington K.J., Morgan R., Pandha H.S. Synergistic effects of oncolytic reovirus and docetaxel chemotherapy in prostate cancer// BMC Cancer 2011, V. 11: 221) в диапазоне концентраций 0,5 - 10 мкг доксорубицина/ мл культуральной среды на клеточных культурах аденокарциномы предстательной железы человека LNCaP и РС-3, причем низкомолекулярный лиганд простатического специфического мембранного антигена является специфичным только к клеткам линии LNCaP, экспрессирующим данный антиген на своей поверхности, обеспечивая селективное проникновение наночастиц внутрь данного типа клеток, в то время как клеточная культура РС-3 была выбрана в качестве контрольной, т.к. клетки данной линии не экспрессируют простатический специфический мембранный антиген на своей поверхности.The cytotoxicity of the resulting preparation is determined by the standard MTS test (Heinemann L., Simpson GR, Boxall A., Kottke T., Relph KL, Vile R., Melcher A., Prestwich R., Harrington KJ, Morgan R., Pandha HS Synergistic effects of oncolytic reovirus and docetaxel chemotherapy in prostate cancer // BMC Cancer 2011, V. 11: 221) in the concentration range of 0.5 - 10 μg of doxorubicin / ml of culture medium on cell cultures of human prostate adenocarcinoma LNCP and PC-3, moreover the low molecular weight ligand of the prostatic specific membrane antigen is specific only to LNCaP cells expressing this antigen on voey surface, providing selective penetration into the nanoparticles of this type cells, while cell culture PC-3 was selected as a control because cells of this line do not express a specific prostatic membrane antigen on their surface.

Следует отметить, что в предлагаемом техническом решении модифицированные полимером наночастицы магнетита, эпитаксиально выращенные на наночастицах золота, вначале обрабатывают водным раствором доксорубицина, затем водным раствором низкомолекулярного лиганда простатического специфического мембранного антигена. При этом экспериментально было показано, что при обратной последовательности обработок цитотоксичность предлагаемой системы снижается.It should be noted that in the proposed technical solution, polymer-modified magnetite nanoparticles grown epitaxially on gold nanoparticles are first treated with an aqueous solution of doxorubicin, then with an aqueous solution of a low molecular weight ligand of a prostatic specific membrane antigen. Moreover, it was experimentally shown that with the reverse sequence of treatments, the cytotoxicity of the proposed system is reduced.

Преимущества предлагаемого способа иллюстрируют следующие примеры.The advantages of the proposed method are illustrated by the following examples.

Пример 1.Example 1

В трехгорлую круглодонную колбу, снабженную обратным холодильником, высокотемпературным термометром, системой для подачи инертного газа и магнитным телом для перемешивания, помещают 20 мл (126 ммоль) дифенилового эфира, 1,9 мл (2 ммоль) олеиновой кислоты, 2,0 мл (2 ммоль) олеиламина и 2,6 г (10 ммоль) 1,2-гексадекандиола. Затем подают ток аргона, под колбой размещают электрическую нагревательную плитку с функцией магнитного перемешивания, включают плитку и осуществляют нагрев в течение 30 мин содержимого колбы до 120°С при постоянном перемешивании с последующим введением вначале 0,28 мл (2 ммоль) пентакарбонила железа, затем, через 3 мин, раствора, содержащего смесь 40 мг (0,1 ммоль) тригидрата золотохлористоводородной кислоты и 0,5 мл (1,5 ммоль) олеиламина в 5 мл дифенилового эфира, предварительно выдержанного в атмосфере аргона. Затем полученную смесь повторно нагревают от 120°С до 250°С, выдерживают в течение 25 мин при 250°С, после чего охлаждают до комнатной температуры, причем все стадии синтеза проводят в атмосфере аргона. Охлажденную смесь выдерживают при комнатной температуре в присутствии воздуха в течение 30 мин, добавляют в смесь 45 мл одноатомного спирта - изопропанола и отделяют наночастицы магнетита, эпитаксиально выращенные на наночастицах золота, центрифугированием. Отделенные наночастицы сушат до постоянной массы. Получают 45 мг порошка наночастиц. Полученные наночастицы хранят в герметично закрытой емкости в атмосфере аргона в отсутствие влаги при комнатной температуре. В этих условиях наночастицы сохраняют свои эксплуатационные свойства в течение года.In a three-necked round-bottom flask equipped with a reflux condenser, a high-temperature thermometer, an inert gas supply system and a magnetic body for stirring, 20 ml (126 mmol) of diphenyl ether, 1.9 ml (2 mmol) of oleic acid, 2.0 ml (2 mmol) of oleylamine and 2.6 g (10 mmol) of 1,2-hexadecandiol. Then an argon current is applied, an electric heating plate with magnetic stirring function is placed under the flask, the stove is turned on and the contents of the flask are heated for 30 minutes to 120 ° C with constant stirring, followed by the introduction of 0.28 ml (2 mmol) of iron pentacarbonyl first, then after 3 min, a solution containing a mixture of 40 mg (0.1 mmol) of hydrochloric acid trihydrate and 0.5 ml (1.5 mmol) of oleylamine in 5 ml of diphenyl ether, previously incubated in argon atmosphere. Then the resulting mixture was reheated from 120 ° C to 250 ° C, kept for 25 min at 250 ° C, and then cooled to room temperature, with all stages of the synthesis carried out in an argon atmosphere. The cooled mixture is kept at room temperature in the presence of air for 30 minutes, 45 ml of isopropanol monohydric alcohol are added to the mixture, and magnetite nanoparticles grown epitaxially grown on gold nanoparticles are separated by centrifugation. The separated nanoparticles are dried to constant weight. 45 mg of nanoparticle powder are obtained. The obtained nanoparticles are stored in a hermetically sealed container in an argon atmosphere in the absence of moisture at room temperature. Under these conditions, nanoparticles retain their operational properties throughout the year.

