有抗腫瘤藥物納米層的透明質(zhì)酸修飾的二氧化鈦-氧化石墨烯復(fù)合材料制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)藥，特別是一種有抗腫瘤藥物納米層的透明質(zhì)酸修飾的二氧化 鈦-氧化石墨烯復(fù)合材料（Ti-GO-HA)制備方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，臨床上普遍釆用化療、放療以及手術(shù)來治療癌癥?；煼ㄋ幬锶矸植紡V、 毒副作用大且易復(fù)發(fā)。放療利用癌細(xì)胞對(duì)放射線敏感的特性，使用高能電磁輻射線殺傷癌 細(xì)胞并使腫瘤萎縮，但是在臨床治療時(shí)正常組織也會(huì)受到相應(yīng)的輻射損傷。外科手術(shù)雖可 切除腫瘤病灶，但對(duì)人體創(chuàng)傷大，且常因?yàn)榘┘?xì)胞已經(jīng)擴(kuò)散而導(dǎo)致療效較差。因此，進(jìn)一步 發(fā)展高效低毒的癌癥治療新技術(shù)和新方法已經(jīng)成為全世界醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最為關(guān)注的課題。
[0003] 近些年來，隨著光敏物質(zhì)和激光技術(shù)的不斷發(fā)展，作為一種新型的微創(chuàng)療法，光學(xué) 治療受到了研究者的廣泛關(guān)注。光療包括光熱治療及光動(dòng)力學(xué)治療。光動(dòng)力學(xué)療法（PDT) 是一種有效用于治療惡性腫瘤的新方法，其治療原理是利用腫瘤組織相比其周圍組織選擇 性低，可攝入和潴留一些染料或藥物作為光敏劑，利用激光等作為光源照射光敏劑產(chǎn)生大 量的活性氧物質(zhì)（R0S)，從而有效殺傷腫瘤細(xì)胞，達(dá)到治療目的。光熱學(xué)療法（PTT)是另一 種治療腫瘤的新方法，因其治療時(shí)間短，治療效果明顯，材料無毒無害，對(duì)人體副作用小，因 此具有很大的發(fā)展?jié)摿?。其治療原理是利用具有高光熱轉(zhuǎn)換效率的材料，將其注射入人體 內(nèi)部，利用靶向性識(shí)別技術(shù)聚集在腫瘤組織附近，并在外部光源（一般是近紅外光）的照射 下將光能轉(zhuǎn)化為熱能來殺死癌細(xì)胞。
[0004] 而光敏劑及光熱轉(zhuǎn)換劑在腫瘤內(nèi)的定位及蓄積是決定光學(xué)治療效果的一個(gè)重要 因素。因此，試圖將這些治療物質(zhì)定位于腫瘤組織的特定區(qū)域，使其能夠特異性地殺傷腫瘤 細(xì)胞，避免對(duì)健康組織或器官的損害，優(yōu)化光療效果，減小毒副作用。另外，確定光敏劑或光 熱轉(zhuǎn)換劑到達(dá)腫瘤靶部位的時(shí)間也是影響治療效果的一個(gè)重要因素。只有在該類物質(zhì)到達(dá) 靶部位并蓄積一定量后給予光照才能最大程度的發(fā)揮光療的效果。因此發(fā)展成像監(jiān)測模式 下的治療勢在必行。
[0005] 由于對(duì)生物體的毒性較小，光催化效果持久，二氧化鈦有望成為一種更加安全的 用于腫瘤治療的新型光敏劑。已有大量實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)二氧化鈦在紫外光照射下，對(duì)宮頸癌、 膀腕癌、白血病、胃癌、腸癌、乳腺癌等多種腫瘤都有一定的殺傷作用，是極有潛力的光動(dòng)力 學(xué)治療材料。然而要實(shí)現(xiàn)其臨床應(yīng)用，仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如：能帶隙較寬，只能吸收紫外光， 對(duì)可見及近紅外光利用率低；光生電子和空穴易復(fù)合；表面光滑，吸附性能差，載藥率極 低。而氧化石墨烯（GO)有優(yōu)良的電子傳導(dǎo)能力，能實(shí)現(xiàn)光生電子-空穴的有效分離，提高 光動(dòng)力學(xué)治療效率；二者復(fù)合后，可以作為敏化劑將吸收光譜擴(kuò)展至可見及近紅外光區(qū)。另 外，GO為單原子層結(jié)構(gòu)，具有較大的比表面積，其兩面都可通過較強(qiáng)的物理吸附作用與芳香 環(huán)類藥物非共價(jià)結(jié)合，從而擁有超高的藥物負(fù)荷量。同時(shí)，利用GO在近紅外光下的光熱轉(zhuǎn) 換特性可以進(jìn)行腫瘤的光熱治療。
