具有微波增敏、化疗药物缓控释及CT成像功能的二氧化锆复合纳米材料及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种具有微波增敏、化疗药物缓控释及CT成像功能的二氧化锆复合纳米材料，所述二氧化锆复合纳米材料包含二氧化锆纳米材料和槐耳多糖；所述二氧化锆纳米材料为空心二氧化锆纳米材料，所述二氧化锆复合纳米材料为二氧化锆纳米材料的内部空心充填有槐耳多糖；所述二氧化锆复合纳米材料的粒径为50-500nm，壳层厚度为10-100nm。本发明专利技术制备的二氧化锆复合纳米材料分散性良好、尺寸以及壳层厚度可以按需调控；本发明专利技术中首次将具有化疗效果的中药槐耳多糖充填于中空二氧化锆内部，可以同时应用于微波增敏、化疗药物缓控释及CT成像技术领域，实现诊疗一体化以及靶向热化疗相结合治疗肿瘤的目标，具有良好的临床应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二氧化锆复合纳米材料与技术在癌症诊断和治疗中的应用。更具体地，涉及一种具有微波增敏、化疗药物缓控释及CT成像功能的二氧化锆复合纳米材料及制备方法和应用。
技术介绍
癌症已经成为全球第一致死性疾病。根据世界卫生组织《2014年世界癌症报告》显示，2012年全球癌症新增病例达到1400多万例，至2025年将达到1900万人，2035年将突破2400万人。报告还显示，非洲、亚洲和中南美洲的发展中国家癌症发病形势最为严峻。我国恶性肿瘤发病率也是不断上升，2012年新增307万癌症患者，约有220万人死于癌症，分别占全球总量的21.9%和26.8%。癌症已成为我国居民第一大死因，给社会、家庭和个人带来巨大的负担和痛苦(Cell Death Dis.，2013，4，596，Chem.Soc.Rev.，2012，41，4306-4334)。目前，化疗、放疗、手术仍是临床肿瘤治疗中的主要手段，但是手术治疗只能针对局部瘤，可以快速切除原发病灶，不适用于难切除部位的肿瘤；放疗在癌症早期疗效较好，特异性较差，容易损伤正常细胞；化疗药物在杀死肿瘤细胞的同时，对人体也有很大的毒副作用。微波热疗技术具有无创或微创、安全性较好、相关组织内部加热温度更高、消融体积更大，消融时间更快和热流分布更加均匀的优点，在肿瘤的治疗中逐渐引起大家关注(Nature Reviews, 2014, 199-208) ο作为一种非侵袭式局部加热，微波热疗的机理是利用微波的热效应进行肿瘤的热疗。在微波进入生物组织时，会产生微波的传输和能量的吸收，从而在组织内形成一定的温度升高。当温度达到43°C以上时，可以有效地杀死肿瘤细胞，进而实现热疗目的(Card1vasc.1nter.Rad.2010，33 (4), 818-827, Phys.Med.B1l.2012, 57 (8), 2309-2327，Nat.Rev.Drug.Discov.2010, 615-27)。在临床上，对肿瘤能否精确诊断是实现精确治疗的决定性因素，CT成像技术作为一种成熟的医疗影像诊断手段，具有扫描速度快、图像无组织结构重叠、解剖关系明确、图像清晰、密度分辨率高、无创伤与痛苦等优点(J.Nuc1.Med.2013, 54(11),1938-1945,JACC-Card1vasc.1mag.2013, 6 (12), 1229-1238，Clin.0ral Implant.Res.2013，24(7)，746-749)。专利申请号为201410453049.2的中国专利利用空心二氧化锆纳米材料充填了具有微波增敏性能的离子液体，将该复合材料同时成功应用于肿瘤CT诊断与微波热疗
，并取得了比较满意的治疗效果。但是，该专利所利用的内核离子液体生物安全性需要进一步验证，该复合结构具有CT成像与微波热疗两种功能，不具有化疗功能；而槐耳多糖作为一种中药，对于肿瘤化疗作用与机制方面的研宄还很少，特别是微波增敏、CT增强的功能还未见报道。因此，本专利技术研制开发出一种生物安全性更高，CT增强效果更显著，集化疗、微波热疗、CT成像于一身，功能更丰富的材料；实现CT成像引导下肿瘤精确微波热疗与化疗结合治疗，实现肿瘤的诊疗一体化。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题在于提供一种具有微波增敏、化疗药物缓控释及CT成像功能的二氧化锆复合纳米材料，该二氧化锆复合纳米材料生物相容性良好，毒副作用较低，将其应用于肿瘤微波热疗辅助靶向化疗以及CT成像诊断技术，具有很好的临床诊疗应用价值。