一種納米稀土摻雜羥基磷灰石基多功能藥物載體材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種納米稀土摻雜輕基磷灰石基多功能藥物載體材料，屬生物醫(yī)用材料科學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]生物醫(yī)用材料是用來對生物體進(jìn)行診斷、治療、修復(fù)或替換其病損組織、器官或增進(jìn)其功能的材料，也稱為生物材料。主要包括通用生物醫(yī)用材料、組織工程生物醫(yī)用材料、現(xiàn)代診斷系統(tǒng)及先進(jìn)控制釋放系統(tǒng)。可以承擔(dān)多種功能的生物材料在生物標(biāo)記、細(xì)胞成像、DNA檢測、病變檢測、生物傳感等方面具有良好的應(yīng)用前景。納米級藥物載體是一種屬于納米級微觀范疇的亞微粒藥物載體輸送系統(tǒng)。將藥物包封于亞微粒中，可以調(diào)節(jié)釋藥的速度，增加生物膜的透過性、改變在體內(nèi)的分布、提高生物利用度等。篩選與組合納米粒載體材料，以獲得適宜的釋藥速度;采用表面化學(xué)方法對納米粒表面進(jìn)行修飾，以提高靶向能力與改變靶向部位;優(yōu)化制備工藝，以增加藥物載量及臨床適用性，使之適用于工業(yè)化生產(chǎn);探討體內(nèi)工程的動力學(xué)規(guī)律，以正確描述血液與靶器官內(nèi)藥物的變化規(guī)律。載藥量大于30%、包封率高于80%、具有適宜的制備及提純方法、可生物降解、毒性較低或無毒性、適當(dāng)?shù)牧脚c粒形、較長的體內(nèi)循環(huán)時間等特性是理想的藥物載體必備的條件。
[0003]具有介孔結(jié)構(gòu)的納米藥物載體在臨床應(yīng)用中具有諸多優(yōu)勢。介孔材料是指孔徑介于2-50nm的一類多孔材料。一般生物大分子如蛋白質(zhì)、酶、核酸以及病毒等，它們的分子量低于30納米，使得介孔材料非常適用于蛋白質(zhì)、酶等的固定和分離。例如，麥芽糖等合成介孔材料可以在很好的保留酶的活性的基礎(chǔ)上將酶固化。在不同介孔材料的基片上能生成連續(xù)的膜材料用于細(xì)胞和DNA的分離;介孔材料具有很大的比表面積和比孔容，可以在材料的孔道里載上卟啉、吡啶，或者固定包埋蛋白等生物藥物，通過對官能團(tuán)修飾控釋藥物，提高藥效的持久性。利用生物導(dǎo)向作用，可以有效、準(zhǔn)確地?fù)糁邪凶尤绨┘?xì)胞和病變部位，充分發(fā)揮藥物的療效。超順磁氧化鐵納米粒子在體外和體內(nèi)細(xì)胞和分子成像中成為一類新的探針。在核磁共振中使用超順磁顯影劑具有產(chǎn)生比順磁的顯影劑更強(qiáng)的質(zhì)子弛豫的優(yōu)點。因而，需要注射到體內(nèi)的顯影劑劑量更少。將超順磁氧化鐵置于交流電磁場中，可使磁方向在平行和反平行之間隨機(jī)變換，使磁能以熱的形式傳遞給顆粒，在生物體內(nèi)這個特性可用來破壞病態(tài)細(xì)胞。腫瘤細(xì)胞比健康細(xì)胞對溫度更敏感。磁性納米粒子與外加磁場和/或可磁化的植入物可將顆粒遞送到靶標(biāo)區(qū)域，在藥物釋放時使顆粒固定在局部位點，因而藥物可在局部釋放，完成靶向給藥。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的問題是提供一種納米稀土摻雜羥基磷灰石基多功能藥物載體材料，其特征在于以稀土摻雜羥基磷灰石熒光材料為基礎(chǔ)構(gòu)筑集熒光、介孔、磁性、納米形貌等功能的納米核殼結(jié)構(gòu)藥物載體粒子;其組分由內(nèi)向外分別是四氧化三鐵作為核殼結(jié)構(gòu)的磁性核、無孔二氧化硅層、稀土摻雜羥基磷灰石熒光層、介孔二氧化硅層；核殼結(jié)構(gòu)直徑是80-100 nm;其表達(dá)式為:Fe304@nonporous_Si02@HAP:Eu@Mesoporous_Si02o
[0005]其中Fe3(k代表四氧化三鐵磁性核;nonporous-Si02代表無孔二氧化娃層;HAP:Eu代表稀土摻雜輕基磷灰石焚納米層;Mesoporous-Si02代表介孔二氧化娃層。
[0006]四氧化三鐵作為納米核殼結(jié)構(gòu)的核其特點是:超順磁性、呈球形，直徑為5-30nm；無孔二氧化硅層厚度為10-15 nm，起到在磁性和熒光功能區(qū)域之間形成一個隔離屏障，防止磁性與熒光功能相互干擾而弱化其功能的作用;稀土摻雜羥基磷灰石HAP:Eu熒光層厚度為10-30nm，羥基磷灰石具有與人骨和動物骨骼的無機(jī)成分相似的結(jié)構(gòu)，生物相容性、生物穩(wěn)定性和無毒性，稀土摻雜羥基磷灰石熒光材料具有激發(fā)光在紅外區(qū)域，組織穿透深度大，能實現(xiàn)零背景探測，具有熒光性能的羥基磷灰石具有有機(jī)染料和量子點無法比擬的特點；介孔氧化硅層厚度為1-20 nm，介孔尺寸連續(xù)可調(diào)，其作為載體起到錨定藥物或者蛋白質(zhì)、酶等，承擔(dān)對錨定的客體傳遞和分離的功能。
