一种包含鞣花酸的富勒烯纳米颗粒组合物的制作方法

本发明是巴克明斯特富勒烯与鞣花酸、木犀草素以及磷酸二钠官能团以选定组合的组合物，以及用于预防或治疗慢性呼吸系统疾病如慢性阻塞性肺疾病(copd)的方法，并有助于治疗与癌症相关或与易感细胞诱发癌症倾向相关的不受控制的细胞增殖、肿瘤、退行性恶性肿瘤和慢性炎症性疾病。这些相同的特性促进皮肤抗衰老的用途，并且促进局部颊组织的预防性健康。当用作药物或食物补充剂以维持或重建良性健康细胞稳态时，递送方法包括摄入、局部施用吸入或注射。

背景技术：

1、据估计，组织间80％或更多的癌症风险变异是由环境因素引起的。这些因素导致基因改变，从而引起不受控制的恶性细胞增殖或癌症。这些改变造成细胞代谢失衡，导致未消化的蛋白质、错误折叠的蛋白质以及炎症分子片段的堆积。个体的死亡可能源自于健康细胞的分解代谢(蛋白质分解)控制不良。这一过程的一部分可能是由于转移为癌症的肿瘤或恶性细胞不受控制的增值，侵占了关键的代谢资源引起的。合成代谢是指以糖和氨基酸为原料，构建健康细胞组织。癌症避免策略中的一个方面是帮助重新维持分解代谢和合成代谢之间的适当平衡。因此，一直在寻找能够纠正细胞能量代谢的错误重编程的癌症预防方案或治疗方法。已发现以下因素对于细胞代谢功能失调的进展有贡献：氧化还原过程的改变、持续的抗增殖信号传导、生长抑制因子的逃避、侵袭(转移激活)、增强的复制永生性、血管生成和对细胞死亡的抵抗力。

2、科学家和医务工作者们的共识是，氧化应激在细胞代谢疾病和癌症的发展中发挥了重要作用。当前的一些治疗策略强调在分子或颗粒中设计多种功能特性，使其能够靶向与细胞代谢疾病发展相关的多种酶或受体，使它们同时发挥作用以避免或纠正导致癌症的功能失调。其中，几种天然抗氧化剂因其捕获和清除自由基的能力而闻名，它们是植物中的生物类黄酮和多酚类成分，具有众所周知的抗氧化、抗突变、抗癌和抗高血糖活性，同时还具有保护心脏的作用。这些特性源于抵御特别是活性氧(ros)(如羟基和硝酸根自由基)的能力。ros与对基本细胞成分造成损害有关。鞣花酸实现这一效果的方式之一是减少细胞耗氧量，进而提供调节新陈代谢的功能。

3、多项研究表明，鞣花酸多酚对于因细胞氧化应激损伤而引起的多种慢性病有益，包括多种癌症、心血管疾病和神经退行性疾病。此外，鞣花酸具有显著的抗菌和抗病毒的特性，可用于愈合伤口。

4、在这些众所周知的作用中，针对于鞣花酸抗癌特性的体外研究以及小鼠研究通过证明癌细胞增值抑制作用，从而备受关注。通过显著降低三磷酸腺苷水平同时降低线粒体内膜上存在的电位来减少恶性细胞增殖。鞣花酸还被证明可以激活有益的腺苷单磷酸蛋白激酶(ampk)，并减少癌细胞中的缺氧诱导因子1-α(hif1a)。当前对癌症生物学以及血管生成、能量代谢、细胞存活和肿瘤侵袭性的理解已经强有力地证实了hif1a的失调和过表达。然而，这些作用目前还无法被开发成任何重要药物，并且也未被证明对于人类饮食具有显著保护作用。

5、目前改进药物和营养保健品的发展趋势是创造新药剂，其可以将观察到的最佳抗氧化效果与证明对细胞信号传导的控制的某种药理学分子的设计结合起来。然而，至少对于鞣花酸，在这些领域中的任何一个领域的实践减少并未像预想的那样成功。

6、使用鞣花酸改善健康的一个重要限制是其在生理条件下的稳定性较差。。这解释了其生物利用度差以及通过身体运输到需要预防性保护或抗增殖治疗的靶向组织的原因。鞣花酸的溶解度为每升水0.0097克，这使得它很难溶解用于治疗目的。另外，人体在一小时内显著分解一半以上的鞣花酸的血浆吸收水平。然而，即便在到达血浆之前，，以口服形式消耗的鞣花酸也会被胃肠道微生物群显著代谢，以一次去除一个侧羟基，形成一系列的三种尿石素。

