一种二膦酸盐纳米材料及其制备方法以及应用技术

本发明专利技术提供了一种二膦酸盐纳米材料的制备方法，包括以下步骤：A)采用反相微乳法将可溶性钙盐与二磷酸盐混合搅拌，得到混合液；B)将所述混合液与极性有机溶剂混合，得到纳米颗粒；C)采用聚乙二醇将所述纳米颗粒进行修饰，得到二膦酸盐纳米材料。本发明专利技术所合成的纳米材料CaBP‑PEG具有良好的水溶性，单分散性，而且具有酸响应生物可降解功能。应用本发明专利技术所合成的成纳米材料CaBP‑PEG可以选择的杀伤肿瘤相关巨噬细胞，调节肿瘤微环境，使肿瘤血管正常化，增强肿瘤内的灌注和改善肿瘤的乏氧状态。应用本发明专利技术所纳米材料CaBP‑PEG能够标记多种放射性核素实现肿瘤的显像和治疗。

A diphosphonate nano-material and its preparation method and Application

The invention provides a preparation method of diphosphonate nanomaterials, which includes the following steps: A) mixing soluble calcium salt and diphosphate by inverse microemulsion method to obtain mixed solution; B) mixing the mixed solution with polar organic solvent to obtain nanoparticles; C) using polyethylene glycol to repair the nanoparticles. Decoration, get diphosphonate nanomaterials. The nano-material CaBP_PEG synthesized by the invention has good water solubility, monodispersity and acid-responsive biodegradability. The nano-material CaBP_PEG synthesized by the invention can selectively kill tumor-related macrophages, regulate the tumor microenvironment, normalize the tumor blood vessels, enhance the perfusion in the tumor and improve the hypoxic state of the tumor. The nano-material CaBP_PEG of the present invention can label a variety of radionuclides to realize the imaging and treatment of tumors.

