一种基于聚吡咯复合物的治疗诊断制剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于聚吡咯复合物的治疗诊断制剂及其制备方法，所制备得到的聚吡咯制剂同时具有超声造影诊断和光热治疗的功能，成功地将超声造影诊断的实时、高效、低价、无辐射等特性，和近红外光热治疗的高选择性、高疗效结合在一起，大大增加了诊断-治疗效率，具有很好的临床应用潜力。
【专利说明】一种基于聚吡咯复合物的治疗诊断制剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属生物材料【技术领域】，涉及一种基于聚吡咯复合物的治疗诊断制剂的制备 方法。
【背景技术】
[0002] 光热治疗是近年来发展的一种微创治疗技术，主要是通过将光能直接照射到病变 部位而使其局部温度升高来杀伤病变细胞，从而大大降低了全身系统毒性。为了提高激 光诱导的光热治疗的效率和选择性，通常会将具有光吸收性能的光热治疗剂导入病变部 位。由于近红外光对组织的穿透性最好，理想的光热治疗剂应该在近红外光区域（650? 950nm)具有较强的吸收，低毒性，表面可以连接上功能基团实现主动靶向治疗。另外，成 功的光热治疗需要借助合适的成像技术来首先确定病变组织的位置、大小及光热治疗剂在 体内的分布及病变组织的富集情况；其次需要实时监测病变组织及周围健康组织温度的变 化；最后借助于成像技术来进行治疗效果的评价。与其他成像技术相比，超声成像是一种临 床应用十分广泛的无创快速诊断技术，具有实时、低价、无辐射、操作简便等特性，同时借助 于具有回声增强效果的超声造影剂，超声诊断的准确性和灵敏度大大提高。
[0003] 导电聚合物聚吡咯因其易于制备、良好的环境稳定性和较高的导电率而在电催化 材料、传感器、金属防腐材料、二次电池电极材料、药物释放材料和电控离子交换等诸多领 域得到了广泛的研究与应用。体内的动物实验已经表明聚吡咯微纳米粒子具有非常好的长 期安全性（J. Pharm. Pharmacol. 2007,59,311.)。因此，我们利用具有良好近红外吸收特 性的聚吡咯复合物来制备同时具有超声造影诊断和光热治疗功能的复合诊断制剂，使得只 需要一种复合制剂即可同时实现诊断和治疗两种功能，从而减少中间环节，大大提高了诊 断-治疗效率，具有很好的临床应用潜力。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了得到一种同时具有超声造影诊断和光热治疗功能的诊 断-治疗联用制剂，解决传统临床实践中诊断或治疗单一使用带来的种种不便，用一种复 合制剂同时实现诊断和治疗两种功能。
[0005] 为达到上述目的，本发明采取以下措施，制备一种基于聚吡咯复合物的治疗诊断 制剂，其特征在于：该制剂为核壳结构，内核为气体空腔或液态氟碳，直径为〇. 1?10微米， 外壳为聚吡咯复合物，厚度为1?500纳米。它的制备方法包括如下步骤：
[0006] (1)采用阴离子表面活性剂掺杂通过化学氧化聚合法制备可溶性聚吡咯复合物；
[0007] (2)将可溶性聚吡咯聚合物及包裹内含物溶解在有机试剂得到油相，利用水溶性 分子水溶液作为水相；
[0008] (3)通过水包油乳液法制备得到聚吡咯复合物胶囊；
[0009] (4)采用真空冷冻干燥法制备气体空腔的聚吡咯复合物胶囊，内核为液态氟碳则 无需此步骤。
[0010] 本发明中所使用的阴离子表面活性剂包括但不限于双（2-乙己基）磺基丁二酸 纳、烧基苯横酸纳、烧基硫酸纳、烧基聚氧乙稀酿硫酸纳、脂肪酸纳、烧基聚氧乙稀酿竣酸 钠、烷基磺酸钠、油酰甲基牛黄酸钠、雷米帮A。
[0011] 本发明中所述的化学氧化聚合法所使用的氧化剂包括但不限于氯化铁、硫酸铁、 过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢、氯化铜。
[0012] 本发明中所使用水相稳定剂包括但不限于聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙 烯、明胶、葡聚糖、壳聚糖、海藻酸钠、十二烷基硫酸钠、三甲基十六烷基溴化铵、十二烷基苯 磺酸钠。
[0013] 本发明中所述的真空冷冻干燥的条件为：真空度0. 1?lOOPa ;温 度-10°C?-100°c ;时间1?500小时。
[0014] 本发明具有以下优点：
