一种用于靶向血栓热消融的纳米颗粒制备及应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及制备一种靶向血栓的纳米颗粒，该纳米颗粒可用于血栓的CT成像，并在可见-近红外光的照射下，产生热量，用于血栓的消融。
[0002]发明背景
[0003]在多种病理以及生理因素作用下，心脏或血管中的血液会由流体状态转变为凝胶状态，这一过程成为血栓形成。血栓的形成及由此引发的并发症，涉及脏器包括心脏，颅脑，外周动脉和下肢深静脉，以冠心病，心绞痛，急性心肌梗死，血栓性肺栓塞，缺血性脑卒中，下肢动脉或深静脉栓塞病变为代表，伴随着高血压，糖尿病，肥胖症等各种各样不利因素的增加，由血栓引起的发病率，致残及致死率均有增无减。对于血液高凝状态人群以及早发血栓患者，及早对于血栓状态进行准确检测并给予相应抗凝或溶栓治疗，对于挽救患者生命以及提尚生存治疗有着至关重要的意义。
[0004]目前临床对于血栓状态的监控，主要包括血液检测以及放射影像学检测两种。对于血液学检测而言，临床常用现代凝血五项指标，如BL，PLT，APTT，PT，TT等，均缺乏对血栓状态的诊断特异性和敏感性，放射影像学检测，以急性肺动脉栓塞为例，提供了更为直观可靠的数据，可以直接找到血栓形成确切位置，并对其体积以及数目进行评估，指导下一步外科手术或溶栓性治疗，然而目前临床针对栓塞的造影主要采用采用数字减影血管造影的方式来实现，而这种造影属于介入造影，极易造成患者感染，受限于其有创性，不能作为一种有效的治疗随访手段。寻找一种针对血栓的特异性检测手段对于血栓的准确早期检出具有重要价值。
[0005]此外，在检测出血栓的位置和数量后，合适的溶栓方案选取是血栓诊断治疗中另一个至关重要的方面。急性期采用的抗凝治疗和溶栓治疗，溶栓治疗主要是基于激活纤维蛋白溶酶原，使之转变为纤维蛋白溶酶。其作用在于使机化的血栓再通，这也是治疗血栓的终极目的。常用药物包括链激酶，尿激酶。这两类药物作用机制类似，均能激活纤维蛋白酶原溶栓活力，使血栓主要组分之一纤维蛋白水解。然而这类药物存在两个较大缺陷，第一是此类药物会造成血液循环中纤溶酶原持续活化，降解凝血因子的同时，导致全身性纤溶亢进，其常见并发症为全身性出血。另一个不足之处在于，由于陈旧性血栓机化作用，此类药物很难与深层陈旧性血栓解除。此外，溶栓治疗在纠正低血压和低血氧的同时，降解的血栓片段容易阻塞远端毛细血管，形成新的血栓，而内科治疗对于此类继发性血栓通常难以奏效。介于内科药物溶栓，抗凝治疗和外科手术治疗之间的导管介入治疗方法，针对急性大面积栓塞和溶栓治疗失败或禁忌患者，可以取得较为积极的疗效，但也存在的并性心功能不全，低血压，合并性心源性休克，合并循环功能障碍等后遗症。
[0006]因此，发展一种既可以准确定位血栓位置和数目，又可以针对新鲜血栓以及陈旧性血栓都能发挥溶栓效果，同时又能降低针对患者的出血倾向，对血栓的临床治疗无疑有巨大的价值。
【发明内容】
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[0007]针对现有技术中的不足，本发明的目的在于，提出一种集CT成像、血栓热消融功能一体的纳米材料。该靶向纳米颗粒的内核在可见-近红外光的照射下，可以产生热量;其外壳可以在血液中靶向到血栓位置。产生的热量可以破坏血栓，起到血栓的消融作用。
