靶向光雙重治療的碳納米復(fù)合物及其制備方法與應(yīng)用
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是光治療劑，更具體是靶向光雙重治療的碳納米復(fù)合物及其制備方法與應(yīng)用。
【【背景技術(shù)】】
[0002]光療是一種利用可見光或近紅外光照射的無創(chuàng)治療技術(shù)，具有遠(yuǎn)程可控、選擇性高及全身性毒性低等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在惡性腫瘤治療中具有廣泛的應(yīng)用前景。光熱治療和光動力治療是當(dāng)前廣泛用于腫瘤治療的兩種不同形式的光療方法。光熱療法是利用光熱試劑吸收特定波長的光，通過非輻射衰減將吸收的能量轉(zhuǎn)化為熱導(dǎo)致局部環(huán)境溫度升高而不可逆地?fù)p傷病變細(xì)胞。光熱療法可以改善光熱過程中的熱聚集并選擇性地對病灶內(nèi)的細(xì)胞進(jìn)行加熱，從而提高光熱療法的精確性及可控性，可更加有效的實(shí)現(xiàn)對病變細(xì)胞選擇性殺傷。光動力療法是利用光敏材料在特定波長的光照射下受激，進(jìn)一步將光子的能量傳遞給水溶液中氧分子產(chǎn)生單線態(tài)氧、超氧自由基、過氧化氫，及輕基自由基等活性氧物種(reactiveoxygen species, R0S)。ROS對病變細(xì)胞產(chǎn)生氧壓，從而殺死腫瘤細(xì)胞，具有針對病變部位適用的特異選擇性。
[0003]單壁碳納米角(single-walledcarbon nanohorns, SffCNHs)是一類新的碳基納米材料，通常是由直徑為2?5nm，長30?50nm，一端開口，另一端以角錐形封閉的管組成。除了形貌、尺寸與單壁碳納米管不同，單壁碳納米角在制備上不需要采用金屬作為催化劑，沒有金屬殘留，故生物毒性低。單壁碳納米角在近紅外區(qū)有較強(qiáng)吸收，可以吸收光子并通過非輻射衰減轉(zhuǎn)化成熱，形成局部光熱效應(yīng)，殺死病變細(xì)胞，是較理想的光熱治療劑。
[0004]二氫卟吩e6類光敏劑是第二代光敏劑，相對于卟啉類光敏劑，它具有很多優(yōu)點(diǎn)，如化學(xué)結(jié)構(gòu)明確，在紅光區(qū)的最大吸收波長較長且摩爾吸收系數(shù)大，腫瘤選擇性攝入率高，光敏作用強(qiáng)及在體內(nèi)清除快等，基本克服了混合卟啉光敏劑存在的缺點(diǎn)，成為當(dāng)前光動力治療領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。二氫卟吩e6具有大Ji共軛體系，可與具有高度離域的電子共軛體系的單壁碳納米角通過非共價(jià)的JT-JT堆積作用結(jié)合，由此通過簡單的方法構(gòu)筑了結(jié)合光熱和光動力的光雙重治療體系。
[0005]目前有很多基于碳納米角的光熱治療和光動力治療結(jié)合的光雙重治療的體系，但沒有主動靶向性。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決基于碳納米角的光熱治療和光動力治療結(jié)合的光雙重治療的體系的主動靶向性問題，本發(fā)明目的之一是提供一種靶向光雙重治療的碳納米復(fù)合物，其為具有主動靶向性的光熱治療和光動力治療的結(jié)合的光雙重治療碳納米復(fù)合材料。
[0007]本發(fā)明的靶向光雙重治療的碳納米復(fù)合物，是由水溶性二氫卟吩e6_透明質(zhì)酸形成的結(jié)合物與單壁碳納米角或單層無卷曲石墨烯構(gòu)成的π-π共軛復(fù)合物；
[0008]其中，二氫卟吩e6的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I?35.00%，單壁碳納米角或單層無卷曲石墨稀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30?60%。
[0009]進(jìn)一步，作為優(yōu)選，靶向光雙重治療的碳納米復(fù)合物中，二氫卟吩e6的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5?25.00%，單壁碳納米角或單層無卷曲石墨稀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40?50%。
[0010]更進(jìn)一步的優(yōu)選方案是靶向光雙重治療的碳納米復(fù)合物中，二氫卟吩e6質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.41%，單壁碳納米角質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49.13%。
