一种普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合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普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料及其制备方法和应用；本发明专利技术制备的普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料可以介导肿瘤细胞发生铁矿化；具体的，可以采用通过口服、静脉给药、瘤内介入给药、淋巴结介入给药等方式介导肿瘤细胞发生铁矿化，抑制肿瘤细胞的生长及扩散。进一步的，还可以通过肿瘤细胞发生铁矿化，增强肿瘤组织在超声、CT以及磁共振医学成像上的灵敏度，提高肿瘤诊断准确度。本发明专利技术能通过介导铁矿化的纳米药物，实现对肿瘤细胞的铁矿化，从而构建肿瘤的诊疗一体化体系。从而构建肿瘤的诊疗一体化体系。从而构建肿瘤的诊疗一体化体系。

【技术实现步骤摘要】
一种普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及肿瘤诊疗
，尤其涉及一种普鲁士蓝/过氧化钙纳米材料及其制备方法和应用，普鲁士蓝/过氧化钙纳米可介导肿瘤矿化，在肿瘤诊疗一体化中具有应用前景。

技术介绍

[0002]生物矿化是以无机离子在有机基质上的富集形成硬组织材料为特征，在生物体内硬组织的形成中起着重要作用，如生理条件下人体中骨骼和牙齿形成。近期的临床研究发现，在肿瘤进行放疗和化疗的过程中常常伴随着一定程度的肿瘤矿化。也有报告显示肿瘤发生矿化是潜在的预后良好标志物，与肿瘤治疗的效果成正相关。这些观察结果表明肿瘤的矿化可能对抑制肿瘤细胞增殖具有积极作用，从而进一步增强对肿瘤的治疗效果。然而，目前针对通过肿瘤矿化来实现对肿瘤治疗的研究有限，且目前仅有的几种矿化方法主要集中在对肿瘤的钙化研究。初步研究表明肿瘤钙化可以有效地抑制肿瘤的生长和转移，但在促进提高肿瘤医学诊断成像方面的灵敏度有限，这主要是由于其与生理性骨骼和牙齿钙化相比，肿瘤钙化的程度相对较弱，并且钙化的速度较慢。因此，仍然迫切需要开发更强的矿化策略以实现肿瘤的精确诊断和有效治疗。
[0003]在自然界中，某些细菌可以通过改变其周围或内部的局部pH值和氧化还原条件，通过富集铁离子并将这些离子通过氢氧化铁((Fe(OH)3)的形式形成微生物沉淀来有效地介导铁矿化。受这一现象启发，我们产生了通过沉淀Fe(OH)3的策略来促进肿瘤铁矿化的想法。和肿瘤的钙化相比，肿瘤铁矿化是一种有前景的可将肿瘤诊断和治疗有效结合的替代策略，这主要是由于铁矿化比钙化有更强的造影剂作用，因此有助于进一步提高目前常规肿瘤诊断影像学诊断技术诸如超声、计算机断层扫描(CT)或磁共振(MR)成像的分辨率和灵敏度。另外，肿瘤组织的铁矿化可以使肿瘤组织能够持续保持在铁离子浓度相对较高的微环境中，这会触发肿瘤微环境中的芬顿或类芬顿反应产生过量的活性氧(ROS)，激活肿瘤细胞的铁死亡等通路，从而进一步破坏肿瘤细胞的功能，对肿瘤起到治疗的作用。
[0004]普鲁士蓝(PB)化学式为Fe4[Fe(CN)6]3，是在肿瘤治疗中有希望的潜在外源铁池，由于其良好的生物安全性，其在2003年已被美国食品和药物管理局批准为重金属铊中毒的安全解毒剂。一方面PB周围不断升高的氢氧根离子(OH
‑
)可以触发PB中铁离子的释放；而另一方面，CaO2的降解伴随着水溶液中氢离子(H
+
)的消耗，可以提高OH
‑
的浓度。因此，通过将纳米PB与CaO2进行复合，可能是促进肿瘤铁矿化的一种有效策略。另外中空具有介孔结构的PB具有高表面积和铁离子活性位点以及高的药物装载效率，这为中空介孔PB(HPB)与纳米CaO2的结合提供了基础。而纳米颗粒具有在肿瘤部位增强富集的特性，这为HPB
‑
CaO2(HC)纳米复合材料递送到肿瘤部位提供了理论依据。这些在有限空间积累的HC可通过CaO2降解而触发OH
‑
浓度的快速升高，从而介导肿瘤细胞的铁矿化，而对于血液中循环的HC纳米颗粒，CaO2降解产生的OH
‑
可以被有效地通过血液中的电解质中和，从而使HPB留在血液中，进一步通过正常的代谢途径将其排出体外。
[0005]因此，HPB与CaO2的复合将可以实现肿瘤细胞的选择性矿化。这种基于铁元素的肿瘤细胞矿化极大地提高肿瘤组织通过医学成像的检出能力，可以有效诊断区分早期肺癌与良性结节，诊断的同时还可抑制肺肿瘤的转移，提高了肺癌的治疗效率，这为肺癌的精确治疗和干预提供了有潜力的手段。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料及其制备方法和应用，普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料能够有效介导肿瘤细胞的铁矿化，抑制肿瘤生长及转移，提高放化疗、免疫治疗的治疗效果，以及影像学成像的对比度达到早期诊断、精准诊疗的目标。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]本专利技术的一个目的是提供一种普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料的制备方法，其包括如下步骤：
[0009]1)以亚铁氰化钾为原料，在酸性环境中，以聚维酮为分散剂，控制亚铁氰化钾、聚维酮的质量比为1:1～1:30，水浴加热合成得到实心普鲁士蓝纳米颗粒；