[0008]本发明的技术方案是，一种用于血栓热消融的纳米颗粒，且具有靶向血栓的纳米材料;所述纳米颗粒是将一种具有光热转换功能的纳米表面接枝有长循环的亲水性官能团以及革G向血栓的官能团；该(复合)纳米颗粒能够在血管内长循环，并革E1向富集到血栓的位置。该纳米颗粒的纳米内核具有光热转化效应，外壳具有长循环、靶向血栓的功能，其粒径在2-500纳米之间。纳米颗粒粒径尤其是在100纳米之内。
[0009]所述纳米颗粒具有核-壳机构;其内核是具有光热转换功能的纳米颗粒，包括非化学计量比的氧化钨纳米颗粒或者金纳米颗粒；其中非化学计量比的氧化物，其分子式为W0x，2〈X〈3;氧化钨纳米颗粒的粒径在2-200纳米之间；其形状为球形或棒状(长径比大于1，小于20)。
[00?0]所述的革E向纳米颗粒是金纳米颗粒时，其粒径在1-500纳米之间，形状为球形，三角形，或棒状结构中一种或多种;棒状结构的纳米颗粒的长径比大于1，小于20 ；
[0011]所述纳米颗粒外层的靶向血栓的官能团为:KEAGDV、CQQHHLGGAKQAGDV、RGD、RGDS或者 ant1-Ddimmer ο
[0012]所述纳米颗粒外层的循环的亲水性官能团为可以为聚乙二醇(分子量500-20000Da)，或者聚丙烯酸(分子量1000-10000Da;
[0013]所述的革E向纳米颗粒，在可见-近红外区(500-2000nm)具有较强的光吸收能力，可以产生光热转化。
[0014]所述的靶向纳米颗粒，可以用于血栓的活体CT成像定位，和热消融血栓。
[0015]用于血栓热消融的纳米颗粒制备，具有靶向血栓的纳米材料制备;所述纳米颗粒是将一种具有光热转换功能的纳米表面接枝有长循环的亲水性官能团以及靶向血栓的官能团；该(复合)纳米颗粒能够在血管内长循环，并靶向富集到血栓的位置，纳米颗粒的纳米内核为氧化钨时的制备方法:WC16在氮气保护条件下，溶解在乙二醇中，室温下搅拌溶解，得到金黄色溶液，而后加入分子量5KDa的聚丙烯酸聚合物，搅拌至全部溶解后，在140± 15°C条件下氮气保护搅拌反应，体系受热后，最初为深棕黄色，最终转变为深蓝色，继续加热
1.5h，而后降温至80°C，加入50mL去离子水，继续搅拌反应lh，停止加热，将反应后的溶液离心纯化，弃去上清液，产物用去离子水洗涤分散，重复这一洗涤过程三次，最终得到纯化产物，为深蓝色颗粒粉末;所制备的带聚丙烯酸聚合物的氧化钨118049纳米材料分散在生理盐水中，和革E1向官能团Ant1-DDimer结合，制备革E1向纳米材料。WC16与聚丙稀酸聚合物的质量比为 1:0.9-1.6。
[0016]纳米颗粒的纳米内核为氧化钨时的制备方法:十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入HAuCl4溶液中，搅拌溶解后，加入的硼氢化钠反应，得到蓝色溶液；取CTAB和0.08g水杨酸钠，溶解于25ml蒸馏水中，溶解完全后，加入0.5ml、4mM的硝酸银，水浴30°C静置15min左右，再加入25ml，ImM的HAuCl4和0.2ml浓盐酸，温和搅拌15min后，加入300微升0.1M的抗坏血酸，得到无色溶液。最后加入80微升步骤1所得的蓝色溶液，反应12h?24h后，终止反应，8500rpm离心、蒸馏水洗涤三次。获得金纳米棒，其长径比为4;所制备的金纳米棒分散在生理盐水中，和革E1向官能团Ant1-DDimer结合，制备革El向纳米材料。