Методом просвечивающей электронной микроскопии было показано, что строение полученных наночастиц напоминает гантель, в которой каждая наночастица магнетита, имеющая сферическую форму и диаметр 4 нм, связана со сферической наночастицей золота диаметром 2 нм. С помощью прибора Вибромагнетометр VSM-250 было показано, что у полученных кристаллов намагниченность насыщения равна 55 Ам2/кг.Using transmission electron microscopy, it was shown that the structure of the obtained nanoparticles resembles a dumbbell in which each magnetite nanoparticle having a spherical shape and a diameter of 4 nm is associated with a spherical gold nanoparticle with a diameter of 2 nm. Using a VSM-250 vibromagnetometer, it was shown that the saturation magnetization of the obtained crystals is 55 Am 2 / kg.

1 мг полученного порошка наночастиц помещают в круглодонную колбу, затем туда добавляют 2 мл раствора триблок-сополимера, состоящего из центрального гидрофобного блока полипропиленгликоля со степенью полимеризации 56, и двух концевых гидрофильных блоков полиэтиленгликоля со степенью полимеризации 101 каждый, в хлороформе с концентрацией 1 мг/л, колбу на 3 мин переносят в ультразвуковую баню с мощностью 400 Вт, после чего колбу помещают на роторный испаритель, и с его помощью удаляют хлороформ. После удаления хлороформа в колбу добавляют 2 мл воды, колбу на 3 мин повторно помещают в ультразвуковую баню с мощностью 400 Вт, затем полученную дисперсию переносят в пластиковую пробирку и центрифугируют в течение 8 мин при скорости вращения ротора центрифуги 10000 об/мин. Затем в пробирку, содержащую отделенные наночастицы магнетита, эпитаксиально выращенные на наночастицах золота и модифицированные полимером, добавляют 5 мл водного раствора противоопухолевого препарата - доксорубицина с концентрацией 0,2 мг/мл. После этого в пробирку помещают магнитное тело для перемешивания, пробирку закрывают крышкой, подвешивают на штатив над магнитной мешалкой, включают магнитную мешалку и содержимое пробирки перемешивают в течение 18 ч. Затем пробирку открывают, в нее вводят 5 мл водного раствора органического соединения, химически связывающегося с наночастицами и обеспечивающего селективное проникновение наночастиц во внутриклеточное пространство клеток опухоли (аденокарциномы предстательной железы человека) -низкомолекулярного лиганда простатического специфического мембранного антигена с концентрацией 7 мг/мл и повторно перемешивают в течение 18 ч. После этого пробирку размещают в роторе центрифуги и центрифугируют в течение 8 мин при скорости вращения ротора 10000 об./мин. При этом происходит отделение наночастиц от избытка доксорубицина и низкомолекулярного лиганда простатического специфического мембранного антигена. Осевшие наночастицы диспергируют в 1 мл воды. Полученную дисперсию хранят при комнатной температуре в герметично закрытой емкости без доступа света.1 mg of the obtained nanoparticle powder is placed in a round bottom flask, then 2 ml of a triblock copolymer solution consisting of a central hydrophobic block of polypropylene glycol with a degree of polymerization of 56 and two terminal hydrophilic blocks of polyethylene glycol with a degree of polymerization of 101 each, in chloroform with a concentration of 1 mg / are added. l, the flask for 3 min is transferred to an ultrasonic bath with a power of 400 W, after which the flask is placed on a rotary evaporator, and chloroform is removed with it. After removal of chloroform, 2 ml of water is added to the flask, the flask is re-placed for 3 min in an ultrasonic bath with a power of 400 W, then the resulting dispersion is transferred to a plastic tube and centrifuged for 8 min at a rotational speed of the centrifuge rotor of 10000 rpm. Then, 5 ml of an aqueous solution of the antitumor drug, doxorubicin with a concentration of 0.2 mg / ml, is added to a test tube containing separated magnetite nanoparticles epitaxially grown on gold nanoparticles and modified with a polymer. After that, the magnetic body is placed in the tube for stirring, the tube is closed with a lid, suspended on a tripod above the magnetic stirrer, the magnetic stirrer is turned on and the contents of the tube are stirred for 18 hours. Then the tube is opened, 5 ml of an aqueous solution of an organic compound chemically binding to it is introduced into it nanoparticles and providing selective penetration of nanoparticles into the intracellular space of tumor cells (adenocarcinoma of the human prostate gland) of a low molecular weight ligand prostatic th specific membrane antigen at a concentration of 7 mg / ml, and again stirred for 18 hours. The tube was placed in a centrifuge rotor and centrifuged for 8 minutes at a rotor speed of 10,000 rpm. / min. In this case, the nanoparticles are separated from the excess doxorubicin and the low molecular weight ligand of the prostatic specific membrane antigen. The settled nanoparticles are dispersed in 1 ml of water. The resulting dispersion is stored at room temperature in a hermetically sealed container without access of light.

