有抗肿瘤药物纳米层的透明质酸修饰的二氧化钛-氧化石墨烯复合材料制备方法及应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医药，特别是一种有抗肿瘤药物纳米层的透明质酸修饰的二氧化 钛-氧化石墨烯复合材料（Ti-GO-HA)制备方法及应用。
【背景技术】
[0002] 目前，临床上普遍釆用化疗、放疗以及手术来治疗癌症。化疗法药物全身分布广、 毒副作用大且易复发。放疗利用癌细胞对放射线敏感的特性，使用高能电磁辐射线杀伤癌 细胞并使肿瘤萎缩，但是在临床治疗时正常组织也会受到相应的辐射损伤。外科手术虽可 切除肿瘤病灶，但对人体创伤大，且常因为癌细胞已经扩散而导致疗效较差。因此，进一步 发展高效低毒的癌症治疗新技术和新方法已经成为全世界医学领域最为关注的课题。
[0003] 近些年来，随着光敏物质和激光技术的不断发展，作为一种新型的微创疗法，光学 治疗受到了研究者的广泛关注。光疗包括光热治疗及光动力学治疗。光动力学疗法（PDT) 是一种有效用于治疗恶性肿瘤的新方法，其治疗原理是利用肿瘤组织相比其周围组织选择 性低，可摄入和潴留一些染料或药物作为光敏剂，利用激光等作为光源照射光敏剂产生大 量的活性氧物质（R0S)，从而有效杀伤肿瘤细胞，达到治疗目的。光热学疗法（PTT)是另一 种治疗肿瘤的新方法，因其治疗时间短，治疗效果明显，材料无毒无害，对人体副作用小，因 此具有很大的发展潜力。其治疗原理是利用具有高光热转换效率的材料，将其注射入人体 内部，利用靶向性识别技术聚集在肿瘤组织附近，并在外部光源（一般是近红外光）的照射 下将光能转化为热能来杀死癌细胞。
[0004] 而光敏剂及光热转换剂在肿瘤内的定位及蓄积是决定光学治疗效果的一个重要 因素。因此，试图将这些治疗物质定位于肿瘤组织的特定区域，使其能够特异性地杀伤肿瘤 细胞，避免对健康组织或器官的损害，优化光疗效果，减小毒副作用。另外，确定光敏剂或光 热转换剂到达肿瘤靶部位的时间也是影响治疗效果的一个重要因素。只有在该类物质到达 靶部位并蓄积一定量后给予光照才能最大程度的发挥光疗的效果。因此发展成像监测模式 下的治疗势在必行。
[0005] 由于对生物体的毒性较小，光催化效果持久，二氧化钛有望成为一种更加安全的 用于肿瘤治疗的新型光敏剂。已有大量实验研究证实二氧化钛在紫外光照射下，对宫颈癌、 膀腕癌、白血病、胃癌、肠癌、乳腺癌等多种肿瘤都有一定的杀伤作用，是极有潜力的光动力 学治疗材料。然而要实现其临床应用，仍面临诸多挑战，如：能带隙较宽，只能吸收紫外光， 对可见及近红外光利用率低；光生电子和空穴易复合；表面光滑，吸附性能差，载药率极 低。而氧化石墨烯（GO)有优良的电子传导能力，能实现光生电子-空穴的有效分离，提高 光动力学治疗效率；二者复合后，可以作为敏化剂将吸收光谱扩展至可见及近红外光区。另 外，GO为单原子层结构，具有较大的比表面积，其两面都可通过较强的物理吸附作用与芳香 环类药物非共价结合，从而拥有超高的药物负荷量。同时，利用GO在近红外光下的光热转 换特性可以进行肿瘤的光热治疗。
[0006] 然而未经过处理的GO也有一定的缺点，如生物相容性不好；生理环境下易团聚； 不具肿瘤细胞靶向性，难以实现药物的靶向转运及高效、低毒的光疗。所以往往在应用之 前对其进行功能化修饰。而透明质酸（HA)是一种天然酸性黏多糖，结构中存在多种活性 基团，具有良好的生物相容性和肿瘤靶向性，能改善GO的生物相容性及在水中的分散稳定 性，通过受体介导作用，增加病灶区的药物浓度，从而实现肿瘤的靶向治疗。但至今未见有 有抗肿瘤药物纳米层的透明质酸修饰的二氧化钛-氧化石墨烯复合材料及应用的公开报 导。
【发明内容】
[0007] 针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种有抗肿瘤药 物纳米层的透明质酸修饰的二氧化钛-氧化石墨烯复合材料（Ti-GO-HA)制备方法及应用， 可有效解决兼具热疗及光动力治疗活性、肿瘤细胞靶向性以及良好生物相容性的HA修饰 的Ti-GO纳米复合材料（Ti-GO-HA)的制备及实现抗肿瘤的治疗用药问题。
[0008] 本发明解决的技术方案是，通过水热法合成二氧化钛-氧化石墨烯（Ti-GO)纳米 材料，然后透明质酸以亚烷基二胺为连接臂和二氧化钛-氧化石墨烯（Ti-GO)纳米复合材 料通过酰胺键化学连接，在水介质中形成纳米层的透明质酸修饰的二氧化钛-氧化石墨烯 复合材料（Ti-GO-HA)，具体由以下步骤实现：
