石墨烯基复合材料、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开一种石墨烯基复合材料及其制备方法和应用，包括修饰有两亲性表面活性剂的石墨烯、相变材料和药物；其中，所述石墨烯的片径尺寸为100～300nm，层数为1～10层；所述两亲性表面活性剂和所述相变材料适用于人体或动物体且无毒害，所述相变材料的相变温度为38-45℃；所述药物为治疗肿瘤的药物。本发明专利技术通过选用特定尺寸的高品质石墨烯制备含药物分子的石墨烯基复合材料，并在微波的作用下，实现原位的药物释放，达到化疗和热疗的联合治疗，共同作用以杀死肿瘤细胞。共同作用以杀死肿瘤细胞。共同作用以杀死肿瘤细胞。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯基复合材料、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及生物医药材料领域，具体涉及石墨烯基复合材料、制备方法及在肿瘤治疗领域的应用。

技术介绍

[0002]癌症(恶性肿瘤)是严重危害人类健康的难治疾病之一，每年都具有较高的发病率和死亡率。因此，对于肿瘤形成及治疗方法的研究，目前己经成为研究人员的研究重点和热点。近年来，生物医学与纳米技术的结合为癌症的治疗带来了新机遇。具有独特的光学、磁学、电学和声学等理化性质的纳米药物为重大疾病的预防、诊断和治疗带来了新思路。
[0003]石墨烯的性质优异，拥有极大的比表面积，极高的杨氏模量和电子迁移率以及最高的热导率等，同时具有优异的化学稳定性和生物相容性，使得其在传感器、催化、能源、生物等领域具有极大的应用前景。借助于拥有巨大比表面积的石墨烯，可有效负载药物，实现体内药物的释放。目前而言，研究较多的是氧化石墨烯在生物体内的应用，但是氧化石墨烯的制备方法以Hummers方法(W.S.Hummers,et al.J.Am.Chem.Soc.1958,80,1339)为主，伴随而来的是石墨烯品质较差，纯度较低，含氧量较高，并且后处理复杂以及污染严重等问题。而且通常在生物体内利用氧化石墨烯时，均需要将其进行破碎处理得到小于200nm的石墨烯片层，繁琐耗时。
[0004]除此之外，随着纳米材料作为药物载体在生物医药方面的广泛应用，如何让纳米材料同时兼具肿瘤热疗和化疗的联合治疗，已成为关注的焦点。而最近，新兴的微波热疗技术由于穿透深度深、副作用小等，逐渐得到了众多研究者的青睐，而相关的研究还处于研究起步阶段。发展一种基于微波热疗和化疗相结合的纳米复合材料具有极其重大的意义。