Содержание противоопухолевого препарата - доксорубицина в дисперсии модифицированных наночастиц, определенное методом спектроскопии поглощения из калибровочной кривой для ряда стандартных образцов с известной концентрацией доксорубицина, составляет 0,31 мг/мл. Концентрация дисперсии модифицированных наночастиц, определенная методом атомно-эмиссионной спектроскопии из калибровочной кривой для ряда стандартных образцов с известной концентрацией железа и золота, равна 0,89 мг/мл. Таким образом, содержание доксорубицина в модифицированных наночастицах, определенное расчетным путем из приведенных в примере данных, составляет 34,8% от массы наночастиц.The content of the antitumor drug, doxorubicin in the dispersion of modified nanoparticles, determined by absorption spectroscopy from a calibration curve for a number of standard samples with a known concentration of doxorubicin, is 0.31 mg / ml. The dispersion concentration of the modified nanoparticles, determined by atomic emission spectroscopy from a calibration curve for a number of standard samples with a known concentration of iron and gold, is 0.89 mg / ml. Thus, the content of doxorubicin in the modified nanoparticles, determined by calculation from the data given in the example, is 34.8% by weight of the nanoparticles.

Цитотоксичность препарата (1С50) для клеточной культуры LNCaP, специфичной к низкомолекулярному лиганду простатического специфического мембранного антигена, определенная путем MTS-теста, составляет 1,43 мкг препарата/ мл культуральной среды. Цитотоксичность препарата (IC50) для контрольной клеточной культуры РС-3, определенная путем MTS-теста, составляет 9,74 мкг препарата/ мл культуральной среды.The cytotoxicity of the preparation (1C 50 ) for the LNCaP cell culture specific for the low molecular weight ligand of the prostate specific membrane antigen determined by the MTS test is 1.43 μg of the preparation / ml of culture medium. The cytotoxicity of the drug (IC 50 ) for the control cell culture of PC-3, determined by the MTS test, is 9.74 μg of the drug / ml of culture medium.

Пример 2.Example 2

В трехгорлую круглодонную колбу, снабженную обратным холодильником, высокотемпературным термометром, системой для подачи инертного газа и магнитным телом для перемешивания, помещают 22 мл (139 ммоль) дифенилового эфира, 2,5 мл (7,9 ммоль) олеиновой кислоты, 2,5 мл (7,5 ммоль) олеиламина и 3,1 г (12 ммоль) 1,2-гексадекандиола. Подают ток азота, под колбой размещают электрическую нагревательную плитку с функцией магнитного перемешивания, включают плитку и осуществляют нагрев в течение 90 мин содержимого колбы до 120°С при постоянном перемешивании с последующим введением вначале 0,30 мл (2,1 ммоль) пентакарбонила железа, затем, через 5 мин, раствора, содержащего смесь 42 мг (0,11 ммоль) тригидрата золотохлористоводородной кислоты и 0,6 мл (1,8 ммоль) олеиламина в 5,1 мл дифенилового эфира, предварительно выдержанного в атмосфере азота. Затем полученную смесь повторно нагревают от 120°С до 260°С, выдерживают в течение 30 мин при этой температуре, после чего охлаждают до комнатной температуры, причем все стадии синтеза проводят в атмосфере азота. Охлажденную смесь выдерживают при комнатной температуре в присутствии воздуха в течение 45 мин, добавляют в нее 35 мл одноатомного спирта - метанола и отделяют наночастицы магнетита, эпитаксиально выращенные на наночастицах золота, центрифугированием. Отделенные наночастицы сушат до постоянной массы. Получают 48 мг порошка наночастиц. Полученные наночастицы хранят в герметично закрытой емкости в атмосфере азота в отсутствие влаги при комнатной температуре. В этих условиях наночастицы сохраняют свои эксплуатационные свойства в течение года.22 ml (139 mmol) of diphenyl ether, 2.5 ml (7.9 mmol) of oleic acid, 2.5 ml are placed in a three-necked round-bottom flask equipped with a reflux condenser, a high-temperature thermometer, an inert gas supply system and a magnetic body for stirring. (7.5 mmol) oleylamine; and 3.1 g (12 mmol) of 1,2-hexadecandiol. A nitrogen flow is applied, an electric heating plate with magnetic stirring function is placed under the flask, the stove is turned on, and the contents of the flask are heated for 120 minutes to 120 ° C with constant stirring, followed by the initial introduction of 0.30 ml (2.1 mmol) of iron pentacarbonyl, then, after 5 minutes, a solution containing a mixture of 42 mg (0.11 mmol) of hydrochloric acid trihydrate and 0.6 ml (1.8 mmol) of oleylamine in 5.1 ml of diphenyl ether, previously incubated in a nitrogen atmosphere. Then the resulting mixture is reheated from 120 ° C to 260 ° C, kept for 30 min at this temperature, and then cooled to room temperature, and all stages of the synthesis are carried out in a nitrogen atmosphere. The cooled mixture was kept at room temperature in the presence of air for 45 minutes, 35 ml of a monohydric alcohol, methanol, were added to it and magnetite nanoparticles grown epitaxially grown on gold nanoparticles were separated by centrifugation. The separated nanoparticles are dried to constant weight. Get 48 mg of nanoparticle powder. The obtained nanoparticles are stored in a hermetically sealed container in a nitrogen atmosphere in the absence of moisture at room temperature. Under these conditions, nanoparticles retain their operational properties throughout the year.