[0009] (1)合成二氧化钛-氧化石墨稀（Ti-GO)纳米复合材料：称取0? 25-0. 75g硫酸 钛，溶于l〇_30ml水中，加入80_240mg氧化石墨稀，搅拌4h，再加入0. 262-0. 786g十六烷基 三甲基溴化铵（CTAB)，搅拌12h，然后转移至反应釜中，120-150°C水浴反应48-96h，离心分 离，除去水分，得粗产物，将粗产物用去离子水和无水乙醇各洗涤5次，离子交换后抽滤，得 滤饼，将滤饼放入真空干燥箱中60-80°C干燥12-24h，350-450°C煅烧2-4h，得二氧化钛-氧 化石墨稀（Ti-GO)纳米复合材料；
[0010] ⑵合成氨化透明质酸（HA):称取100_200mg透明质酸（HA)加入5-20ml溶剂中， 50°C油浴溶解，冷却至室温，再加入200-500mg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺 (EDC)、150-310mg羟基琥珀酰亚胺（NHS)，室温搅拌30min进行羧基活化，得羧基活化的透 明质酸（HA)溶液；冰浴下将0. 5-2ml乙二胺缓慢滴入羧基活化的透明质酸（HA)溶液中，室 温反应2-6h，再加入超过羧基活化的透明质酸（HA)溶液量的预冷丙酮，冰浴冷却，析晶，析 出的沉淀晶体即为氨化的透明质酸（HA)，抽滤得沉淀；加水复溶沉淀，透析，冷冻干燥即得 氨化透明质酸（HA);
[0011] 所述的溶剂为水或乙醇；
[0012] (3)合成透明质酸（HA)修饰的二氧化钛-氧化石墨烯（Ti-GO)纳米复合材料 (Ti-GO-HA)，方法是：称取45_120mg的二氧化钦-氧化石墨稀（Ti-GO)纳米复合材料，加入 30-50ml溶剂分散成分散液，分别称取346-841mg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺 (EDC)、206-610mg羟基琥珀酰亚胺（NHS)加入到分散液中，搅拌，室温活化反应10-18h(过 夜），得活化反应液；称取50-150mg的氨化透明质酸（HA)，加入IOml溶剂溶解，滴加到活化 反应液中，室温搅拌反应8-24h，成反应液，再加入超过反应液量的预冷丙酮，冰浴冷却，析 晶，抽滤，得晶体，晶体透析冻干，得透明质酸（HA)修饰的二氧化钛-氧化石墨烯（Ti-GO) 纳米复合材料（Ti-GO-HA);
[0013] (4)、水介质中纳米层的形成：将透明质酸（HA)修饰的二氧化钛-氧化石墨烯 (Ti-GO)纳米复合材料（Ti-GO-HA)与水按重量比1-20 : 100超声溶解，与乙醇溶解的抗肿 瘤药物混合，经超声或高压均质，室温搅拌24h，采用透析法或超滤法或柱分离法除去乙醇 及游离药物，冻干，得有抗肿瘤药物粒径为10~1000纳米（nm)层的透明质酸修饰的二氧 化钛-氧化石墨烯复合材料（Ti-GO-HA);
[0014] 所述的透明质酸的分子量为600d-400kd;
[0015] 所述的抗肿瘤药物为盐酸阿霉素、紫杉醇、多烯紫杉醇、羟基喜树碱、米托蒽醌和 吲哚菁绿的一种。
[0016] 本发明方法制备的有抗肿瘤药物纳米层的透明质酸修饰的二氧化钛-氧化石墨 烯复合材料可以同时用于肿瘤近红外成像诊断及肿瘤治疗，实现在制备肿瘤近红外成像诊 断及肿瘤治疗药物中的应用。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明的透明质酸修饰的二氧化钛-氧化石墨烯纳米复合材料在808nm激 光照射下光热效应图。
【具体实施方式】
[0018] 以下结合实施例对本发明的【具体实施方式】作详细说明。
[0019] 实施例1
[0020] 本发明在具体实施中，可由以下步骤实现：
[0021] (1)合成二氧化钛-氧化石墨烯（Ti-GO)纳米复合材料：称取0. 5g硫酸钛，溶于 20ml水中，加入160mg氧化石墨烯，搅拌4h，再加入0. 524g十六烷基三甲基溴化铵（CTAB)， 搅拌12h，然后转移至反应釜中，120-150°C水浴反应48-96h，离心分离，除去水分，得粗产 物，将粗产物用去离子水和无水乙醇各洗涤5次，离子交换后抽滤，得滤饼，将滤饼放入真 空干燥箱中60-80°C干燥12-24h，350-450°C煅烧2-4h，得二氧化钛-氧化石墨烯（Ti-GO) 纳米复合材料；
[0022] (2)合成氨化透明质酸（HA):称取150mg透明质酸（HA)加入12. 5ml溶剂中，50°C 油浴溶解，冷却至室温，再加入350mg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺（EDC)、 230mg羟基琥珀酰亚胺（NHS)，室温搅