【技术实现步骤摘要】
一种二膦酸盐纳米材料及其制备方法以及应用
本专利技术属于纳米材料
，具体涉及一种二膦酸盐纳米材料及其制备方法以及应用。
技术介绍
癌症是21世纪威胁人类健康的几种重大恶性疾病之一，每年造成全球数以百万计的死亡。放疗是目前治疗癌症的主要方法之一，可以通过外部射线或者体内输送核素到肿瘤部位，利用X射线或者核素发射的α和β射线有效的杀伤肿瘤细胞。在肿瘤治疗过程，发现肿瘤内大量的肿瘤相关巨噬细胞与较差的术后密切相关。主要极化为M2型的肿瘤相关巨噬细胞有效的促进了肿瘤的生长、转移、浸润和免疫逃逸，加重了肿瘤的乏氧，而且放疗还有诱导骨髓来源的肿瘤相关巨噬细胞在肿瘤的大量募集。因此，有效的清除肿瘤相关巨噬细胞对提升放疗效果具有重大的意义。二膦酸盐是目前临床使用的抗骨质疏松，抗骨转移药物，对单核细胞，破骨细胞和巨噬细胞有较强的选择性毒性。但是带负电荷的二膦酸盐难以穿透细胞膜，对肿瘤相关巨噬细胞的选择性杀伤较弱。传统的将二膦酸盐载入脂质体的方法较为复杂，稳定性较差，而且效率低下。采用简单的方法利用二膦酸盐合成稳定的纳米颗粒，并进一步的标记多种放射性核素，实现成像引导下的肿瘤相关巨噬细胞清除和肿瘤核素治疗还没有报道过。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种二膦酸盐纳米材料及其制备方法以及应用，本专利技术提供的二膦酸盐纳米材料可标记多种核素。本专利技术提供了一种二膦酸盐纳米材料的制备方法，包括以下步骤：A)采用反相微乳法将可溶性钙盐与二磷酸盐混合搅拌，得到混合液；B)将所述混合液与极性有机溶剂混合，得到纳米颗粒；C)采用聚乙二醇将所述纳米颗粒进行修饰，得到二膦酸盐纳米材料。优选的，所述步骤A)具体为：A1)将二磷酸盐溶液和多巴溶液分散于微乳液中，得到磷相微乳液；A2)将可溶性钙盐的水溶液分散于微乳液中，得到钙相微乳液；A3)将所述磷相微乳液滴加至所述钙相微乳液中，混合搅拌，得到混合液。优选的，所述微乳液由CO-520、TritonX-100、正己醇以及环己烷混合而成，所述二磷酸盐选自氯膦酸二钠或唑来膦酸，所述可溶性钙盐选自氯化钙或硝酸钙。优选的，所述步骤C)具体为：将所述纳米颗粒分散于非极性有机溶剂中，用二棕榈酰磷脂酰胆碱，胆固醇和1,2-二硬脂酰-SN-甘油-3-磷酰乙醇胺-N-氨基-聚乙二醇修饰纳米颗粒。本专利技术还提供了一种上述制备方法制备得到的二膦酸盐纳米材料。本专利技术还提供了一种上述二膦酸盐纳米材料在制备用于检测并治疗癌症的治疗剂中的应用。本专利技术还提供了一种放射性核素标记的二膦酸盐纳米材料，由放射性核素与上述二膦酸盐纳米材料制备而成。本专利技术还提供了一种上述放射性核素标记的二膦酸盐纳米材料在肿瘤成像中的应用，所述放射性核素为阳离子核素。本专利技术还提供了一种上述放射性核素标记的二膦酸盐纳米材料在制备用于肿瘤治疗的药物中的应用，所述放射性核素为阴离子核素。与现有技术相比，本专利技术提供了一种二膦酸盐纳米材料的制备方法，包括以下步骤：A)采用反相微乳法将可溶性钙盐与二磷酸盐混合搅拌，得到混合液；B)将所述混合液与极性有机溶剂混合，得到纳米颗粒；C)采用聚乙二醇将所述纳米颗粒进行修饰，得到二膦酸盐纳米材料。本专利技术所合成的纳米材料CaBP-PEG具有良好的水溶性，单分散性，而且具有酸响应生物可降解功能。应用本专利技术所合成的成纳米材料CaBP-PEG可以选择的杀伤肿瘤相关巨噬细胞，调节肿瘤微环境，使肿瘤血管正常化，增强肿瘤内的灌注和改善肿瘤的乏氧状态。应用本专利技术所纳米材料CaBP-PEG能够标记多种放射性核素实现肿瘤的显像和治疗。附图说明图1为本专利技术合成纳米材料CaBP-PEG合成示意图；图2为实施例1中合成纳米材料电子显微镜图像；图3为实施例1中纳米材料的动态光散射图；图4为实施例2中纳米材料在不同酸度下透射电镜图像；图5为实施例2中纳米材料在不同酸度下释放二膦酸盐药物；图6为实施例3中纳米材料被RAW细胞摄取；图7为实施例4中纳米材料对不同细胞的杀伤能力；图8为实施例5中纳米材料CaBP-PEG标记放射性核素99mTc示意图；图9为实施例6中CaBP(99mTc)-PEG纳米材料通过尾静脉注射到活体内对肿瘤的单光子发射计算机化断层显像；图10为实施例7中CaBP(99mTc)-PEG纳米材料在生物体内血液循环；图11为实施例7中CaBP(99mTc)-PEG纳米材料在生物体内24小时后分布；图12为实施例8中CaBP-PEG纳米材料处理后小鼠肿瘤内单核细胞