Методом просвечивающей электронной микроскопии было показано, что строение полученных наночастиц напоминает гантель, в которой каждая наночастица магнетита, имеющая сферическую форму и диаметр 5 нм, связана со сферической наночастицей золота диаметром 3 нм. С помощью прибора Вибромагнетометр VSM-250 было показано, что у полученных кристаллов намагниченность насыщения равна 59 Ам2/кг.By transmission electron microscopy, it was shown that the structure of the obtained nanoparticles resembles a dumbbell in which each magnetite nanoparticle having a spherical shape and a diameter of 5 nm is associated with a spherical gold nanoparticle with a diameter of 3 nm. Using the VSM-250 vibromagnetometer, it was shown that the saturation magnetization of the obtained crystals is 59 Am 2 / kg.

1 мг полученного порошка наночастиц помещают в круглодонную колбу, затем туда добавляют 2,1 мл раствора 1,2-дистеароил-sn-глицеро-3-фосфоэтаноламин-N-[карбокси (полиэтиленгликоля)-2000] в дихлорметане с концентрацией 2 мг/л, колбу на 1 мин переносят в ультразвуковую баню с мощностью 500 Вт, после чего колбу оставляют открытой при комнатной температуре, при этом дихлорметан полностью испаряется. Затем в колбу добавляют 5 мл воды, колбу на 1 мин повторно помещают в ультразвуковую баню с мощностью 500 Вт, затем полученную дисперсию переносят в пластиковую пробирку и центрифугируют в течение 10 мин при скорости вращения ротора центрифуги 12000 об./мин. Затем в пробирку, содержащую отделенные наночастицы магнетита, эпитаксиально выращенные на наночастицах золота и модифицированные полимером, добавляют 5,1 мл водного раствора противоопухолевого препарата - доксорубицина с концентрацией 0,4 мг/мл. После этого в пробирку помещают магнитное тело для перемешивания, пробирку закрывают крышкой, подвешивают на штатив над магнитной мешалкой, включают магнитную мешалку и содержимое пробирки перемешивают в течение 24 ч. Затем пробирку открывают, в нее вводят 5,1 мл водного раствора низкомолекулярного лиганда простатического специфического мембранного антигена с концентрацией 10 мг/мл и повторно перемешивают в течение 24 ч. После этого пробирку размещают в роторе центрифуги и центрифугируют в течение 10 мин при скорости вращения ротора 12000 об./мин. При этом происходит отделение наночастиц от избытка доксорубицина и низкомолекулярного лиганда простатического специфического мембранного антигена. Осевшие наночастицы диспергируют в 1,1 мл воды. Полученную дисперсию хранят при комнатной температуре в герметично закрытой емкости без доступа света.1 mg of the obtained nanoparticle powder was placed in a round bottom flask, then 2.1 ml of a solution of 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N- [carboxy (polyethylene glycol) -2000] in dichloromethane with a concentration of 2 mg / l was added thereto. , the flask for 1 min is transferred to an ultrasonic bath with a power of 500 W, after which the flask is left open at room temperature, while the dichloromethane is completely evaporated. Then 5 ml of water is added to the flask, the flask is re-placed for 1 min in an ultrasonic bath with a power of 500 W, then the resulting dispersion is transferred to a plastic tube and centrifuged for 10 min at a rotational speed of the centrifuge rotor 12000 rpm. Then, in a test tube containing separated magnetite nanoparticles grown epitaxially on gold nanoparticles and modified with a polymer, 5.1 ml of an aqueous solution of the antitumor drug, doxorubicin with a concentration of 0.4 mg / ml, is added. After that, the magnetic body is placed in the tube for stirring, the tube is closed with a lid, suspended on a tripod above the magnetic stirrer, the magnetic stirrer is turned on and the contents of the tube are stirred for 24 hours. Then the tube is opened, 5.1 ml of an aqueous solution of a low molecular weight prostatic specific ligand is introduced into it membrane antigen with a concentration of 10 mg / ml and re-mixed for 24 hours. After that, the tube is placed in a centrifuge rotor and centrifuged for 10 min at a rotor speed of 12000 rpm./ in. In this case, the nanoparticles are separated from the excess doxorubicin and the low molecular weight ligand of the prostatic specific membrane antigen. The settled nanoparticles are dispersed in 1.1 ml of water. The resulting dispersion is stored at room temperature in a hermetically sealed container without access of light.

Содержание противоопухолевого препарата - доксорубицина в дисперсии модифицированных наночастиц, определенное методом спектроскопии поглощения из калибровочной кривой для ряда стандартных образцов с известной концентрацией доксорубицина, составляет 0,47 мг/мл. Концентрация дисперсии модифицированных наночастиц, определенная методом атомно-эмиссионной спектроскопии из калибровочной кривой для ряда стандартных образцов с известной концентрацией железа и золота, равна 0,85 мг/мл. Таким образом, содержание доксорубицина в модифицированных наночастицах, определенное расчетным путем из приведенных в примере данных, составляет 55,3% от массы наночастиц.The content of the antitumor drug, doxorubicin in the dispersion of modified nanoparticles, determined by absorption spectroscopy from a calibration curve for a number of standard samples with a known concentration of doxorubicin, is 0.47 mg / ml. The dispersion concentration of the modified nanoparticles, determined by atomic emission spectroscopy from a calibration curve for a number of standard samples with a known concentration of iron and gold, is 0.85 mg / ml. Thus, the content of doxorubicin in the modified nanoparticles, determined by calculation from the data given in the example, is 55.3% by weight of the nanoparticles.