[0010]2)以所述实心普鲁士蓝纳米颗粒为原料，在酸性条件下经自我刻蚀，得到空心普鲁士蓝纳米颗粒；
[0011]3)以空心纳米普鲁士蓝为模板，在乙醇溶液中加入氯化钙，控制空心普鲁士蓝与氯化钙的质量比为1:1～1:20，然后加入氨水溶液调节pH为7
‑
11，之后加入过氧化氢溶液进行反应，控制氯化钙与过氧化氢的摩尔比为1:2.5～1:10，反应完成后，分离得到普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料。
[0012]优选的，氨水溶液可选用例如浓度为1M的氨水溶液，氨水溶液与乙醇溶液的体积比一般可以控制在1:10
‑
1:20，氨水的用量以满足加入后体系pH弱碱性要求为准。过氧化氢溶液可选用浓度为30％的过氧化氢溶液。
[0013]优选的，步骤1)所述酸性环境的pH为2
‑
6，水浴温度为30
–
90℃，聚维酮的分子量为1000
‑
100000KDa。
[0014]优选的，步骤2)所述自我刻蚀的环境为0.1～10M盐酸溶液，刻蚀温度为10
‑
1000℃，刻蚀反应的时间为1
‑
10h。
[0015]本专利技术的第二个目的是提供上述方法制备得到的普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料。以该纳米复合材料为前驱体，通过静脉给药、瘤内介入给药、淋巴结介入给药等，抑制肿瘤的生长与转移，提高肿瘤成像灵敏度。
[0016]本专利技术的第三个目的是提供所述的普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料在制备治疗肿瘤的药物中的应用。优选的，是所述普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料在制备抑制肿瘤转移或生长的药物中的应用，或者在制备肿瘤化疗或放疗药物或制剂中的应用。
[0017]本专利技术的第四个目的是提供所述普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料在制备肿瘤诊断试剂中的应用。优选的，是所述普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料在制备肿瘤医学成像试剂中的应用。普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料可以改变比如CT、超声、PET
‑
CT、MRI的影像对比度，更早期发现病灶，或者区分良恶性肿瘤病灶。
[0018]更近一步的，本专利技术提供了所述的普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料在制备肿瘤诊断治疗一体化药物中的应用。更为具体的，是所述的普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料在
制备兼具肿瘤治疗效果及提高肿瘤医学诊断成像灵敏度的药物中的应用。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的关键在于普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料选择性诱导肿瘤细胞的铁矿化。其基本原理是利用肿瘤的酸性微环境可以促进普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料的快速降解，释放大量的活性氧杀伤肿瘤细胞，降低肿瘤细胞的外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)以亚铁氰化钾为原料，在酸性环境中，以聚维酮为分散剂，控制亚铁氰化钾、聚维酮的质量比为1:1～1:30，水浴加热合成得到实心普鲁士蓝纳米颗粒；2)以所述实心普鲁士蓝纳米颗粒为原料，在酸性条件下经自我刻蚀，得到空心普鲁士蓝纳米颗粒；3)以空心纳米普鲁士蓝为模板，在乙醇溶液中加入氯化钙，控制空心普鲁士蓝与氯化钙的质量比为1:1～1:20，然后加入氨水溶液调节pH为7
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11，之后加入过氧化氢溶液进行反应，控制氯化钙与过氧化氢的摩尔比为1:2.5～1:10，反应完成后，分离得到普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料。2.根据权利要求1所述的普鲁士蓝/过氧化钙纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)所述酸性环境的pH为2
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6，水浴温度为30
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90℃，聚维酮的分子量为1000
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100000KD...

【专利技术属性】
技术研发人员：王本，张凯鑫，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：