[0011]二氫卟吩e6含有大的芳香共軛平面，能以31-31作用牢固吸附在同樣具有Ji體系的碳納米角上，得到碳納米角/ 二氫卟吩e6_透明質(zhì)酸復(fù)合物體系。在此復(fù)合體系中，碳納米角是二氫卟吩e6_透明質(zhì)酸的載體，其自身也可作為光熱治療劑參與疾病的治療，二氫卟吩e6是光動力試劑，而透明質(zhì)酸既能增加體系的水溶性，也可與細(xì)胞表面的CD44受體特異性結(jié)合，達(dá)到靶向CD44過渡表達(dá)的腫瘤細(xì)胞的目的，形成有效的多功能治療體系。這種不同治療模式相互協(xié)同或結(jié)合的多功能治療體系在疾病治療過程中，特別是癌癥治療中，不僅可以提高治療效率，而且能夠減少不良的全身性毒性及副作用。因此，這樣的光熱與光動力學(xué)結(jié)合的具有靶向性的多功能治療體系將有可能成為一種切實(shí)有效的癌癥等疾病的治療方法。
[0012]透明質(zhì)酸，也稱玻尿酸，是一種水溶性陰離子型天然多糖，構(gòu)成結(jié)締組織的主要細(xì)胞外成分，具有生物兼容性及生物可降解性。其可與細(xì)胞表面的CD44受體結(jié)合，而CD44受體在多種腫瘤細(xì)胞表面是過表達(dá)的，所以透明質(zhì)酸可以通過CD44受體靶向腫瘤細(xì)胞，達(dá)到主動靶向的目的。我們用兩端帶氨基的PEG把二氫卟吩e6和透明質(zhì)酸連接，再通過疏水作用和π-π堆積作用附著在單壁碳納米角上，制備了結(jié)合光熱、光動力及靶向的SWNHs/Ce6-HA復(fù)合物。該復(fù)合體系解決了碳納米角和二氫卟吩e6的水溶性及分散性問題，還達(dá)到了靶向和成像的目的，不僅可以提高治療效率，而且能夠減少不良的全身性毒性及副作用。
[0013]本發(fā)明的另一個目的是提供一種簡便的制備上述靶向光雙重治療的碳納米復(fù)合物的方法。
[0014]該方法包括如下步驟:
[0015](I)將透明質(zhì)酸溶于pH 7.4的磷酸緩沖液，隨后加EDC和NHS進(jìn)行活化，活化后再加兩端帶氨基的PEG，攪拌，完成反應(yīng)后透析，凍干；
[0016](2)將二氫卟吩e6溶于DMS0，加EDC和NHS活化，取步驟(I)的所得物溶于DMF = H2O混合溶劑后加入到活化后的二氫卟吩e6溶液中，攪拌，完成反應(yīng)后透析，凍干，得到水溶性二氫卟吩e6_透明質(zhì)酸形成的結(jié)合物；
[0017](3)取步驟(2)中所得的結(jié)合物溶于水，加入單壁碳納米角或單層無卷曲石墨烯，超聲分散后進(jìn)行兩次離心處理，即得最終產(chǎn)物。
[0018]進(jìn)一步，在步驟(I)中，所述的活化時間為10?30分鐘；所述攪拌的時間為8?16小時；所述透析在透析袋中進(jìn)行，透析時間為2?4天。
[0019]在步驟⑵中，所述的活化時間為0.5?2小時；所述攪拌的時間為8?16小時；所述透析在透析袋中進(jìn)行，透析時間為2?4天；所述DMF = H2O混合溶劑的比例為I?10:lv/v0
[0020]在步驟(3)中，所述兩次離心處理中，第一次的離心機(jī)轉(zhuǎn)速為5000?lOOOOrpm，第二次的離心機(jī)轉(zhuǎn)速為10000?20000rpm，每次離心處理時間為20?60分鐘。
[0021]本發(fā)明還提供一種藥物組合物，包含上述所述的靶向光雙重治療的碳納米復(fù)合物和至少一種藥學(xué)上可接受的載體或溶媒。
[0022]本發(fā)明還提供上述靶向光雙重治療的碳納米復(fù)合物或藥物組合物在制備抗腫瘤藥物方面的應(yīng)用，所述瘤藥包括黑色素瘤、鱗狀細(xì)胞癌、乳腺癌、人結(jié)腸癌和人肺腺癌。
[0023]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0024](I)該復(fù)合物的制備方法簡便，一步超聲法就既解決了單壁碳納米角的水溶性，又負(fù)載上了光動力治療劑和靶向性試劑，并且使用的是非共價(jià)修飾，不破壞SWNH的表面特性。
[0025](2)該復(fù)合物具有酶響應(yīng)性，在透明質(zhì)酸酶存在下，能釋放出二氫卟吩e6。
[0026](3)該復(fù)合物同時有光熱、光動力和靶向的多重治療作用，增強(qiáng)對癌細(xì)胞的殺傷效率。
【【具體實(shí)施方式】】
[0027]以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0028]制備實(shí)施例1
[0029]制備碳納米角/ 二氫卟吩e6_透明質(zhì)酸復(fù)合物
[0030]按如下步驟:
[0031](I) 200mg透明質(zhì)酸溶于1mL磷酸緩沖液(PBS，pH 7.4)，隨后加EDC (50.4mg)和NHS (30.4mg)活化。15分鐘后，往活化后的反應(yīng)液里加153 μ L兩端帶氨基的PEG。攪拌反應(yīng)12小時(過夜)。將反應(yīng)液移入透析袋中透析三天，凍干，得到PEG化的透明質(zhì)酸。