7、虽然鞣花酸的有益作用有很大希望，，但仍需要对已知策略进行改进，以提高其较差的口服生物利用度。此外，尝试将其封装在微球或脂质载体中以用作载体，或尝试进行用作载体的聚合物基质中的分子分散未能保护鞣花酸在消化过程中不被氧化，从而发挥最大功效。

8、鞣花酸使用的另一个显著限制是通过适当的细胞信号传导将该物质靶向功能失调的细胞的成熟度不高。鞣花酸应用中的此类设计失败归因于对细胞信号传导功能的不完全理解和为疾病发展的一部分的蛋白质信息传递效应。细胞信号的相互作用始于细胞膜上的表面电荷。表面电荷与细胞质、蛋白质、脱氧核糖核酸(dna)以及细胞的脂质膜相接触。一些信号传导区域，如线粒体的内质网，可能无法充分参与与肿瘤和癌症发展相关的氧化还原。这种不足，连同与衰老过程相关的活性氧(ros)，被认为会导致用于保证正常细胞呼吸的电子传递周期出现功能失调，其结果可能是产生错误折叠的蛋白质和与多种癌症以及肿瘤生长有关的失控的细胞增殖。

9、还原和氧化(redox)之间的微妙化学平衡运行着线粒体并驱动细胞功能。基因编码和环境诱导的合成代谢和分解代谢的错误发展会损害细胞的健康和良性。线粒体释放ros的特征为过氧化氢(h2o2)以及多种参与redox控制的生物分子。nadph水平可能会下降，并导致其前体烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nad+)浓度的降低。这导致[nadp+]/[nadph]比率水平升高，从而引发一系列的病理效应。这些效应包括氧化应激增强、线粒体电子传递链功能障碍以及促进组织炎症。

10、众所周知并被广泛报道的是，鞣花酸多酚可导致抗增殖p53蛋白表达上调。据报道，鞣花酸可以在体外抑制已明确表征的标准癌症hepg2细胞增殖中发挥重要作用。这些现象也可能与核因子kappa b(nf-b)活性的降低有关，从而激活线粒体死亡通路，其与线粒体膜电位丧失、细胞色素c释放以及caspase-3激活有关。然而，鞣花酸多酚在体内靶向癌细胞线粒体的有效传输和稳定性仍存在问题。

11、已经或正在继续开发靶向线粒体中众所周知的nadph和超氧化物歧化酶(sod)的细胞作用的新型独特的抗炎组合物，用于治疗导致炎症和疾病的多种病理细胞病症。这些疾病包括但不限于癌症、认知能力下降、关节炎、糖尿病、血管疾病、神经系统疾病和结肠炎。目前，多种功能被设计至这类物质中，以允许抗肿瘤坏死因子α(抗tnfa)和抗炎症白细胞介素(例如抗il-6以及抗il-1)疗法。这类多功能组合物正通过临床试验及其一系列结果测试其功效。这些物质还被视为可干预衰老过程的措施，以评估任何治疗方法是否可以改善老年人的健康寿命。不幸的是，许多这些治疗物质或者组合物不具有生物利用度，难溶于水并且不能通过细胞膜。当封装在水溶性的聚合物胶束中时，平均尺寸约为100纳米左右的窄尺寸分布的纳米颗粒通常可实现约10％的载药量，这表明此类物质的完全分散性，但这样做会导致治疗剂被大量掩盖或完全掩盖，并使其对癌细胞的靶向性较差。生物利用度和靶向性的双重问题仍然是多功能抗增殖预防和治疗组合物的商业和医疗成功的重大障碍。

12、然而，其他治疗方法或者组合物的治疗设计所基于的理念是利用有毒化学品、辐射或具有两者的一些组合去选择性的毒害恶性细胞和功能失调细胞。这一理念已经取得了有限的成功，但仍有许多情况未能解决，甚至因使用这类方法而使结果恶化。尽管这一领域正在取得一些渐进的进展但由于最先进的治疗不够全面而造成的生命损失和对家庭和社会的严重经济影响仍然是社会难以承受的负担。

13、因此，需要一种新的治疗策略或独特的材料，用于在不可逆或危及生命的损害进展之前赋予细胞保护并预防、减轻或逆转由细胞功能障碍引起的癌症病理或疾病。理想的是，这种良性治疗应包含通过去除氧化源和自由基生成来预防性地增强dna稳定性。据信本发明提供了组合物，其具有生物和电化学设计以赋予多种治疗和预防功能。不同载体制剂的使用使得能够采用适合该组合物的施用方法。