技术实现思路

[0005]为克服上述缺陷，本专利技术提供一种石墨烯基复合材料、制备方法及应用。
[0006]本专利技术一方面提供一种石墨烯基复合材料，包括修饰有两亲性表面活性剂的石墨烯、相变材料和负载的药物；所述石墨烯的片径尺寸为100～300nm，层数为1～10层；所述两亲性表面活性剂和所述相变材料适用于人体或动物体且无毒害，所述相变材料的相变温度为38-45℃；所述药物为治疗肿瘤的药物。
[0007]根据本专利技术的一实施方式，所述石墨烯中氧的元素含量百分比低于5％、拉曼光谱中D峰强度与G峰强度的比值小于0.5。
[0008]根据本专利技术的另一实施方式，所述相变材料为1-十四醇。
[0009]根据本专利技术的另一实施方式，所述药物为脂溶性药物，优选阿帕替尼。
[0010]根据本专利技术的另一实施方式，所述两亲性表面活性剂选自聚乳酸-羟基乙酸共聚物-聚乙二醇(PLGA-PEG)、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇(DSPE-PEG)、聚马来酸酐-十八烯-聚乙二醇(C18PMH-PEG)中的一种或多种，其中聚乙二醇的分子量≥2000。
[0011]本专利技术另一方面提供一种石墨烯基复合材料的制备方法，包括：S1，利用微波等离
子体化学气相沉积法、电弧放电法或者射频法制备石墨烯；S2，对所述石墨烯修饰两亲性表面活性剂；以及S3，将修饰有两亲性表面活性剂的石墨烯、相变材料和药物混合；其中，所述石墨烯的片径尺寸在100～300nm，层数为1～10层；所述两亲性表面活性剂和所述相变材料适用于人体或动物体且无毒害，所述相变材料的相变温度为38-45℃；所述药物为治疗肿瘤的药物。
[0012]本专利技术又一方面提供一种上述石墨烯基复合材料在治疗肿瘤中的应用。
[0013]根据本专利技术的一实施方式，所述肿瘤为胃癌、乳腺癌、肝癌、舌癌中的一种或多种。
[0014]根据本专利技术的另一实施方式，在微波辐照下进行治疗，微波频率为300～700MHz。
[0015]根据本专利技术的另一实施方式，微波功率为0.5～10W，辐照时间为0～15min。
[0016]本专利技术通过选用特定尺寸的石墨烯制备含药物分子的石墨烯基复合材料。同时利用该复合材料，在微波的作用下，可实现原位的药物释放，达到化疗和热疗的联合治疗，共同作用以杀死肿瘤细胞。
附图说明
[0017]通过参照附图详细描述其示例实施方式，本专利技术的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
[0018]图1是本专利技术实施例制备的石墨烯的拉曼光谱图。
[0019]图2是本专利技术实施例制备的石墨烯的透射电镜图。
[0020]图3是本专利技术实施例制备的石墨烯的电磁波吸收曲线图。
[0021]图4是本专利技术实施例制备的石墨烯基复合材料的制备过程及作用原理的示意图。
[0022]图5是本专利技术实施例制备的修饰表面活性剂的石墨烯在微波辐照下的升温图。
[0023]图6是本专利技术实施例制备的石墨烯基复合材料在微波辐照下的药物释放图。
[0024]图7A和图7B为是本专利技术实施例制备的石墨烯基复合材料的细胞实验图。
[0025]图8是本专利技术实施例制备的石墨烯基复合材料的石墨烯基复合材料的细胞抑制实验图。
[0026]图9是小鼠的体重随时间的变化对比图。
[0027]图10是小鼠的肿瘤体积随时间的变化对比图。
[0028]图11是小鼠的生存曲线对比图。
[0029]图12是小鼠在第15天时的肿瘤重量对比图。
具体实施方式
[0030]以下内容提供了不同的实施例或范例，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。当然，这些仅仅是范例，而非意图限制本专利技术。在本专利技术中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应当被视为在本文中具体公开。对于S1、S2、S3仅用于区分不同的步骤，不意在限定各步骤的顺序。
[0031]本专利技术的石墨烯基复合材料，包括修饰有两亲性表面活性剂的石墨烯相变材料和负载的药物。石墨烯的片径尺寸为100～300nm，层数为1～10层。两亲性表面活性剂和相变
材料适用于人体或动物体且无毒害。相变材料的相变温度为38-45℃。药物为治疗肿瘤的药物。
[0032]由于生物体的血管尺寸限制，尺寸在100～300nm的石墨烯适用于药物载体用于人体治疗，同时其高的比表面积可保证其高的载药率。优选，石墨烯中氧的元素含量百分比低于5％、拉曼光谱中D峰强度与G峰强度的比值小于0.5。石墨烯中低的氧含量(低于5％)以及极高的品质(D峰强度与G峰强度的比值小于0.5)有利于保持石墨烯结构的完美性，有利于电磁波的吸收，并通过介电损耗在原位产生热量，从而使相变材料由固态转换成液态同时释放负载的药物达到化疗和热疗的联合治疗。石墨烯修饰两亲性表面活性剂使得其在血液中能够良好分散。两亲性表面活性剂应当是适用于对人体或动物体、对人体或动物体没有毒害的。具体但不限于，聚乳酸-羟基乙酸共聚物-聚乙二醇(PLGA-PEG)、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯基复合材料，其特征在于，包括修饰有两亲性表面活性剂的石墨烯、相变材料和负载的药物；所述石墨烯的片径尺寸为100～300nm，层数为1～10层；所述两亲性表面活性剂和所述相变材料适用于人体或动物体且对人体或动物体无毒害，所述相变材料的相变温度为38-45℃；所述药物为治疗肿瘤的药物。2.根据权利要求1所述的石墨烯基复合材料，其特征在于，所述石墨烯中氧的元素含量百分比低于5％、拉曼光谱中D峰强度与G峰强度的比值小于0.5。3.根据权利要求1所述的石墨烯基复合材料，其特征在于，所述相变材料为1-十四醇。4.根据权利要求1所述的石墨烯基复合材料，其特征在于，所述药物为脂溶性药物，优选阿帕替尼。5.根据权利要求1所述的石墨烯基复合材料，其特征在于，所述两亲性表面活性剂选自聚乳酸-羟基乙酸共聚物-聚乙二醇、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇、聚马来酸酐-十八烯-聚乙二醇中的一种或多种，其中聚乙二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锦，孙阳勇，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：