Цитотоксичность препарата (IC50) для клеточной культуры LNCaP, специфичной к низкомолекулярному лиганду простатического специфического мембранного антигена, определенная путем MTS-теста, составляет 1,21 мкг препарата/ мл культуральной среды. Цитотоксичность препарата (IC50) для контрольной клеточной культуры РС-3, определенная путем MTS-теста, составляет 9,35 мкг препарата/ мл культуральной среды.The cytotoxicity of the preparation (IC 50 ) for the LNCaP cell culture specific for the low molecular weight ligand of the prostate specific membrane antigen determined by the MTS test is 1.21 μg of the preparation / ml of culture medium. The cytotoxicity of the drug (IC50) for the control cell culture of PC-3, determined by the MTS test, is 9.35 μg of the drug / ml of culture medium.

Пример 3.Example 3

В трехгорлую круглодонную колбу, снабженную обратным холодильником, высокотемпературным термометром, системой для подачи инертного газа и магнитным телом для перемешивания, помещают 18 мл (113 ммоль) дифенилового эфира, 1,5 мл (4,7 ммоль) олеиновой кислоты, 1,5 мл (4,5 ммоль) олеиламина и 2,1 г (8 ммоль) 1,2-гексадекандиола. Подают ток аргона, под колбой размещают электрическую нагревательную плитку с функцией магнитного перемешивания, включают плитку и осуществляют нагрев в течение 60 мин содержимого колбы до 120°С при постоянном перемешивании с последующим введением вначале 0,25 мл (1,8 ммоль) пентакарбонила железа, затем, через 4 мин, раствора, содержащего смесь 38 мг (0,09 ммоль) тригидрата золотохлористоводородной кислоты и 0,4 мл (1,2 ммоль) олеиламина в 4,9 мл дифенилового эфира, предварительно выдержанного в атмосфере аргона. Затем полученную смесь повторно нагревают от 120°С до 255°С, выдерживают в течение 28 мин при этой температуре, после чего охлаждают до комнатной температуры, причем все стадии синтеза проводят в атмосфере аргона. Охлажденную смесь выдерживают при комнатной температуре в присутствии воздуха в течение 45 мин, добавляют в смесь 40 мл одноатомного спирта - этанола и отделяют наночастицы магнетита, эпитаксиально выращенные на наночастицах золота, центрифугированием. Отделенные наночастицы сушат до постоянной массы. Получают 40 мг порошка наночастиц. Полученные наночастицы хранят в герметично закрытой емкости в атмосфере аргона в отсутствие влаги при комнатной температуре. В этих условиях наночастицы сохраняют свои эксплуатационные свойства в течение года.18 ml (113 mmol) of diphenyl ether, 1.5 ml (4.7 mmol) of oleic acid, 1.5 ml are placed in a three-necked round-bottom flask equipped with a reflux condenser, a high-temperature thermometer, an inert gas supply system and a magnetic body for stirring. (4.5 mmol) of oleylamine; and 2.1 g (8 mmol) of 1,2-hexadecandiol. An argon current is applied, an electric heating plate with magnetic stirring function is placed under the flask, the stove is turned on and the contents of the flask are heated for 120 minutes to 120 ° C with constant stirring, followed by the initial introduction of 0.25 ml (1.8 mmol) of iron pentacarbonyl, then, after 4 minutes, a solution containing a mixture of 38 mg (0.09 mmol) of hydrochloric acid trihydrate and 0.4 ml (1.2 mmol) of oleylamine in 4.9 ml of diphenyl ether, previously incubated in an argon atmosphere. Then, the resulting mixture was reheated from 120 ° C to 255 ° C, kept at this temperature for 28 minutes, and then cooled to room temperature, all stages of the synthesis being carried out in an argon atmosphere. The cooled mixture is kept at room temperature in the presence of air for 45 minutes, 40 ml of ethanol - ethanol are added to the mixture and magnetite nanoparticles grown epitaxially grown on gold nanoparticles are separated by centrifugation. The separated nanoparticles are dried to constant weight. 40 mg of nanoparticle powder are obtained. The obtained nanoparticles are stored in a hermetically sealed container in an argon atmosphere in the absence of moisture at room temperature. Under these conditions, nanoparticles retain their operational properties throughout the year.

Методом просвечивающей электронной микроскопии было показано, что строение полученных наночастиц напоминает гантель, в которой каждая наночастица магнетита, имеющая сферическую форму и диаметр 3 нм, связана со сферической наночастицей золота диаметром 1 нм. С помощью прибора Вибромагнетометр VSM-250 было показано, что у полученных кристаллов намагниченность насыщения равна 47 Ам2/кг.It was shown by transmission electron microscopy that the structure of the obtained nanoparticles resembles a dumbbell in which each magnetite nanoparticle having a spherical shape and a diameter of 3 nm is associated with a spherical gold nanoparticle with a diameter of 1 nm. Using a VSM-250 vibromagnetometer, it was shown that the saturation magnetization of the obtained crystals is 47 Am 2 / kg.

