一种高度生物相容性纳米级超声造影剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种高度生物相容性纳米级超声造影剂及其制备方法与应用。本发明专利技术中的纳米级超声造影剂是以全氟己烷为核心，以壳聚糖、棕榈酸、卵磷脂为壳膜材料，全氟己烷作为核心可显著提高造影剂的产出效率，并使超声造影剂的结构更加稳定。所述的高度生物相容性纳米级超声造影剂的粒径为300～900nm，平均粒径为519.6±72.66nm，在纳米级范围，能穿过肿瘤组织血管壁间隙，对于肿瘤的治疗具有靶向性和高效性；该造影剂具有较强的体内增强显像能力，较高的药物包封率及载药量，生物安全性高。

A highly biocompatible nano ultrasound contrast agent and its preparation and Application

The invention relates to a highly biocompatible nanometer ultrasound contrast agent and a preparation method and application thereof. The nano-sized ultrasound contrast agent in the invention takes perfluorohexane as the core, chitosan, palmitic acid and lecithin as the shell membrane material, and perfluorohexane as the core can significantly improve the output efficiency of the contrast agent and make the structure of the ultrasound contrast agent more stable. The highly biocompatible nano ultrasound contrast agent has a particle size of 300-900nm and an average particle size of 519.6 \u00b1 72.66nm. In the nano scale range, it can pass through the vascular wall space of tumor tissue and has targeted and high efficiency for the treatment of tumor. The contrast agent has strong in vivo enhanced imaging ability, high drug encapsulation rate and drug loading, and high biological safety.

【技术实现步骤摘要】
一种高度生物相容性纳米级超声造影剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种高度生物相容性纳米级超声造影剂及其制备方法与应用，属于超声分子影像学

