一种近红外响应的光动力光热治疗纳米复合材料的制备及其应用的制作方法

本发明属于光动力治疗剂领域，特别是一种近红外响应的光动力光热治疗纳米复合材料的制备及其应用。

背景技术

光动力疗法(pdt)是用光敏药物和激光活化治疗肿瘤疾病的一种新方法。它采用特定波长照射肿瘤部位，使选择性聚集在肿瘤组织的光敏药物活化，引发光化学反应破坏肿瘤，pdt中的光敏药物在活化时会将能量传递给周围的氧，生成活性很强的单态氧。单态氧能与附近的生物大分子发生氧化反应，产生细胞毒性进而杀伤肿瘤细胞。

传统pdt中单线态氧的产生严重依赖于氧气，是pdt临床应用的主要障碍。由于大多数肿瘤区域，特别在较远的(＞70mm)营养血管区域，大多处于乏氧状态。尽管研究者们已经努力地开发生成o2的治疗剂或采用肿瘤饥饿治疗法，但目前可用于治疗乏氧肿瘤的治疗剂或治疗方法尚未取得令人满意的进展。因此，肿瘤治疗急切需要发展不依靠氧的光敏剂和相应有效的治疗手段。

智能化药物释放是实现药物按需释放的一种有前途的策略，响应方式主要包括外部和内部刺激。其中，光、温度、ph值、超声波和特异性分子(如葡萄糖)都可以在各种输送系统中用来调节和释放药物。由于局部温度在某些情况下可以对周围环境和疾病做出响应性变化，因此人们常用温度来刺激引发药物释放。在外界激光光照后，光热试剂的温度会升高，其不仅可以用于光热治疗癌症，同时也可以作为热引发剂来刺激药物的释放。

现有技术中，例如专利号为2014108269533的专利“一种应用于光动力治疗的纳米复合材料及其制备方法”所提供的纳米复合材料，其原料和制备方式复杂，在近红外区的吸收强度不高，光热转换效率和自由基生成率等均一般，从而影响了纳米复合材料的肿瘤治疗效果。

技术实现要素：

本专利发明了一种近红外响应的光动力光热治疗纳米复合材料的制备方法，且既要保证其在近红外区有较强的吸收，较高的光热转换效率，较高的自由基生成率，治疗效果好，副反应小，又要保证其原料和制备方法简单，成本低，适用范围广；具体通过以下技术方案实现。一种近红外响应的光动力光热治疗纳米复合材料的制备，包括以下步骤：

s1、将纳米二氧化硅载体在溶剂中超声分散，加入cucl2·2h2o溶液室温搅拌，再在超纯水中离心超声分散；加入na2s·9h2o溶液先室温搅拌，再在90℃下搅拌，然后在超纯水中离心超声分散，得悬浮液；

s2、在所述悬浮液中加入热敏光动力试剂；将相转换材料加至无水乙醇中搅拌溶解，再加至所述悬浮液中，室温搅拌4～8h，离心洗涤干燥，得到纳米复合材料成品；

其中，所述溶剂为超纯水或无水乙醇，所述热敏热动力试剂为2,2-氮杂双(2-咪唑啉)二盐酸盐，所述相转换材料为十四醇或月桂酸。

上述制备步骤中，所述纳米二氧化硅载体的制备采用以下步骤：

a1、取0.24g浓度为50％的聚丙烯酸加至4.5ml浓度为25％-28％氨水中，缓慢搅拌混匀，得混合液ⅰ；

a2、将混合液ⅰ滴至90ml无水乙醇中，室温搅拌30min；再在其中缓慢滴加1.8ml四乙氧基硅烷，室温搅拌10h；然后用无水乙醇离心洗涤3次，再在超纯水中超声离心分散，冷冻干燥后得纳米二氧化硅载体。