1 мг полученного порошка наночастиц помещают в круглодонную колбу, затем туда добавляют 1,9 мл раствора триблок-сополимера, состоящего из центрального блока полипропиленгликоля со степенью полимеризации 30 и двух концевых блоков полиэтиленгликоля со степенью полимеризации 78 каждый, в гексане с концентрацией 0,5 мг/л, колбу на 5 мин переносят в ультразвуковую баню с мощностью 300 Вт, после чего колбу помещают на роторный испаритель, и с его помощью удаляют гексан. После удаления гексана в колбу добавляют 1 мл воды, колбу на 5 мин повторно помещают в ультразвуковую баню с мощностью 300 Вт, затем полученную дисперсию переносят в пластиковую пробирку и центрифугируют в течение 5 мин при скорости вращения ротора центрифуги 14000 об./мин. Затем в пробирку, содержащую отделенные наночастицы магнетита, эпитаксиально выращенные на наночастицах золота и модифицированные полимером, добавляют 4,9 мл водного раствора противоопухолевого препарата - доксорубицина с концентрацией 0,1 мг/мл. После этого в пробирку помещают магнитное тело для перемешивания, пробирку закрывают крышкой, подвешивают на штатив над магнитной мешалкой, включают магнитную мешалку и содержимое пробирки перемешивают в течение 12 ч. Затем пробирку открывают, в нее вводят 4,9 мл водного раствора низкомолекулярного лиганда простатического специфического мембранного антигена с концентрацией 5 мг/мл и повторно перемешивают в течение 12 ч. После этого пробирку размещают в роторе центрифуги и центрифугируют в течение 5 мин при скорости вращения ротора 14000 об/мин. При этом происходит отделение наночастиц от избытка доксорубицина и низкомолекулярного лиганда простатического специфического мембранного антигена. Осевшие наночастицы диспергируют в 0,9 мл воды. Полученную дисперсию хранят при комнатной температуре в герметично закрытой емкости без доступа света.1 mg of the obtained nanoparticle powder is placed in a round bottom flask, then 1.9 ml of a triblock copolymer solution is added thereto, consisting of a central block of polypropylene glycol with a degree of polymerization of 30 and two end blocks of polyethylene glycol with a degree of polymerization of 78 each, in hexane with a concentration of 0.5 mg / l, the flask for 5 min is transferred to an ultrasonic bath with a power of 300 W, after which the flask is placed on a rotary evaporator, and hexane is removed using it. After removing hexane, 1 ml of water is added to the flask, the flask is re-placed for 5 min in an ultrasonic bath with a power of 300 W, then the resulting dispersion is transferred to a plastic tube and centrifuged for 5 min at a rotational speed of the centrifuge rotor of 14,000 rpm. Then, 4.9 ml of an aqueous solution of the antitumor drug, doxorubicin with a concentration of 0.1 mg / ml, is added to a test tube containing separated magnetite nanoparticles epitaxially grown on gold nanoparticles and modified with a polymer. After that, the magnetic body is placed in the tube for stirring, the tube is closed with a lid, suspended on a tripod above the magnetic stirrer, the magnetic stirrer is turned on and the contents of the tube are stirred for 12 hours. Then the tube is opened, 4.9 ml of an aqueous solution of a low molecular weight prostatic specific ligand is introduced into it membrane antigen with a concentration of 5 mg / ml and re-mixed for 12 hours. After that, the tube is placed in a centrifuge rotor and centrifuged for 5 min at a rotor speed of 14000 rpm n In this case, the nanoparticles are separated from the excess doxorubicin and the low molecular weight ligand of the prostatic specific membrane antigen. The settled nanoparticles are dispersed in 0.9 ml of water. The resulting dispersion is stored at room temperature in a hermetically sealed container without access of light.

Содержание противоопухолевого препарата - доксорубицина в дисперсии модифицированных наночастиц, определенное методом спектроскопии поглощения из калибровочной кривой для ряда стандартных образцов с известной концентрацией доксорубицина, составляет 0,25 мг/мл. Концентрация дисперсии модифицированных наночастиц, определенная методом атомно-эмиссионной спектроскопии из калибровочной кривой для ряда стандартных образцов с известной концентрацией железа и золота, равна 0,93 мг/мл. Таким образом, содержание доксорубицина в модифицированных наночастицах, определенное расчетным путем из приведенных в примере данных, составляет 26,6% от массы наночастиц.The content of the antitumor drug, doxorubicin in the dispersion of modified nanoparticles, determined by absorption spectroscopy from a calibration curve for a number of standard samples with a known concentration of doxorubicin, is 0.25 mg / ml. The dispersion concentration of the modified nanoparticles, determined by atomic emission spectroscopy from a calibration curve for a number of standard samples with a known concentration of iron and gold, is 0.93 mg / ml. Thus, the content of doxorubicin in the modified nanoparticles, determined by calculation from the data given in the example, is 26.6% of the mass of the nanoparticles.

Цитотоксичность препарата (IC50) для клеточной культуры LNCaP, специфичной к низкомолекулярному лиганду простатического специфического мембранного антигена, определенная путем MTS-теста, составляет 1,68 мкг препарата/ мл культуральной среды. Цитотоксичность препарата (IC50) для контрольной клеточной культуры РС-3, определенная путем MTS-теста, составляет 9,10 мкг препарата/ мл культуральной среды.The cytotoxicity of the preparation (IC 50 ) for the LNCaP cell culture specific for the low molecular weight ligand of the prostate specific membrane antigen determined by the MTS test is 1.68 μg of the preparation / ml of culture medium. The cytotoxicity of the drug (IC 50 ) for the control cell culture of PC-3, determined by the MTS test, is 9.10 μg of the drug / ml of culture medium.

Таким образом, из приведенных примеров видно, что предложенный способ по сравнению с прототипом повышает цитотоксичность (снижает на 5-31% IC50) системы для доставки противоопухолевого препарата в клетки злокачественной опухоли - аденокарциномы предстательной железы человека.Thus, from the above examples it is seen that the proposed method compared with the prototype increases the cytotoxicity (reduces by 5-31% IC 50 ) of the system for delivering an antitumor drug to the cells of a malignant tumor - human prostate adenocarcinoma.