本专利技术所要解决的第二个技术问题在于提供一种所述二氧化锆复合纳米材料的制备方法。本专利技术所要解决的第三个技术问题在于提供所述二氧化锆复合纳米材料的应用。为解决上述第一个技术问题，本专利技术采用下述技术方案:一种具有微波增敏、化疗药物缓控释及CT成像功能的二氧化锆复合纳米材料，所述二氧化锆复合纳米材料包含二氧化锆纳米材料和槐耳多糖；所述二氧化锆纳米材料为空心二氧化锆纳米材料，该材料利用牺牲模板法制备所得，所述二氧化锆复合纳米材料为二氧化锆纳米材料的内部空心充填有槐耳多糖；所述二氧化锆复合纳米材料的粒径为50-500nm，壳层厚度为 10-100nm。优选地，所述二氧化错复合纳米材料的粒径为120-250nm，壳层厚度为20-50nm。本专利技术所要解决的第二个技术问题是所述二氧化锆复合纳米材料的制备方法，所述方法包括如下步骤:I)将槐耳多糖分散于水和有机溶剂组成的混合液中，超声或搅拌分散均匀形成槐耳多糖溶液，所述槐耳多糖溶液的质量体积分数为1-30% ；2)向步骤I)得到的槐耳多糖溶液中加入空心二氧化锆纳米材料，浓度为l_200mgmL—1，通过负压灌装法将槐耳多糖充填到空心二氧化锆纳米材料中；3)将步骤2)得到的充填有槐耳多糖的二氧化锆纳米材料用去离子水洗涤，直至上清液澄清透明，即得到具有微波增敏、化疗药物缓控释及CT成像功能的二氧化锆复合纳米材料。优选地，步骤I)所述的溶剂选自可溶于水的无水乙醇、乙腈、DMS0、1，4_ 二氧六环、丙酮和异丙醇中的一种或几种。本专利技术所要解决的第三个技术问题是，所述二氧化锆复合纳米材料的应用。所述具有微波增敏、化疗药物缓控释及CT成像功能的二氧化锆复合纳米材料的应用，将充填有槐耳多糖的二氧化锆纳米材料分散在PBS缓冲液中，PBS缓冲液的pH值为7.2，配制浓度范围为0-50mg ml/1的分散液，分别置于体外微波升温设备中，微波照射处理；或将充填有槐耳多糖的二氧化锆纳米材料分散在PBS缓冲液中，PBS缓冲液的pH值为7.2，配制浓度为5-20mg ml/1的分散液，通过尾静脉注射于接种肿瘤的小鼠体内，12小时之后微波照射处理；或将充填有槐耳多糖的二氧化锆纳米材料分散在PBS缓冲液中，PBS缓冲液的pH值为7.2，配制为不同梯度浓度分散液，浓度范围为0-50mg ml/1，分别进行体外CT成像；或将充填有槐耳多糖的二氧化锆纳米材料分散在PBS缓冲液中，PBS缓冲液的pH值为7.2，配制浓度为5-20mg mL—1的分散液，通过尾静脉注射于接种肿瘤的小鼠体内，不同时间段进行体内CT成像。本专利技术的有益效果如下:1、本专利技术与现有技术的显著不同的是，本专利技术中利用中空二氧化锆复合纳米材料包裹具有化疗效果的槐耳多糖，可以同时实现微波增敏、化疗药物缓控释及CT成像功能的目标，大大提高了诊断治疗效率，具有很好的临床应用价值。2、本专利技术所述的具有微波增敏、化疗药物缓控释及CT成像功能的包裹槐耳多糖的中空二氧化锆复合纳米材料，其壳层二氧化锆材料与内核槐耳多糖均具有CT影像增强性能，复合于一起之后，可以进一步对CT影像作用进行增强，可以作为良好的CT造影剂。3、本专利技术所述的具有微波增敏、化疗药物缓控释及CT成像功能的包裹槐耳多糖的中空二氧化锆复合纳米材料，其内核槐耳多糖是一种化疗中药，具有抗癌性能，同时具有良好的微波增敏性能，在微波场辐射下，可以表现出良好的温升性能，可以实现肿瘤微波热疗与化疗结合治疗肿瘤的效果。4、本专利技术所述的具有微波增敏、化疗药物缓控释及CT成像功能的包裹槐耳多糖的中空二氧化锆复合纳米材料，由于其尺寸比较小，具有EPR被动靶向性能，可以精确实现化疗药物靶向缓控释，精确治疗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有微波增敏、化疗药物缓控释及CT成像功能的二氧化锆复合纳米材料，其特征在于：所述二氧化锆复合纳米材料包含二氧化锆纳米材料和槐耳多糖；所述二氧化锆纳米材料为空心二氧化锆纳米材料，所述二氧化锆复合纳米材料为二氧化锆纳米材料的内部空心充填有槐耳多糖；所述二氧化锆复合纳米材料的粒径为50‑500nm，壳层厚度为10‑100nm。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵海波，牛猛，马腾闯，徐克，
申请(专利权)人：中国医科大学附属第一医院，
类型：发明
国别省市：辽宁;21