所述纳米二氧化硅载体的制备除上述方法步骤外，还可以采用以下步骤：

b1、取2.8ml无水乙醇、0.05g二乙醇胺，以及2.6ml浓度为25wt％的十六烷基三甲基氯化铵水溶液，加至16ml超纯水中混匀；60℃下搅拌6h，得混合液ⅱ；

b2、取1.75ml四乙氧基硅烷和0.15ml3-巯丙基三甲氧基硅烷加至混合液ⅱ中，室温搅拌3h；再加入1.2ml二甲基二乙氧基硅烷，室温搅拌20h，得混合液ⅲ；

b3、将混合液ⅲ用无水乙醇离心洗涤3次，再加入7.5ml浓盐酸与60ml无水乙醇，60℃下搅拌24h；最后用无水乙醇离心洗涤3次，在超纯水中离心分散，冷冻干燥得纳米二氧化硅载体。

更优选地，步骤s1具体为：

c1、在15ml超纯水中加入20mg纳米二氧化硅载体超声分散，随后加入200μl浓度为0.1m的cucl2·2h2o溶液，室温搅拌6h，在超纯水中超声离心分散；

c2、加入400μl浓度为0.1m的na2s·9h2o溶液，室温搅拌15min，再在90℃下搅拌15min；然后在20ml超纯水中超声离心分散，加入0.2g热敏光动力试剂搅拌溶解，得到悬浮液。

更优选地，步骤s1具体为：

d1、取20mg纳米二氧化硅载体加至4ml无水乙醇中超声离心分散，再加入200μl浓度为0.1m的cucl2·2h2o溶液，50℃下搅拌至溶剂完全挥发；在超纯水中超声离心分散；

d2、加入400μl浓度为0.1m的na2s·9h2o溶液，室温搅拌15min，再在90℃下搅拌15min；在超纯水中超声离心分散，加入0.2g热敏光动力试剂搅拌溶解，得悬浮液ⅱ。

上述近红外响应的光动力光热治疗纳米复合材料在应用时，诱导激发时的温度为37～44℃，诱导激发的时间为2～6h。

优选地，诱导激发时的温度为44℃。

优选地，诱导激发的时间为4h。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明所述的近红外响应的光动力光热治疗纳米复合材料具有更好的生物相容性，在近红外区有较强的吸收，较高的光热转换效率，较高的自由基生成率，治疗效果好，副反应小等特征；

2、本发明所述的近红外响应的光动力光热治疗纳米复合材料的制备方法具有制备工艺简单、成本低、效果明显、适用范围广等技术优势。

3、本发明所述的近红外响应的光动力光热治疗纳米复合材料负载量大，在肿瘤的靶向治疗方面有着重要的应用前景。

附图说明

图1为实施例1制备的纳米复合材料在扫描电子显微镜下的结构图(sem图)；

图2为实施例2制备的纳米复合材料在透射电子显微镜下的结构图(tem图)；

图3为实施例2制备的纳米复合材料的粒径数量分布图(dls图)；

图4为实施例3制备的纳米复合材料的紫外吸收曲线；

图5为实施例3制备的纳米复合材料的在扫描电子显微镜下的结构图(sem图)；

图6为实施例4制备的纳米复合材料的在透射电子显微镜下的结构图(tem图)；

图7为实施例4制备的纳米复合材料的粒径数量分布图(dls图)；

图8为实施例4制备的纳米复合材料的紫外吸收曲线；

图9为实施例4制备的纳米复合材料的在不同时间和温度下诱导释放自由基的检测曲线。

具体实施方式

以下将结合附图对本专利中实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本专利所保护的范围。

实施例1

本实施例提供的近红外响应的光动力光热治疗纳米复合材料的制备方法，步骤如下。

(1)取0.24g浓度为50％的聚丙烯酸加至4.5ml浓度为25％-28％氨水中，缓慢搅拌混匀，得混合液ⅰ；

(2)将混合液ⅰ滴至90ml无水乙醇中，室温搅拌30min；再在其中缓慢滴加1.8ml四乙氧基硅烷，室温搅拌10h；然后用无水乙醇离心洗涤3次，再在超纯水中超声离心分散，冷冻干燥后得纳米二氧化硅载体；

(3)在15ml超纯水中加入20mg纳米二氧化硅载体超声分散，随后加入200μl浓度为0.1m的cucl2·2h2o溶液，室温搅拌6h，在超纯水中超声离心分散；

(4)加入400μl浓度为0.1m的na2s·9h2o溶液，室温搅拌15min，再在90℃下搅拌15min；然后在20ml超纯水中超声离心分散，加入0.2g热敏光动力试剂搅拌溶解，得到悬浮液；

