靶向肿瘤的化学动力学治疗纳米材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种靶向肿瘤的化学动力学治疗纳米材料及其制备方法和应用。具体包括将氧化铁、硫化银、抗坏血酸和提取的肿瘤细胞膜混合，混合液超声混匀后通过脂质体挤出器，得到细胞膜和磁场双重靶向的纳米材料。本发明专利技术提供的纳米材料可在肿瘤微环境中释放出AA和铁离子，实现过氧化氢(H2O2)含量升高和光热促进的化学动力学治疗，并结合近红外二区(NIR

【技术实现步骤摘要】
靶向肿瘤的化学动力学治疗纳米材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物医药
，尤其涉及一种靶向肿瘤的化学动力学治疗纳米材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在过去的几十年里，癌症因为其高死亡率并一直是世界上最棘手的疾病之一。随着医学的不断进步，在癌症的防治方面取得了一些进展，但传统的放疗、化疗等手段常常伴随着脱发、食欲不振、放射性炎症、免疫力低下等副作用。为了解决这些问题，基于纳米医学的新型癌症治疗方法正在不断发展，其中化学动力学治疗作为一种“绿色”治疗方法出现在人们的视野。化学动力学治疗的机理来自于芬顿或类芬顿反应，主要是借助肿瘤特殊微环境，在金属离子(如Fe
2+
、Cu
+
、Mn
2+
、Pt
2+
、V
2+
和Co
2+
)的催化下，将癌细胞中过量的H2O2原位转化为更具毒性的羟基自由基(
·
OH)，诱导肿瘤细胞凋亡或坏死，在2016年被首次应用于肿瘤治疗。相比于其它基于活性氧(ROS)的治疗手段，化学动力学治疗的优点是不需要引入外部能量，可以在肿瘤微环境中原位产生
·
OH而不会损伤正常组织，被认为是一种无创、低副作用的治疗方法。然而，内源性H2O2不足和弱酸性TME限制了其治疗效果。尽管近年来许多研究报道了协同疗法的应用，但目前仍存在一些如载药量不足、治疗效果欠佳、药物早期渗漏、肿瘤特异性不足的问题。因此，联合两种或多种治疗方法以提高癌症治疗效果的抗肿瘤药剂还需要不断探索。此外，肿瘤部位的可视化在临床诊断和治疗中也越来越受到重视，传统的可见光波长的荧光成像常常会产生光子散射/吸收和组织自体荧光的干扰，特别是当发光细胞深藏于组织内部，则需要较高能量的激发光源，也就会产生很强的背景噪音，不利于肿瘤成像。相比之下，NIR波长窗口尤其是NIR
‑
II区荧光成像具有更高的时间/空间分辨率及穿透深度，可以大大降低光子散射/吸收和组织自体荧光的干扰。同时，由于各种成像模式的优势互补和成像方法的进步，迫切需要将多模式成像与肿瘤治疗相结合的纳米材料。
[0003]综上所述，开发一种三重模式成像引导的肿瘤双靶向的协同治疗纳米材料为高效肿瘤治疗提供了一种新的多功能治疗纳米平台。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，为了达到增强肿瘤治疗的目的，本专利技术目的是提供一种靶向肿瘤的化学动力学治疗纳米材料及其制备方法和应用，即制备了一种包覆有4T1 CMs的多功能纳米材料，具有良好的肿瘤成像和治疗能力；制备得到的纳米材料具备CMs同源吸附靶向和磁靶向的双靶向能力，皮下注射后可以聚集在肿瘤部位进行精准肿瘤成像及治疗。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种靶向肿瘤的化学动力学治疗纳米材料的制备方法，其特征在于：所述纳米材料为复合纳米材料，包括如下步骤：
[0007]S1：制备Fe3O4和Ag2S纳米颗粒；
[0008]S2：将Fe3O4、Ag2S、AA溶液混合，超声处理获得均匀分散液；
[0009]S3：向上述均一溶液中加入事先提取的CMs，继续超声处理至溶液分散均匀；
[0010]S4：将得到的混合液超声混匀并通过脂质体挤出器挤压循环数次；得到细胞膜和磁场双重靶向的复合纳米材料；所述复合纳米材料的粒径范围为90～400nm。
[0011]作为优选方案，所述步骤S2中，Fe3O4、Ag2S、AA溶液的质量比为1:(0.5～2):(0.2～1)。
[0012]所述步骤S2、S3中，混合溶液的超声时间为3～20分钟，超声功率为300～600W；
[0013]所述步骤S4中，混合溶液通过200或400nm的聚碳酸酯膜，反复挤出5～10次。
[0014]进一步地，所述Fe3O4纳米颗粒通过一步水相法制备得到；
[0015]所述水溶性Ag2S量子点能在乙二醇相中直接制备，无需转相；
[0016]S1步骤所合成的Ag2S的荧光发射峰在NIR
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II，1000
‑
1700nm，因低毒、穿透度深、背景干扰小的特点在活体成像中展现出更大的优势；
