高分子磁性粒子复合超声成像微球的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高分子磁性粒子复合超声成像微球。该微球为中空型无机/有机/无机三层结构，位于微球中心的是空腔，内部填充空气；空腔外层为Fe3O4磁性粒子；中间层为聚异丙基丙烯酰胺-聚甲基丙烯酸无规共聚物与聚甲基丙烯酸、二乙烯基苯通过自由基共聚得到的核/壳聚合物纳米微球，共聚物与内层Fe3O4磁性粒子之间通过内表面羧基与铁盐可形成配位键或离子键而稳定；外层为二氧化硅，通过微球的表面的羧基与二氧化硅表面的硅羟基产生氢键作用而连接。该材料优点是：聚合物微球属于纳米级粒子；内层Fe3O4磁性粒子使造影剂可靶向定位；二氧化硅空心微球具有很好的生物相容性和机械稳定性，内部空腔在造影模式下可以产生强的回波信号。
【专利说明】高分子磁性粒子复合超声成像微球
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种医疗检测用造影剂，尤其涉及一种具有磁性功能的多层有机/无 机复合结构的纳米微球，属于医学【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 近年来，分子影像技术由于其能够为活体组织的疾病诊断和监控提供重要的信 息而得到广泛的关注（Campbell R. E.，Chang C. J. Ci/rr 2010， 14(1) :1-2.)。在众多成像模式中，超声成像作为一种无创伤的生物医学成像模式，由于其 具有成像和诊断安全及时、价格低廉、轻便快捷、运用广泛等优点而具有重要的研究价值。 然而不同生物组织之间回波信号的不同常常会妨碍诊断的准确性，为了更好地得到特定 组织的准确信息，人们通常采用加入超声成像造影剂的方法来实现（R. Diaz-L6PNIPAMZ， Tsapisa N., Libong D., et al. Biomaterials, 2009, 30(8):1462-1472. )〇
[0003] 通常所用的造影剂主要为微泡，其外壳为糖类、蛋白质等两亲性小分子或多聚 物构成，内部填充C3F8、SF6等气体形成囊泡（Ferrara K. W.，Borden M. A.，Zhang H. Jcc泛￡? Tfes, 2009，42(7):881-892.)。这些造影剂可以改变或者增强超声回波信号 以及提供更好的表面或者组织信息。然而由于拉普拉斯压力、血压、氧化新陈代谢以及 超声波的作用，这些气体微泡在注入血液中几秒钟之后就被溶解和破裂，且粒径难以控 IfjiJ (Schutt E. G. , Klein D. H. , Mattrey R. M. , et al. Angew Chem Int Ed, 2003, 42(28) :3218-3235.)。二氧化硅空心微球具有很好的生物相容性和机械稳定性，且具有 较大的空腔，在造影模式下可以产生较强回波信号，可解决上述问题。Hall等（Lin P. L.，Eckersley R. J.，Elizabeth A. H. JoVifeter, 2009，21(38_39):3949_3952.)以 PNIPAM球为模板，用聚烯丙基酸盐酸盐（PAH)改变表面电荷制备了粒径为2. 8 ii m的空心 微球，壳层厚度小于30nm，并研究了其在不同机械指数条件下的超声成像效果。线性超声成 像（B-model)结果显示，这种中空SiO2小球在水环境下具有很强的超声信号。然而这类 方法仍具有一定的局限，如中空SiO2小球的尺寸太大，并没有达到纳米级结构，难于用于活 体成像，且未进行官能团修饰难以进行进一步连接。因此，目前临床中使用的造影剂还不能 同时兼顾良好生物相容性、机械稳定性、靶向性能、纳米结构、可进行官能团修饰等要求。
【发明内容】
[0004] 本发明针对以上问题，提供一种高分子磁性粒子复合超声成像微球，其是一种多 层有机/无机复合结构磁性纳米微球，具有中空型无机/有机/无机三层复合结构： 位于微球中心的是空腔，内部填充空气； 中间层为高分子层，为聚甲基丙烯酸与二乙烯基苯的共聚物； 空腔与中间层之间为四氧化三体磁性纳米粒子，通过配位键或离子键沉积于高分子层 内表面； 外层为有介孔的二氧化硅纳米粒子，通过氢键作用吸附与高分子层外部。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 1)核/壳聚合物微球双层纳米微球的制备 该微球是基于一种核/壳聚合物微球双层纳米微球而制备的。首先利用异丙基丙烯酰 胺与甲基丙烯酸进行共聚得到单分散纳米微球，其为以下化学式所示结构：
【权利要求】
1. 一种高分子磁性粒子复合超声成像微球，其特征在于具有中空型无机/有机/无机 三层复合结构： 1) 位于微球中心的是空腔，内部填充空气； 2) 中间层为高分子层，为聚甲基丙烯酸与二乙烯基苯的共聚物； 3) 空腔与中间层之间为四氧化三铁磁性纳米粒子； 4) 外层为二氧化硅纳米粒子。
2. 根据权利要求1所述的一种高分子磁性粒子复合超声成像微球，该材料是通过如下 步骤进行制备的： 1) 制备聚异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸无规共聚单分散核/壳聚合物纳米微球； 2) 二氧化硅在微球表面进行聚集； 3) 制备中空型聚合物_Si02纳米微球； 4) 中空型磁性纳米微球造影剂的制备。
3. 根据权利要求1或2所述的一种高分子磁性粒子复合超声成像微球，其特征还在于 上述步骤1)中所形成的核/壳聚合物纳米微球为双层结构，并且都是采用聚甲基丙烯酸作 为亲水部分，其特征在于： 1) 其内层为聚异丙基丙烯酰胺-甲基丙烯酸无规共聚物； 2) 其外层为聚甲基丙烯酸与二乙烯基苯交联聚合物。
4. 根据权利要求1或2所述的一种高分子磁性粒子复合超声成像微球，其特征还在于： 最外层的二氧化硅纳米粒子中具有介孔结构。
5. 根据权利要求1或2所述的一种高分子磁性粒子复合超声成像微球，其特征还在于： 高分子层为聚甲基丙烯酸与二乙烯基苯的共聚物，高分子具有双层聚甲基丙烯酸结构，分 子之间利用二乙烯基苯桥联。
【文档编号】A61K49/22GK104415370SQ201310379359
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月27日 优先权日:2013年8月27日
【发明者】不公告发明人 申请人:成都市绿科华通科技有限公司