Claims (1)

Способ получения системы для доставки противоопухолевого препарата в клетки опухоли, включающий смешение в присутствии воды модифицированных полимером наночастиц магнетита, эпитаксиально выращенных на наночастицах золота, с органическим соединением, химически связывающимся с наночастицами и обеспечивающим селективное проникновение наночастиц внутрь клеток опухоли, и водным раствором противоопухолевого препарата с последующим отделением полученных модифицированных наночастиц центрифугированием, отличающийся тем, что в качестве модифицированных полимером наночастиц используют наночастицы, полученные путем нагрева до 120°C в атмосфере инертного газа при перемешивании смеси дифенилового эфира, олеиновой кислоты, олеиламина и 1,2-гексадекандиола, введения в смесь пентакарбонила железа, выдерживания полученной смеси с последующим введением раствора, содержащего смесь тригидрата золотохлористоводородной кислоты и олеиламина в дифениловом эфире, предварительно выдержанного в атмосфере инертного газа, повторного нагрева смеси в атмосфере инертного газа от 120°C до 250°-260°C, выдерживания смеси при 250°-260°C в течение 25-30 мин и ее охлаждения до комнатной температуры, проводимыми в атмосфере инертного газа, выдерживания смеси при комнатной температуре в присутствии воздуха, добавления в смесь одноатомного спирта и отделения наночастиц магнетита центрифугированием, с последующей их обработкой раствором полимера, выбранного из группы, включающей триблок-сополимер, состоящий из центрального блока полипропиленгликоля со степенью полимеризации 56 и двух концевых блоков полиэтиленгликоля со степенью полимеризации 101 каждый, 1,2-дистеароил-sn-глицеро-3-фосфоэтаноламин-N-[карбокси(полиэтиленгликоль) - 2000] и триблок-сополимер, состоящий из центрального блока полипропиленгликоля со степенью полимеризации 30 и двух концевых блоков полиэтиленгликоля со степенью полимеризации 78 каждый, в органическом растворителе, затем ультразвуком, с последующим удалением растворителя, введением воды, повторной обработкой ультразвуком и отделением модифицированных наночастиц центрифугированием, в качестве противоопухолевого препарата используют доксорубицин, в качестве органического соединения, обеспечивающего селективное проникновение наночастиц внутрь клеток аденокарциномы предстательной железы человека, используют низкомолекулярный лиганд простатического специфического мембранного антигена, причем наночастицы вначале обрабатывают раствором доксорубицина, затем раствором низкомолекулярного лиганда простатического специфического мембранного антигена.A method of obtaining a system for delivering an antitumor drug to tumor cells, comprising mixing in the presence of water polymer-modified magnetite nanoparticles grown epitaxially on gold nanoparticles, with an organic compound chemically binding to the nanoparticles and providing selective penetration of the nanoparticles into the tumor cells, and an aqueous solution of the antitumor drug with subsequent separation of the obtained modified nanoparticles by centrifugation, characterized in that as polymer-modified nanoparticles use nanoparticles obtained by heating to 120 ° C in an inert gas atmosphere while mixing a mixture of diphenyl ether, oleic acid, oleylamine and 1,2-hexadecanediol, introducing iron pentacarbonyl into the mixture, keeping the mixture obtained, followed by introducing a solution containing the mixture hydrochloric acid trihydrate and oleylamine in diphenyl ether, previously aged in an inert gas atmosphere, reheating the mixture in an inert gas atmosphere from 120 ° C to 2 50 ° -260 ° C, keeping the mixture at 250 ° -260 ° C for 25-30 minutes and cooling it to room temperature, carried out in an inert gas atmosphere, keeping the mixture at room temperature in the presence of air, adding monohydric alcohol to the mixture and separation of magnetite nanoparticles by centrifugation, followed by treatment with a polymer solution selected from the group comprising a triblock copolymer consisting of a central block of polypropylene glycol with a degree of polymerization of 56 and two end blocks of polyethylene glycol with a degree of polymer 101 each, 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N- [carboxy (polyethylene glycol) 2000] and a triblock copolymer consisting of a central polypropylene glycol block with a degree of polymerization of 30 and two end blocks of polyethylene glycol with a degree of polymerization 78 each, in an organic solvent, then ultrasound, followed by removal of the solvent, introduction of water, repeated sonication and centrifugation of the modified nanoparticles, doxorubicin is used as an antitumor preparation, As the organic compound providing selective penetration of nanoparticles into the cells of human prostate adenocarcinoma cells, a low molecular weight ligand of a prostatic specific membrane antigen is used, the nanoparticles being first treated with a solution of doxorubicin, then a solution of a low molecular weight ligand of a prostatic specific membrane antigen.
RU2017141376A 2017-11-28 2017-11-28 Method for producing a system for delivering an anticancer agent to tumor cells RU2657835C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017141376A RU2657835C1 (en) 2017-11-28 2017-11-28 Method for producing a system for delivering an anticancer agent to tumor cells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017141376A RU2657835C1 (en) 2017-11-28 2017-11-28 Method for producing a system for delivering an anticancer agent to tumor cells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2657835C1 true RU2657835C1 (en) 2018-06-15