[0017]所述肿瘤CMs来源于鼠源肿瘤细胞，包括4T1乳腺癌细胞，并通过细胞膜抽提试剂盒提取得到。
[0018]第二方面，本专利技术提供一种靶向肿瘤的化学动力学治疗纳米材料，其特征在于：所述纳米材料通过如上任一所述的制备方法制得。
[0019]第三方面，本专利技术提供一种如上述的纳米材料在制备肿瘤治疗药物中的应用。
[0020]作为优选方案，所述应用具体为，靶向肿瘤的化学动力学治疗纳米材料在4T1荷瘤小鼠实验中得到验证，所述实验包括肿瘤成像和肿瘤治疗。
[0021]进一步地，所述药物为澄清的双靶向高效化学动力学治疗的三种成像模式引导的抗肿瘤纳米药物；所得肿瘤治疗药物具备在小鼠肿瘤部位进行NIR
‑
II荧光成像、MRI和PA成像的能力。
[0022]更进一步地，所述肿瘤治疗应用首先采用细胞实验进行了验证，所述细胞包括：4T1细胞、Hela细胞、COS7细胞、HEK293T细胞。
[0023]更进一步地，所述治疗小鼠肿瘤药物的给药方式选自皮下注射，外加磁场进行磁铁靶向吸引，其具备光热和化学动力学协同治疗效果，能有效消除肿瘤并且没有明显毒副作用。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的优点及有益效果如下：
[0025](1)本专利技术制备的纳米材料由于CMs的存在不仅避免了材料的过早泄露，也提高了纳米材料的同源靶向性，同时Fe3O4的存在赋予复合纳米材料优秀的磁靶向能力，这种双靶向的能力相比于单独的细胞膜靶向来说，具备更精准更高效的优势。
[0026](2)本专利技术制备的纳米材料同时向肿瘤部位递送Fe3O4和AA，AA在肿瘤部位被金属离子催化而产生H2O2，为铁离子介导的芬顿反应提供充足的原料，同时AA对正常细胞无损伤，避免了引入外源性H2O2或葡萄糖氧化酶而存在的泄露风险。
[0027](3)本专利技术制备的纳米材料具有良好光热能力，光热效率为55.6％，可以有效地将808nm的激光转化为热量，促进化学动力学治疗效果。
[0028](4)本专利技术制备的纳米材料具备NIR
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II荧光成像、PA成像和MRI能力，三模式成像的优势互补使肿瘤成像更清晰的显示肿瘤部位，在肿瘤诊断与治疗中具有良好的应用前景。
附图说明
[0029]图1为实施例中1所述肿瘤治疗机制示意图。
[0030]图2为实施例1中FAA@CM纳米材料的透射电镜图。
[0031]图3为实施例1中不同材料的Zeta电势图。
[0032]图4为实施例1中不同材料的十二烷基硫酸钠
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聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS
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PAGE)图。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种靶向肿瘤的化学动力学治疗纳米材料的制备方法，其特征在于：所述纳米材料为复合纳米材料，包括如下步骤：S1：制备Fe3O4和Ag2S纳米颗粒；S2：将Fe3O4、Ag2S、AA溶液混合，超声处理获得均匀分散液；S3：向上述均一溶液中加入事先提取的CMs，继续超声处理至溶液分散均匀；S4：将得到的混合液超声混匀并通过脂质体挤出器挤压循环数次；得到细胞膜和磁场双重靶向的复合纳米材料；所述复合纳米材料的粒径范围为90～400nm。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，Fe3O4、Ag2S、AA溶液的质量比为1:(0.5～2):(0.2～1)；所述步骤S2、S3中，混合溶液的超声时间为3～20分钟，超声功率为300～600W；所述步骤S4中，混合溶液通过200或400nm的聚碳酸酯膜，反复挤出5～10次。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述Fe3O4纳米颗粒通过一步水相法制备得到；所述水溶性Ag2S量子点在乙二醇相中直接制备，无需转相；所述步骤S1合成的Ag2S的荧光发射峰在NIR
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II区，波长范围在1000
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1700nm，因低毒、穿透度深、背...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜鹏，刘杨，刘义，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：