[0017]所得到的纳米颗粒用于制备在CT技术下显影、精确定位血栓的位置的检测试剂。及用于制备用皮肤高透过性的近红外光照射CT定位的血栓位置，发生光热转化，使血栓局部温度上升血栓发生热消融的药物。
[0018]本发明纳米颗粒在CT技术下显影，可以精确定位血栓的位置。再将具有皮肤高透过性的近红外光照射CT定位的血栓位置，发生光热转化，产生热量，使血栓局部温度上升，血栓发生热消融，从而产生溶栓效果。这种具有溶栓功能的靶向纳米颗粒，既可以快速、无创的精确定位血栓位置，又可以采用物理方法，进行溶栓，克服了传统的溶栓药物造成血液循环中纤溶酶原持续活化，降解凝血因子，导致全身性纤溶亢进，引发全身性出血。并且，传统的溶栓药物难于消除深层陈旧性血栓。
[0019]本发明的技术原理如下:将一种具有光热转换功能的纳米颗粒表面接枝有长循环的亲水性官能团以及靶向血栓的官能团。该复合纳米颗粒颗粒能够在血管内长循环，并靶向富集到血栓的位置。这一纳米颗粒在CT技术下显影，可以精确定位血栓的位置。再将具有皮肤高透过性的近红外光照射CT定位的血栓位置，发生光热转化，产生热量，使血栓局部温度上升，血栓发生热消融，从而产生溶栓效果。这种具有溶栓功能的靶向纳米颗粒，既可以快速、无创的精确定位血栓位置，又可以采用物理方法，进行溶栓，克服了传统的溶栓药物造成血液循环中纤溶酶原持续活化，降解凝血因子，导致全身性纤溶亢进，引发全身性出血，难于消除深层陈旧性血栓的缺点。
[0020]该复合型靶向纳米颗粒的内核是可在可见-近红外区间产生光热转变的纳米颗粒，包括基于金属钨的非化学计量比氧化物纳米颗粒或者金纳米颗粒。相较于碘原子而言，钨或者金原子具有更高的原子序数和更大的X射线吸收率，相同用量下可以获得更高的对比度。同时通过适当的表面修饰，可以有效的延长材料在生物体内血液的循环时间，极大延长了可用于病灶观察的有效时间窗，极大地方便我们在临床上的血栓的诊断。非化学计量比钨氧化物由于其中自由电子的存在，使得这一物质表现出表面等离子体共振状态。其共振吸收频率主要集中在近红外区域，并将吸收的近红外光转化为热量。血管以及皮肤对于波长在近红外光区域的光吸收较弱，穿透深度高。利用这一特性，我们认为，如果我们将所获得的金属钨氧化物，通过表面修饰血栓纤溶蛋白特异性抗体，可以准确定位到血栓位置，并在CT技术下显影。再将具有皮肤高透过性的近红外光照射CT定位的血栓位置，产生热量，使血栓热消融，从而发生溶栓行为。
[0021 ]同理，金纳米颗粒，由于其表面缺陷的存在，产生表面等力激发。在可见-近红外光的照射，也会产生光热转化，使血栓热消融。
[0022]本发明的有益效果:本发明纳米微粒，将一种具有光热转换功能的纳米颗粒表面接枝有长循环的亲水性官能团以及靶向血栓的官能团。该复合纳米颗粒能够在血管内长循环，并靶向富集到血栓的位置。这一纳米颗粒在CT技术下显影，可以精确定位血栓的位置。再将具有皮肤高透过性的近红外光照射CT定位的血栓位置，发生光热转化，产生热量，使血栓局部温度上升，血栓发生热消融，从而产生溶栓效果。这种具有溶栓功能的靶向纳米颗粒，既可以快速、无创的精确定位血栓位置，又可以采用物理方法，进行溶栓，克服了传统的溶栓药物造成血液循环中纤溶酶原持续活化，