[0006] 然而未經(jīng)過處理的GO也有一定的缺點(diǎn)，如生物相容性不好；生理環(huán)境下易團(tuán)聚； 不具腫瘤細(xì)胞靶向性，難以實(shí)現(xiàn)藥物的靶向轉(zhuǎn)運(yùn)及高效、低毒的光療。所以往往在應(yīng)用之 前對(duì)其進(jìn)行功能化修飾。而透明質(zhì)酸（HA)是一種天然酸性黏多糖，結(jié)構(gòu)中存在多種活性 基團(tuán)，具有良好的生物相容性和腫瘤靶向性，能改善GO的生物相容性及在水中的分散穩(wěn)定 性，通過受體介導(dǎo)作用，增加病灶區(qū)的藥物濃度，從而實(shí)現(xiàn)腫瘤的靶向治療。但至今未見有 有抗腫瘤藥物納米層的透明質(zhì)酸修飾的二氧化鈦-氧化石墨烯復(fù)合材料及應(yīng)用的公開報(bào) 導(dǎo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種有抗腫瘤藥 物納米層的透明質(zhì)酸修飾的二氧化鈦-氧化石墨烯復(fù)合材料（Ti-GO-HA)制備方法及應(yīng)用， 可有效解決兼具熱療及光動(dòng)力治療活性、腫瘤細(xì)胞靶向性以及良好生物相容性的HA修飾 的Ti-GO納米復(fù)合材料（Ti-GO-HA)的制備及實(shí)現(xiàn)抗腫瘤的治療用藥問題。
[0008] 本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，通過水熱法合成二氧化鈦-氧化石墨烯（Ti-GO)納米 材料，然后透明質(zhì)酸以亞烷基二胺為連接臂和二氧化鈦-氧化石墨烯（Ti-GO)納米復(fù)合材 料通過酰胺鍵化學(xué)連接，在水介質(zhì)中形成納米層的透明質(zhì)酸修飾的二氧化鈦-氧化石墨烯 復(fù)合材料（Ti-GO-HA)，具體由以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0009] (1)合成二氧化鈦-氧化石墨?。═i-GO)納米復(fù)合材料：稱取0? 25-0. 75g硫酸 鈦，溶于l〇_30ml水中，加入80_240mg氧化石墨稀，攪拌4h，再加入0. 262-0. 786g十六烷基 三甲基溴化銨（CTAB)，攪拌12h，然后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，120-150°C水浴反應(yīng)48-96h，離心分 離，除去水分，得粗產(chǎn)物，將粗產(chǎn)物用去離子水和無水乙醇各洗滌5次，離子交換后抽濾，得 濾餅，將濾餅放入真空干燥箱中60-80°C干燥12-24h，350-450°C煅燒2-4h，得二氧化鈦-氧 化石墨?。═i-GO)納米復(fù)合材料；
[0010] ⑵合成氨化透明質(zhì)酸（HA):稱取100_200mg透明質(zhì)酸（HA)加入5-20ml溶劑中， 50°C油浴溶解，冷卻至室溫，再加入200-500mg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基）碳二亞胺 (EDC)、150-310mg羥基琥珀酰亞胺（NHS)，室溫?cái)嚢?0min進(jìn)行羧基活化，得羧基活化的透 明質(zhì)酸（HA)溶液；冰浴下將0. 5-2ml乙二胺緩慢滴入羧基活化的透明質(zhì)酸（HA)溶液中，室 溫反應(yīng)2-6h，再加入超過羧基活化的透明質(zhì)酸（HA)溶液量的預(yù)冷丙酮，冰浴冷卻，析晶，析 出的沉淀晶體即為氨化的透明質(zhì)酸（HA)，抽濾得沉淀；加水復(fù)溶沉淀，透析，冷凍干燥即得 氨化透明質(zhì)酸（HA);