[0015] 本发明的优点之一是克服了传统聚吡咯材料的溶解性能差等缺陷，制备了可溶性 的聚吡咯复合物，大大拓展了聚吡咯材料的应用前景。
[0016] 本发明的优点之二是基于聚吡咯复合物胶囊的诊断治疗制剂的制备条件简单而 温和。
[0017] 本发明的优点之三是制备聚吡咯复合物胶囊的诊断治疗制剂的材料具有很好的 生物相容性。
[0018] 本发明的优点之四是制备得到的聚吡咯复合物胶囊的诊断治疗制剂具有优良的 分散性及稳定性，非常有利于临床应用。
[0019] 本发明的优点之五是将超声诊断和光热治疗过程合二为一，化繁为简，节省时间， 增加效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为可溶性聚吡咯复合物的合成示意图。
[0021] 图2为【具体实施方式】三得到聚吡咯空心微球的制备示意图。
[0022] 图3为【具体实施方式】三得到的聚吡咯空心微球的扫描电镜结果图。
[0023] 图4为【具体实施方式】三得到的聚吡咯空心微球在培养基中的紫外-可见吸收光谱 图（从图中可以看到空心微球在650nm?850nm范围内有较宽吸收峰，并且微球能够在培 养基中稳定的分散）。
[0024] 图5为注射【具体实施方式】二得到的聚吡咯空心微球治疗诊断制剂的兔肾脏反向 谐波成像造影图（a_注射前；b_注射后）。
[0025] 图6为【具体实施方式】三得到的聚吡咯空心微球治疗诊断制剂对于人神经胶质瘤 的杀伤效果比较（a_培养基培养，不用激光照射；b_培养基培养，用激光照射；c-加入聚吡 咯空心微球培养，不用激光照射；d-加入聚吡咯空心微球培养，并用激光照射。可以看到聚 吡咯空心微球只有在近红外激光照射下才会对肿瘤细胞有杀伤作用）。
【具体实施方式】
[0026] 本发明技术方案不局限于以下所列举【具体实施方式】，还包括各【具体实施方式】间的 任意组合。
【具体实施方式】 [0027] 一：
[0028] (1)称取6. 6684g的双（2-乙己基）磺基丁二酸钠（NaDHIS)加入到90mL去离子 水中，置于冰水浴中搅拌溶解。待其完全溶解后，向体系中加入2. 769mL的吡咯单体，持续 搅拌5min后，往其中加入2. 282g的过硫酸铵溶液，整个体系在冰水浴中反应20h。反应结 束后，离心分离得到可溶性聚吡咯复合物[(Py) 3+ (DEHS)1 x。
[0029] (2)称取100mg可溶性聚吡咯复合物[(Py)3+(DEHSr]x与80μ L液态氟碳溶解于 4mL二氯甲烷中，待完全溶解后加入到预冷的2%聚乙烯吡咯烷酮溶液中，用高速分散均质 机在9500rpm勻化2min后磁力搅拌2h，使二氯甲烧挥发后，5000g离心5min，收集沉淀在同 样的离心条件下水洗后，即得到包裹有液态氟碳的聚吡咯微胶囊。
【具体实施方式】 [0030] 二：
[0031] (1)称取6. 6684g的双（2-乙己基）磺基丁二酸钠（NaDHIS)加入到90mL去离子 水中，置于冰水浴中搅拌溶解。待其完全溶解后，向体系中加入2. 769mL的吡咯单体，持续 搅拌5min后，往其中加入2. 282g的过硫酸铵溶液，整个体系在冰水浴中反应20h。反应结 束后，离心分离得到可溶性聚吡咯复合物[(Py) 3+ (DEHS)1 x。
[0032] (2)称取lOOmg可溶性聚吡咯复合物[(Py)3+(DEHSr]x与60μ L液态氟碳溶解于 4mL二氯甲烷中，待完全溶解后加入到预冷的2%聚乙烯吡咯烷酮溶液中，用探头式超声仪 超声处理2min后磁力搅拌2h，使二氯甲烧挥发后，8000rpm离心5min，收集沉淀在同样的离 心条件下水洗后，即得到包裹有液态氟碳的聚吡咯纳米胶囊。
【具体实施方式】 [0033] 三：
[0034] (1)称取6. 6684g的双（2-乙己基）磺基丁二酸钠（NaDHIS)加入到90mL去离子 水中，置于冰水浴中搅拌溶解。待其完全溶解后，向体系中加入2. 769mL的吡咯单体，持续 搅拌5min后，往其中加入2. 282g的过硫酸铵溶液，整个体系在冰水浴中反应20h。反应结 束后，离心分离得到可溶性聚吡咯复合物[(Py) 3+ (DEHS)1 x。
[0035] (2)称取lOOmg可溶性聚吡咯复合物[(Py)3+(DEHSr]x溶解于4mL二氯甲烷中，待 完全溶解后加入到预冷的2%聚乙烯吡咯烷酮溶液中，用高速分散均质机在9500rpm匀化 2min后磁力搅拌2h，使二氯甲烧挥发后，5000g离心5min，收集沉淀在同样的离心条件下水 洗后，即得到聚吡咯微球。