[0007]本發(fā)明涉及一種微觀形貌佳、高純度、分散性好生物相容性高的羥基磷灰石基多功能功能核殼結(jié)構(gòu)生物醫(yī)用載體材料，本發(fā)明還提供了一種納米尺度高分散性的，具有磁性靶向定位、高容量藥物錨定、熒光病變檢測和生物傳感等應(yīng)用能力的功能納米核殼結(jié)構(gòu)生物醫(yī)用載體材料的制備方法。
[0008]本發(fā)明所述的一種納米稀土摻雜輕基磷灰石基多功能藥物載體材料，由下述步驟實現(xiàn):
(1)磁性納米四氧化三鐵粒子的制備，取1.988g FeCl24H20和3.244 g FeCl36H20溶于100 mL去離子水中，移入250 mL三頸瓶中，置于25°C水浴中，在三頸瓶通入氬氣進(jìn)行保護(hù)，取4.599 g Κ0Η溶于100 mL去離子水中，在400轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢柘录尤肴i瓶中，當(dāng)溶液變成黑色后，繼續(xù)攪拌5 h，得到Fe304納米顆粒，對合成的Fe304納米顆粒用去離子水和無水乙醇交替3次清洗，在80 °C下真空烘干備用；
(2)無孔二氧化娃層的制備，稱取步驟(1)中制備的Fe3040.1 g加入80 mL無水乙醇中，超聲處理20-40 min，然后加入2 mL 28%的氨水和2 mL去離子，F(xiàn)e304均勻分散到溶劑后，向其中加入體積濃度為25%正硅酸乙酯TE0S無水乙醇溶液3 mL，持續(xù)超聲3-6 h，室溫靜置12h，將產(chǎn)物利用強(qiáng)磁場進(jìn)行分離，分別用無水乙醇和去離子水清洗3-6次，清洗完成的納米納米顆粒分散到50 mL去離子水中備用；
(3)稀土摻雜羥基磷灰石層的制備，取步驟(2)得到的溶液移入250mL的三頸瓶中，然后加入0.1584 g的(ΝΗ4)2ΗΡ04和0.1 g十六烷基三甲基溴化銨CTAB，0.01-0.06 g Eu(N03)3.6H20利用氨水調(diào)節(jié)pH值為10-12，按照Ca/P=1.67稱取相應(yīng)數(shù)量的CaCl2并溶于50mL去離子中，三頸瓶置于水浴鍋中，水浴溫度80-90 °C，400轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢瑁ㄈ霘鍤?，然后將CaCl2溶液逐滴加入到三頸瓶中，滴加完成后保持?jǐn)嚢? h，將產(chǎn)物溶液移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的水熱反應(yīng)釜中，160 1水熱處理5 h后，獲得具有一定微觀形貌、高結(jié)晶度、組分單一的HAP:Eu包覆層，將產(chǎn)物利用強(qiáng)磁場進(jìn)行分離，分別用無水乙醇和去離子水清洗3-6次，后溶于100 mL去離子水中備用；
(4 )介孔二氧化娃層的制備，取步驟(3 )溶液在電磁攪拌下攪拌下加入0.01-0.05 gCTAB和0.01-0.05 g NaOH,然后緩慢加入0.03-0.1 mL TE0S，繼續(xù)攪拌5 h，陳化12 h，將溶液強(qiáng)磁場分離，分別用去離子水和乙醇洗滌3-5次，80°C真空干燥，將干燥后的產(chǎn)物和100mL丙酮置入250 mL三頸瓶中70 °C回流24 h，然后利用強(qiáng)磁場分離后丙酮清洗2次，在干燥箱中80 1真空干燥10 h后研磨，得到納米稀土摻雜羥基磷灰石基多功能藥物載體材料，其直徑為80-100 nm，表不為:Fe304@nonporous-Si02@HAP: EuiMesoporous-Si02。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明保護(hù)內(nèi)容不僅限于所述實施例。
[0010]實施例1:
(1)磁性納米四氧化三鐵粒子的制備，取1.988g FeCl24H20和3.244 g FeCl36H20溶于100 mL去離子水中，移入250 mL三頸瓶中，置于25°C水浴中，在三頸瓶通入氬氣進(jìn)行保護(hù)，取4.599 g Κ0Η溶于100mL去離子水中，在400轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢柘录尤肴i瓶中，當(dāng)溶液變成黑色后，繼續(xù)攪拌5 h，得到Fe304納米顆粒，對合成的Fe304納米顆粒用去離子水和無水乙醇交替3次清洗，在80 °C下真空烘干備用；
(2)無孔二氧化娃層的制備，稱取步驟(1)中制備的Fe3040.1 g加入80 mL無水乙醇中，超聲處理30 min，然后加入2 mL 28%的氨水和2 mL去離子，F(xiàn)e304均勻分散到溶劑后，向其中加入體積濃度為25%正硅酸乙酯TE0S無水乙醇溶液3 mL，持續(xù)超聲4 h，室溫靜置12 h，將產(chǎn)物利用強(qiáng)磁場進(jìn)行分離，分別用無水乙醇和去離子水清洗4次，清洗完成的納米納米顆粒分散到50 mL去咼子水中備用；
(3)稀土摻雜羥基磷灰石層的制備，取步驟(2)得到的溶液移入250mL的三頸瓶中，然后加入0.1584 g的(Ν