比例；图13为实施例8中CaBP-PEG纳米材料处理后小鼠肿瘤内M2型巨噬细胞比例；图14为实施例8中CaBP-PEG纳米材料处理后小鼠肿瘤内肿瘤相关巨噬细胞的免疫荧光图像；图15为实施例8中CaBP-PEG纳米材料处理后小鼠血清白介素10水平；图16为实施例8中CaBP-PEG纳米材料处理后小鼠血清白介素12水平；图17为实施例8中CaBP-PEG纳米材料处理后小鼠血清肿瘤坏死因子α水平；图18为实施例8中CaBP-PEG纳米材料处理后小鼠血清干扰素γ水平；图19为实施例9中CaBP-PEG纳米材料处理后小鼠肿瘤内灌注伊文思蓝图像；图20为实施例9中CaBP-PEG纳米材料处理后小鼠肿瘤内灌注伊文思蓝相对含量；图21为实施例10中CaBP-PEG纳米材料处理后小鼠肿瘤内饱和氧的光声图像；图22为实施例10中CaBP-PEG纳米材料处理后小鼠肿瘤内饱和氧含量；图23为实施例10中CaBP-PEG纳米材料处理后小鼠肿瘤内平均血红蛋白的灌注量；图24为实施例11中CaBP-PEG纳米材料处理后，小鼠肿瘤内乏氧和血管免疫荧光图像；图25为实施例11中CaBP-PEG纳米材料处理后，小鼠肿瘤内乏氧和血管免疫荧光信号强度；图26为实施例11中CaBP-PEG纳米材料处理后，小鼠肿瘤内有效扩张的血管数目；图27为实施例12中CaBP-PEG纳米材料处理后，小鼠肿瘤内乏氧诱导因子的免疫荧光图像；图28为实施例12中CaBP-PEG纳米材料处理后，小鼠肿瘤内乏氧诱导因子的免疫荧光信号的强度；图29为实施例13中纳米材料CaBP-PEG标记放射性治疗核素32P过程示意图；图30为实施例13中纳米材料CaBP-PEG标记放射性治疗核素32P标记稳定性；图31为实施例14中纳米材料CaBP(32P)-PEG对4T1癌细胞毒性；图32为实施例15中不同处理后荷瘤小鼠肿瘤生长曲线；图33为实施例15中不同处理后13天后荷瘤小鼠肿瘤照片；图34为实施例15中不同处理后小鼠肿瘤切片HE和TUNEL染色。具体实施方式本专利技术提供了一种二膦酸盐纳米材料的制备方法，包括以下步骤：A)采用反相微乳法将可溶性钙盐与二磷酸盐混合搅拌，得到混合液；B)将所述混合液与极性有机溶剂混合，得到纳米颗粒；C)采用聚乙二醇将所述纳米颗粒进行修饰，得到二膦酸盐纳米材料。本专利技术采用反相微乳法将可溶性钙盐与二磷酸盐混合搅拌，得到混合液。本专利技术首先配置微乳液，在本专利技术中，所述微乳液由CO-520、TritonX-100、正己醇以及环己烷混合而成。其中，所述CO-520、TritonX-100、正己醇以及环己烷的体积比优选为4.35：2.25：1.5：21.9。接着，配置磷相微乳液与钙相微乳液。然后将磷相微乳液滴加至钙相微乳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二膦酸盐纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A)采用反相微乳法将可溶性钙盐与二磷酸盐混合搅拌，得到混合液；B)将所述混合液与极性有机溶剂混合，得到纳米颗粒；C)采用聚乙二醇将所述纳米颗粒进行修饰，得到二膦酸盐纳米材料。

【技术特征摘要】
1.一种二膦酸盐纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A)采用反相微乳法将可溶性钙盐与二磷酸盐混合搅拌，得到混合液；B)将所述混合液与极性有机溶剂混合，得到纳米颗粒；C)采用聚乙二醇将所述纳米颗粒进行修饰，得到二膦酸盐纳米材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A)具体为：A1)将二磷酸盐溶液和多巴溶液分散于微乳液中，得到磷相微乳液；A2)将水溶性钙盐的水溶液分散于微乳液中，得到钙相微乳液；A3)将所述磷相微乳液滴加至所述钙相微乳液中，混合搅拌，得到混合液。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述微乳液由CO-520、TritonX-100、正己醇以及环己烷混合而成，所述二磷酸盐选自氯膦酸二钠或唑来膦酸，所述可溶性钙盐选自氯化钙或硝酸钙。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庄，杨凯，田龙龙，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32