技术实现思路

1、本发明是纳米颗粒团簇，由氧化态为3的磷酸盐共价衍生的碳富勒烯以及鞣花酸多酚部分组成，其中该物质是由至少一个羰基(c＝o)与富勒烯磷酸盐的芳香区键合的π-羰基。侧挂的酸性磷酸盐与阳离子(优选钠)中和，以形成磷酸二钠基团，其包含表面活性剂性质并通过磷酸盐硫化反应具有病毒蛋白酶抑制功能。这种新颖而独特的富勒烯组合物具有反映富勒烯独特的自由基清除化学功能、酸性多酚的抗增殖功能以及阳离子磷酸二钠的蛋白酶控制功能的特性。

2、这些组合功能的结果是通过引入增强的redox可逆性，为功能失调、衰老或恶性细胞的正确重新整合留出时间，并且直接灭活线粒体中和细胞器表面膜上的活性氧(ros)，以重建功能性细胞稳态。

3、一方面，π-羰基键合的多酚官能团的功能是控制可能导致功能障碍细胞中蛋白质和肽聚合的活性氧。

4、在相关方面，鞣花酸、木犀草素和核心富勒烯c60之间的π-羰基键官能提供了一种新颖的体内稳定性的设计，可抵抗消化过程。

5、另一方面，鞣花酸和木犀草素与富勒烯磷酸五二钠(fdsp)的组合物用于使用吸入递送至需要治疗的患者(人或动物)的肺部和气道的方法来治疗copd。

6、在相关方面，fdsp-鞣花酸-木犀草素组合物用于使用吸入递送至患有这种类型的慢性炎性支气管炎的患者的方法来治疗谷热病，一种肺部和气道的真菌感染。

7、另一方面，来自富勒烯的磷酸钠侧链的功能是通过含有磷酸盐官能团的组合物的硫化反应来控制病毒蛋白酶以及抑制或显著减少恶性、致癌病毒的病理影响。

8、另一方面，c60-鞣花酸-木犀草素-磷酸二钠或c60-鞣花酸-磷酸二钠中的磷酸盐官能团的表面活性剂特性独特地增强了鞣花酸抗癌能够进入并扩散到肿瘤细胞和癌细胞通常表达的非常难以渗透的疏水区域的活性。

9、另一方面，c60-鞣花酸-木犀草素-磷酸二钠促进了内源性p53蛋白在人体内的功能寿命，进而避免该蛋白被循环利用，并使其能够继续进行普通的dna修复，其中该方面会导致对未来癌症的更强抵抗力。

10、另一方面，核心富勒烯分子的存在是通过高负电荷密度获取导致从疏水性肿瘤蛋白中提取和隔离阳离子来拆解干扰先天免疫反应的蛋白质之间的有害盐桥。

11、在相关方面，本发明的组合物引导由核心富勒烯分子的高电荷存储密度引起的线粒体信号。当与侧链基团的功能相结合时，计量出存储的电子或质子的能力同时起到淬灭自由基的作用，有助于调节氧化磷酸化过程。这种调节反过来通过自我调节细胞呼吸、蛋白质合成(合成代谢)、蛋白质利用和再循环(分解代谢)之间的平衡来调节细胞内稳态，防止线粒体膜超极化。

12、在相关方面，富勒烯螯合能力充当自由基重组和解毒中心，从而减少炎症，增强先天免疫能力，同时减少自身免疫性疾病对组织造成损害的倾向。

13、另一方面，fdsp鞣花酸木犀草素组合物被隔离食品级transcarpathian沸石(斜发沸石)的孔隙中，用于口服组合物的定时释放递送的目的。

14、另一方面，将fdsp鞣花酸木犀草素组合物加热以形成纳米气溶胶，用于立即吸入递送至肺部的目的，从而提供进入血液系统的通路以便快速释放所施用的吸入剂组合物。

15、本领域技术人员通过参考下述说明书、权利要求以及附图将进一步理解并领会本发明的这些以及其他优点。

16、参考相关附图详细描述一些实施方案。附加的实施方案、特征和/或优点将从随后的描述中变得显而易见或者可以通过实践本发明而获悉。在未按比例绘制的附图中，在整个描述中相同的标号指代相同的特征。下面的描述不应被视为限制性的，而是仅用于描述本发明的一般原理。