[0011] 所述的溶劑為水或乙醇；
[0012] (3)合成透明質(zhì)酸（HA)修飾的二氧化鈦-氧化石墨烯（Ti-GO)納米復(fù)合材料 (Ti-GO-HA)，方法是：稱取45_120mg的二氧化欽-氧化石墨?。═i-GO)納米復(fù)合材料，加入 30-50ml溶劑分散成分散液，分別稱取346-841mg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基）碳二亞胺 (EDC)、206-610mg羥基琥珀酰亞胺（NHS)加入到分散液中，攪拌，室溫活化反應(yīng)10-18h(過 夜），得活化反應(yīng)液；稱取50-150mg的氨化透明質(zhì)酸（HA)，加入IOml溶劑溶解，滴加到活化 反應(yīng)液中，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)8-24h，成反應(yīng)液，再加入超過反應(yīng)液量的預(yù)冷丙酮，冰浴冷卻，析 晶，抽濾，得晶體，晶體透析凍干，得透明質(zhì)酸（HA)修飾的二氧化鈦-氧化石墨烯（Ti-GO) 納米復(fù)合材料（Ti-GO-HA);
[0013] (4)、水介質(zhì)中納米層的形成：將透明質(zhì)酸（HA)修飾的二氧化鈦-氧化石墨烯 (Ti-GO)納米復(fù)合材料（Ti-GO-HA)與水按重量比1-20 : 100超聲溶解，與乙醇溶解的抗腫 瘤藥物混合，經(jīng)超聲或高壓均質(zhì)，室溫?cái)嚢?4h，采用透析法或超濾法或柱分離法除去乙醇 及游離藥物，凍干，得有抗腫瘤藥物粒徑為10~1000納米（nm)層的透明質(zhì)酸修飾的二氧 化鈦-氧化石墨烯復(fù)合材料（Ti-GO-HA);
[0014] 所述的透明質(zhì)酸的分子量為600d-400kd;
[0015] 所述的抗腫瘤藥物為鹽酸阿霉素、紫杉醇、多烯紫杉醇、羥基喜樹堿、米托蒽醌和 吲哚菁綠的一種。
[0016] 本發(fā)明方法制備的有抗腫瘤藥物納米層的透明質(zhì)酸修飾的二氧化鈦-氧化石墨 烯復(fù)合材料可以同時(shí)用于腫瘤近紅外成像診斷及腫瘤治療，實(shí)現(xiàn)在制備腫瘤近紅外成像診 斷及腫瘤治療藥物中的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明的透明質(zhì)酸修飾的二氧化鈦-氧化石墨烯納米復(fù)合材料在808nm激 光照射下光熱效應(yīng)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明。
[0019] 實(shí)施例1
[0020] 本發(fā)明在具體實(shí)施中，可由以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0021] (1)合成二氧化鈦-氧化石墨烯（Ti-GO)納米復(fù)合材料：稱取0. 5g硫酸鈦，溶于 20ml水中，加入160mg氧化石墨烯，攪拌4h，再加入0. 524g十六烷基三甲基溴化銨（CTAB)， 攪拌12h，然后轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，120-150°C水浴反應(yīng)48-96h，離心分離，除去水分，得粗產(chǎn) 物，將粗產(chǎn)物用去離子水和無水乙醇各洗滌5次，離子交換后抽濾，得濾餅，將濾餅放入真 空干燥箱中60-80°C干燥12-24h，350-450°C煅燒2-4h，得二氧化鈦-氧化石墨烯（Ti-GO) 納米復(fù)合材料；
[0022] (2)合成氨化透明質(zhì)酸（HA):稱取150mg透明質(zhì)酸（HA)加入12. 5ml溶劑中，50°C 油浴溶解，冷卻至室溫，再加入350mg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基）碳二亞胺（EDC)、 230mg羥基琥珀酰亞胺（NHS)，室溫?cái)?