(5)取0.2g十四醇加至1ml乙醇溶解，再加至悬浮液中，室温搅拌5h，离心洗涤，在超纯水中超声离心分散，得到纳米复合材料。

实施例2

本实施例提供的近红外响应的光动力光热治疗纳米复合材料的制备方法，与实施例1基本相同，不同之处在于，将步骤(5)的十四醇替换为月桂酸。

实施例3

本实施例提供的近红外响应的光动力光热治疗纳米复合材料的制备方法，步骤如下。

(1)取2.8ml无水乙醇、0.05g二乙醇胺，以及2.6ml浓度为25wt％的十六烷基三甲基氯化铵水溶液，加至16ml超纯水中混匀；60℃下搅拌6h，得混合液ⅱ；

(2)取1.75ml四乙氧基硅烷和0.15ml3-巯丙基三甲氧基硅烷加至混合液ⅱ中，室温搅拌3h；再加入1.2ml二甲基二乙氧基硅烷，室温搅拌20h，得混合液ⅲ；

(3)将混合液ⅲ用无水乙醇离心洗涤3次，再加入7.5ml浓盐酸与60ml无水乙醇，60℃下搅拌24h；最后用无水乙醇离心洗涤3次，在超纯水中离心分散，冷冻干燥得纳米二氧化硅载体；

(4)在15ml超纯水中加入20mg纳米二氧化硅载体超声分散，随后加入200μl浓度为0.1m的cucl2·2h2o溶液，室温搅拌6h，在超纯水中超声离心分散；

(5)加入400μl浓度为0.1m的na2s·9h2o溶液，室温搅拌15min，再在90℃下搅拌15min；然后在20ml超纯水中超声离心分散，加入0.2g热敏光动力试剂搅拌溶解，得到悬浮液。

(6)取0.2g十四醇加至1ml乙醇溶解，再加至悬浮液中，室温搅拌5h，离心洗涤，在超纯水中超声离心分散，得到纳米复合材料。

实施例3

本实施例提供的近红外响应的光动力光热治疗纳米复合材料的制备方法，与实施例3基本相同，不同之处在于，将步骤(6)的十四醇替换为月桂酸。

应用例：

如图1、5所示的实施例1、3制备的纳米复合材料在扫描电子显微镜下的结构图(sem图)；图2、6所示的实施例2、4制备的纳米复合材料在透射电子显微镜下的结构图(tem图)。如图3和7所示的实施例2、4制备的纳米复合材料分别检测统计其在不同粒径范围的分布数量。如图4、8所示的实施例3、4制备的纳米复合材料分别检测绘制紫外吸收曲线。

图4、8中，aiph线是指纯2,2-氮杂双(2-咪唑啉)二盐酸盐的吸收曲线，hmsn/cus线和msio2/cus线是指在纳米二氧化硅载体加入cucl2·2h2o和na2s·9h2o反应后的吸收曲线，hmsn/cus/aiph/pcm线和msio2/cus/aiphpcm线是指最终制备的纳米复合材料的吸收曲线。通过三条线的对比，证明最终制备的纳米复合材料内负载了2,2-氮杂双(2-咪唑啉)二盐酸盐(即热敏光动力试剂)。

对实施例4制备的纳米复合材料检测在采用红外光分别在2、4、6h和37、44℃条件下的激发诱导，释放自由基的检测曲线，结果如图9所示。

图9中标号所示，由下至上7条线分别为空白对照组，37℃下激发诱导2、4、6h，44℃下激发诱导2、4、6h的自由基释放曲线。由此看出，实施例4制备的纳米复合材料，在44℃下，只需激发诱导2h即可使释放的自由基数量达到较高水平，激发诱导6h所释放的自由基数量达到最高水平，激发诱导4h与6h所释放的自由基数量差别不大；而在37℃下，激发诱导6h所释放的自由基数量仍不及在44℃下只激发诱导2h的自由基数量。因此，在44℃下激发诱导4h，既能缩短时间，又能保证较高水平的自由基释放数量。