技术介绍
随着超声分子成像技术和生物纳米技术的迅猛0发展，纳米级超声造影剂发展迅速，越来越多的关于载药纳米系统的研究已经证明了它们在癌症治疗中的潜在重要性。纳米给药系统的优点在于能够将集中剂量的药物，以体内肿瘤组织为目标，输送到特定区域。纳米给药系统不仅增加了药物对肿瘤的局部作用，而且减少了化疗药物在血液循环过程中进入其他组织的副作用。然而，大多数纳米药物缓释系统在临床实际应用中仍面临一些问题，例如，如何在纳米药物缓释系统聚集并粘附于肿瘤细胞后增加向细胞内的释放，无法实时观察和控制治疗过程。因此，在治疗过程中不可能对治疗方案进行进一步的评价和改进。超声引导下药物传递系统可以通过超声靶向微泡破坏增强细胞质膜可逆通透性，使药物有效进入肿瘤细胞。这种方法可以同时通过体外超声成像实时精准的观察治疗过程。超声引导药物传递系统正成为靶向治疗研究的热点之一。为了更容易穿透新生血管内皮细胞间隙，超声造影剂的粒径由微米逐渐减小到纳米。随着纳米级超声造影剂的研究和临床应用的不断深入，其安全性引起了人们的广泛关注，注射用造影剂在临床应用前必须保证生物安全性。在所有用于纳米级超声造影剂的材料中，蛋白质材料可能引起过敏反应。许多固定剂或表面活性剂如戊二醛和吐温对人体有害，而高分子材料对人体安全构成潜在风险。因此，迫切需要制备安全性高、疗效确切的纳米级超声造影剂。壳聚糖是自然界中常见的一种天然多糖。大量的研究表明，壳聚糖具有良好的生物相容性和生物降解性，并具有抗菌和抗肿瘤的特性。中国专利文献CN106139174A(申请号201610693711.0)提供了一种包裹液态氟碳的基于壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂的制备方法，是通过酰化反应对羧甲基壳聚糖进行改性，合成具有两亲性的正己酰羧甲基壳聚糖，在此基础上加入液态氟碳，采用超声乳化方法制得由液态氟碳内核和壳聚糖衍生物外壳构成的纳米级超声造影剂。该专利技术制备得到的纳米级超声造影剂带负电荷，合成的正己酰羧甲基壳聚糖使用了壳聚糖的活跃氨基，不利于造影剂携载药物，并且在制备过程中使用的材料正己酸酐和甲醇都是有毒物质，若无法完全除去则其生物安全性无法保障。中国专利文献CN109260480A(申请号201811219930.0)公开了一种携载阿霉素的壳聚糖纳米级超声造影剂及其制备方法与应用，该纳米级超声造影剂是以壳聚糖为壳膜，阿霉素(DOX)和全氟丙烷气体包裹在壳聚糖壳膜内部，具有较强的增强显像能力，该专利技术制备的纳米级超声造影剂的形态为纳米液泡，全氟丙烷纳米液泡产出率低，稳定性较差。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高度生物相容性纳米级超声造影剂及其制备方法与应用，本专利技术中的纳米级超声造影剂是以全氟己烷为核心，以壳聚糖、棕榈酸、卵磷脂为壳膜材料，全氟己烷作为核心可显著提高造影剂的产出效率，并使超声造影剂的结构更加稳定。该造影剂具有较强的体内增强显像能力，较高的药物包封率及载药量，生物安全性高。本专利技术还提供了上述纳米级超声造影剂在负载抗肿瘤药物和体内治疗肿瘤中的应用。术语说明：室温：具有本领域技术人员公知的含义，一般是指25±2℃。本专利技术的技术方案如下：一种高度生物相容性纳米级超声造影剂，所述纳米级超声造影剂以壳聚糖、棕榈酸、卵磷脂为壳膜，壳膜内部包裹有全氟己烷，所述纳米级超声造影剂的粒径为300～900nm。根据本专利技术优选的，所述棕榈酸和卵磷脂的质量比为1:4，所述卵磷脂和壳聚糖的质量比为(1～2):4。上述高度生物相容性纳米级超声造影剂的制备方法，步骤如下：(1)将棕榈酸加热溶解于超纯水中得棕榈酸溶液，将棕榈酸溶液与卵磷脂混合于超纯水中，再加入溶解于超纯水的壳聚糖溶液，室温下涡旋混匀，得混合溶液；(2)向步骤(1)制得的混合溶液中加入全氟己烷，室温下涡旋混匀，乳化(1～3)min，得乳化产物；(3)将步骤(2)制得的乳化产物稀释后超滤离心，即得高生物相容性纳米级超声造影剂。根据本专利技术优选的，步骤(1)中所述棕榈酸和卵磷脂的质量比为1:4，所述混合溶液中棕榈酸的浓度为0.1～0.2g/L，其中棕榈酸纯度≥99％，购自sigma，产品编号200-312-9；卵磷脂购自sigma，产品编号232-715-0。根据本专利技术优选的，步骤(1)中所述卵磷脂和壳聚糖的质量比为(1～2):4，其中壳聚糖的分子量为100～300kD，购自sigma，产品编号MFCD00161512。根据本专利技术优选的，步骤(2)中所述全氟己烷在混合溶液中的体积百分比为0.2～0.4％。根据本专利技术优选的，步骤(3)中所述稀释的倍数为5～10倍。根据本专利技术优选的，步骤(3)中所述超滤离心使用的超滤离心管的截留分子量为30KD。根据本专利技术优选的，步骤(3)中所述超滤离心为500-1000rpm离心1-5min。上述高度生物相容性纳米级超声造影剂在携载阿霉素制备抗肿瘤药物中的应用。上述未作详细说明的实验步骤均按照本
常规操作进行。本专利技术的技术特点：本专利技术以壳聚糖、棕榈酸和卵磷脂为壳膜材料，以全氟己烷为内核得到乳化产物，超滤离心后得到粒径较小且均匀的纳米级超声造影剂。壳聚糖、棕榈酸和卵磷脂均具有良好的生物相容性和生物降解性，是良好的用于制备超声造影剂的材料，另外，棕榈酸和卵磷脂都带有负电荷，与带正电的壳聚糖通过正负电荷吸引形成纳米滴的外壳。同时卵磷脂也是表面活性剂(既有疏水基团也有亲水基团)，容易形成外部亲水内部疏水(内核全氟己烷不溶于水)的纳米液滴结构。有益效果：1、本专利技术制备的高度生物相容性纳米级超声造影剂，是以壳聚糖、棕榈酸、卵磷脂为壳膜，全氟己烷包裹在壳膜内部的纳米液滴，所述超声造影剂的粒径为300～900nm，平均粒径为519.6±72.66nm，在纳米级范围，能穿过肿瘤组织血管壁间隙，对于肿瘤的治疗具有靶向性和高效性。2、本专利技术制备的高度生物相容性纳米级超声造影剂以全氟己烷液体为核心，全氟己烷可以显著提高造影剂的产出效率，出泡率高，并使超声造影剂的结构更加稳定，25℃放置6小时后，仍没有明显的形态上的变化。3.本专利技术制备的纳米级超声造影剂体内生物相容性高、生物安全性高，80mg/kg小鼠尾静脉注射无明显毒性。4、本专利技术制备的高度生物相容性纳米级超声造影剂具有较强的体内增强显像能力，而且可以在较长的时间内维持显影，还具有较高的药物包封率及载药量。5、本专利技术采用超声辐照的方式利用本专利技术制备的高度生物相容性纳米级超声造影剂对肿瘤进行治疗，一方面可以增强纳米级超声造影剂显影，另一方面可以借助超声辐照产生的声孔效应促进携载药物或小分子更多的进入肿瘤细胞内，实现诊疗一体化。6、本专利技术制备的高度生物相容性纳米级超声造影剂携载药物进入体内联合超声治疗能显著提高药物的提取，有利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高度生物相容性纳米级超声造影剂，其特征在于，所述纳米级超声造影剂以壳聚糖、棕榈酸、卵磷脂为壳膜，壳膜内部包裹有全氟己烷，所述纳米级超声造影剂的粒径为300～900nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种高度生物相容性纳米级超声造影剂，其特征在于，所述纳米级超声造影剂以壳聚糖、棕榈酸、卵磷脂为壳膜，壳膜内部包裹有全氟己烷，所述纳米级超声造影剂的粒径为300～900nm。


2.如权利要求1所述的高度生物相容性纳米级超声造影剂，其特征在于，所述棕榈酸和卵磷脂的质量比为1:4，所述卵磷脂和壳聚糖的质量比为(1～2):4。


3.权利要求1所述的高度生物相容性纳米级超声造影剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)将棕榈酸加热溶解于超纯水中得棕榈酸溶液，将棕榈酸溶液与卵磷脂混合于超纯水中，再加入溶解于超纯水的壳聚糖溶液，室温下涡旋混匀，得混合溶液；
(2)向步骤(1)制得的混合溶液中加入全氟己烷，室温下涡旋混匀，乳化(1～3)min，得乳化产物；
(3)将步骤(2)制得的乳化产物稀释后超滤离心，即得高生物相容性纳米级超声造影剂。


4.如权利要求3所述的高度生物相容性纳米级超声造影剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述棕榈酸和卵磷脂的质量比为1:4，所述混合溶液中棕榈酸的浓度为0.1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，周晓莹，时丹丹，郭鲁，商蒙蒙，孙霄，孟冬，刘欣欣，赵亚丁，
申请(专利权)人：山东大学齐鲁医院，
类型：发明
国别省市：山东;37