[0036] (3)使用真空冷冻干燥机在_54°C，真空度5Pa条件下冻干48小时，即可得到分散 性能优良的聚吡咯空心微球。
[0037] (4)实验中利用临床上使用的PhilipsiU22型彩色超声诊断仪对本实施方式得到 的聚吡咯空心微球悬液进行体内超声显影效果的评价。待新西兰大耳兔麻醉后，未注射超 声造影剂前对兔肾脏进行超声成像，待图像满意后经耳缘静脉注射样品悬液，立即补充注 射1. OmL生理盐水，在PIHI模式下实时动态观察并记录兔肾脏回声强度增强情况，成像参 数在整个造影过程中保持不变，测试结果如图5所示。经造影增强显影后，大白兔肾脏等实 质脏器及血流信号明显增多、增强，可获得比未造影前更多的血流信息。整个造影过程，大 白兔生命征平稳，造影后无不良反应，表现出良好的安全性。注射本实施方式得到的聚吡咯 空心微球前显示的血流信号少且弱，可得到的血流信息较少。这一结果说明本实施方式得 到的聚吡咯空心微球具有很好的超声造影成像的功能。
[0038] (5)将不同浓度的粒子悬液与培养在24孔板中的肿瘤细胞孵育，利用808nm近红 外激光（6W/cm2)对其照射不同的时间，利用荧光染料Calcein-AM和PI分别对照射后的细 胞进行染色，在荧光显微镜下观察细胞的状态，其中活细胞会发出绿色荧光，而死细胞则发 出红色荧光。从图6可以看到，只有加入了聚吡咯诊断治疗制剂后，在激光照射的位置才会 有细胞死亡。反之，无论是单独加入聚吡咯诊断治疗制剂或者单独激光照射的细胞都完全 存活，说明本实施方式得到的聚吡咯诊断治疗制剂是无毒的，只有在与激光共同作用时才 具有光热治疗杀死肿瘤细胞的功能。
【权利要求】
1. 一种基于聚吡咯复合物胶囊的治疗诊断制剂，其特征在于：该治疗诊断制剂为核壳 结构，内核为气体空腔或液态氟碳，直径为〇. 1?10微米，外壳为聚吡咯复合物，厚度为 1?500纳米。
2. -种基于聚吡咯复合物的治疗诊断制剂的制备方法，其特征在于：该制备方法包括 如下步骤： (1) 采用阴离子表面活性剂掺杂通过化学氧化聚合法制备可溶性聚吡咯复合物； (2) 将可溶性聚吡咯聚合物及包裹内含物溶解在有机试剂得到油相，利用水溶性分子 水溶液作为水相； (3) 通过水包油乳液法制备得到聚吡咯复合物胶囊； (4) 采用真空冷冻干燥法制备气体空腔的聚吡咯复合物胶囊，内核为液态氟碳则无需 此步骤。
3. 根据权利要求1所述的一种基于聚吡咯复合物胶囊的治疗诊断制剂，其特征在于： 所述的胶囊同时具有超声造影诊断和光热治疗的功能。
4. 根据权利要求1所述的一种基于聚吡咯复合物胶囊的治疗诊断制剂，其特征在于： 所述的光热治疗可以用在包括但不限于肿瘤、痤疮及各种炎症等一些病变组织和细胞上。
5. 根据权利要求2所述的一种基于聚吡咯复合物胶囊的治疗诊断制剂的制备方法，其 特征在于：所述的阴离子表面活性剂包括但不限于双（2-乙己基）磺基丁二酸钠、烷基苯 横酸纳、烧基硫酸纳、烧基聚氧乙稀酿硫酸纳、脂肪酸纳、烧基聚氧乙稀酿竣酸纳、烧基横酸 钠、油酰甲基牛黄酸钠、雷米帮A。
6. 根据权利要求2所述的一种基于聚吡咯复合物胶囊的治疗诊断制剂的制备方法， 其特征在于：所述的化学氧化聚合法所使用的氧化剂包括但不限于氯化铁、硫酸铁、过硫酸 铵、过硫酸钾、过氧化氢、氯化铜。
7. 根据权利要求2所述的一种基于聚吡咯复合物胶囊的治疗诊断制剂的制备方法，其 特征在于：所使用水相稳定剂包括但不限于聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、明胶、 葡聚糖、壳聚糖、海藻酸钠、十二烷基硫酸钠、三甲基十六烷基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠。
8. 根据权利要求2所述的一种基于聚吡咯复合物胶囊的治疗诊断制剂的制备方法，其 特征在于：所述的真空冷冻干燥的条件为：真空度0. 1?l〇〇Pa ;温度-10°C?-100°C;时间 1?500小时。
【文档编号】A61K41/00GK104117074SQ201310151538
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月27日 优先权日:2013年4月27日
【发明者】戴志飞, 查正宝, 王金锐, 曲恩泽 申请人:北京大学