Family

ID=62620222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017141376A RU2657835C1 (en) 2017-11-28 2017-11-28 Method for producing a system for delivering an anticancer agent to tumor cells

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2657835C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2359700C2 (en) * 2004-10-26 2009-06-27 Фарма Мар С.А., Сосьедад Униперсональ Pegylated liposomal doxorubicinum in combination with ecteinescidin 743
WO2014064574A1 (en) * 2012-10-24 2014-05-01 Luigi Paduano Functionalized hybrid magnetite-gold nanoparticles with core-shell structure
RU2610170C1 (en) * 2016-02-12 2017-02-08 Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический центр "БиоКлиникум" Nanomaterial for targeted delivery of anticancer agents and anticancer agents based on it

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2359700C2 (en) * 2004-10-26 2009-06-27 Фарма Мар С.А., Сосьедад Униперсональ Pegylated liposomal doxorubicinum in combination with ecteinescidin 743
WO2014064574A1 (en) * 2012-10-24 2014-05-01 Luigi Paduano Functionalized hybrid magnetite-gold nanoparticles with core-shell structure
RU2610170C1 (en) * 2016-02-12 2017-02-08 Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический центр "БиоКлиникум" Nanomaterial for targeted delivery of anticancer agents and anticancer agents based on it

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Chenjie Xu, Baodui Wang, Shouheng Sun. Dumbbell-like Au-Fe3O4 Nanoparticles for Target-Specific Platin Delivery // J. AM. CHEM. SOC.- 2009.- 131.- P. 4216-4217. *
Chenjie Xu, Baodui Wang, Shouheng Sun. Dumbbell-like Au-Fe3O4 Nanoparticles for Target-Specific Platin Delivery // J. AM. CHEM. SOC.- 2009.- 131.- P. 4216-4217. В. Н. Постнов, Е. Б. Наумышева, Д. В. Королев, М. М. Галагудза/ Наноразмерные носители для доставки лекарственных препаратов // Биоэлектроника и биосенсорика N 6(30).- 2013.- С. 16-27. *
В. Н. Постнов, Е. Б. Наумышева, Д. В. Королев, М. М. Галагудза/ Наноразмерные носители для доставки лекарственных препаратов // Биоэлектроника и биосенсорика N 6(30).- 2013.- С. 16-27. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Platelet membrane biomimetic bufalin-loaded hollow MnO2 nanoparticles for MRI-guided chemo-chemodynamic combined therapy of cancer
Zhang et al. Water-dispersible PEG-curcumin/amine-functionalized covalent organic framework nanocomposites as smart carriers for in vivo drug delivery
Rodrigues et al. Multifunctional graphene-based magnetic nanocarriers for combined hyperthermia and dual stimuli-responsive drug delivery
Massaro et al. Multicavity halloysite–amphiphilic cyclodextrin hybrids for co-delivery of natural drugs into thyroid cancer cells
Jiao et al. Redox and pH dual-responsive PEG and chitosan-conjugated hollow mesoporous silica for controlled drug release
Maity et al. Carbohydrate coated, folate functionalized colloidal graphene as a nanocarrier for both hydrophobic and hydrophilic drugs
Taleghani et al. Sugar-conjugated dendritic mesoporous silica nanoparticles as pH-responsive nanocarriers for tumor targeting and controlled release of deferasirox
Duan et al. Reversion of multidrug resistance by co-encapsulation of doxorubicin and curcumin in chitosan/poly (butyl cyanoacrylate) nanoparticles
Monteiro et al. Magnetic nanoparticles coated with cyclodextrins and citrate for irinotecan delivery
Nguyen et al. Hierarchical self-assembly of magnetic nanoclusters for theranostics: Tunable size, enhanced magnetic resonance imagability, and controlled and targeted drug delivery
CN103948934B (en) Drug nanoparticle preparation based on complexing coating and preparation method and application
Taleghani et al. Adsorption and controlled release of iron-chelating drug from the amino-terminated PAMAM/ordered mesoporous silica hybrid materials
Ignjatović et al. Chitosan oligosaccharide lactate coated hydroxyapatite nanoparticles as a vehicle for the delivery of steroid drugs and the targeting of breast cancer cells
Skorupska et al. Recent progress in solid-state NMR studies of drugs confined within drug delivery systems
Mejia-Ariza et al. The effect of PEG length on the size and guest uptake of PEG-capped MIL-88A particles
US10561747B1 (en) Multifunctional cancer targeting nanoparticles
Gupta et al. Development of biocompatible iron-carboxylate metal organic frameworks for pH-responsive drug delivery application
Massaro et al. Chemical and biological evaluation of cross-linked halloysite-curcumin derivatives
Razzaque et al. Synthesis of surface functionalized hollow microporous organic capsules for doxorubicin delivery to cancer cells
Datz et al. Biocompatible crosslinked β-cyclodextrin nanoparticles as multifunctional carriers for cellular delivery
CN109806240B (en) Polymer-modified mesoporous carbon nanoparticles and their preparation and application
Shukla et al. EGFR targeted albumin nanoparticles of oleanolic acid: In silico screening of nanocarrier, cytotoxicity and pharmacokinetics for lung cancer therapy
Ji et al. Facile fabrication of nanocarriers with yolk-shell mesoporous silica nanoparticles for effective drug delivery
CN108102004B (en) Glucan polymer, polymer micelle and drug carrier system
Shafiee et al. Synthesis of pore-size-tunable mesoporous silica nanoparticles by simultaneous sol-gel and radical polymerization to enhance silibinin dissolution