[发明专利]一种超小可肾代谢多功能硫化铜纳米材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种超小可肾代谢多功能硫化铜纳米材料及其制备方法和应用。该材料是：先以聚合物或生物大分子为稳定剂将铜盐及其他金属盐进行螯合，然后加入硫源，在一定温度条件下进行反应制得的；该方法简单迅速、绿色环保，并且成本低廉。合成的高稳定的超小金属掺杂硫化铜纳米材料可作为造影剂实现PA、MRI、PET和TI四种医学成像模式的集成，达到注射一种造影剂条件下实现对病灶部位结构与病理信息的精准诊断；此外，还可作为光热耦连剂和放疗增敏剂用于肿瘤光热治疗与放疗；重要的是，该纳米材料可以通过肾小球孔径，在一定的时间内高效排出体外，从而具有较小的生物毒性。其在生物医学方面具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种超小可肾代谢多功能硫化铜纳米材料及其制备方法和应用，尤其是一种超小可肾代谢多功能硫化铜纳米材料的绿色合成方法，及其在肿瘤的多模态成像和光热消融中的应用。

背景技术

恶性肿瘤亦称癌症，是一种严重威胁人类健康的致死类疾病。目前，癌症治疗的关键难题是如何解决癌症的早期精确诊断和高效治疗的结合。纳米技术的发展，激发了纳米材料在诊疗一体化领域的应用潜力。在生物成像诊断方面，通过调控纳米材料的组成或者螯合能产生影像学信号的物质(如同位素、顺磁性原子、荧光物质等)可以实现对磁共振成像、荧光成像、超声成像、光声成像、计算机断层扫描、正电子发射断层扫描技术等成像的造影。当然，单模的成像方式往往不能得到病灶部位的准确且完整的病理学信息，需要将多种成像方式进行结合以便更精确地对癌症进行诊断、对肿瘤治疗进行引导以及对肿瘤预后进行评价。

在肿瘤治疗方面，传统的治疗方式如手术治疗、放疗和化疗，虽然能够在一定程度上抑制肿瘤，但是仍然存在着治疗风险大、范围有限、毒副作用大等缺陷。研究发现肿瘤组织较正常组织耐热性差，针对这一特性，新兴的纳米光热疗法就是利用纳米材料的光学吸收将激光的光能转化为热能，依靠局部升温杀死对热敏感的癌细胞。与传统的癌症治疗方法相比，纳米材料的光热治疗具有较高的特异性和较少的副作用。另外，单纯使用内放疗方法进行肿瘤治疗，需要打大剂量的放疗核素，较大的体内积累量易导致内照射放射病以及靶器官的损伤，其化学毒性也会对人体产生危害。以纳米材料作为放射性核素的载体可以提高核素的肿瘤靶向性，提高放疗效率。另外，光热治疗与放疗联合治疗可以明显提高肿瘤杀伤效果，同时，联用也可以同时减少光热耦连剂与放疗核素的用量，从而明显降低药物的毒副作用。

在光热治疗中，由于近红外光的组织穿透力较强，因此常用近红外光作为光热治疗的光源，许多具有较强的近红外光转换能力的纳米材料也常用于光热治疗研究。例如贵金属纳米材料、碳基纳米材料等无机纳米材料，以及共轭高分子纳米材料和近红外染料等有机纳米材料等。与有机光热耦联剂相比，无机纳米材料具有更好的光热稳定性，与常用的金基纳米材料相比，新型的半导体硫化铜纳米光热耦连剂材料不仅具有稳定的光热转换能力而且组份可调，有望实现多模成像与光热治疗一体化平台的整合。

然而，纳米材料在体内的代谢以及毒性限制了其在生物体内的进一步应用。通常条件下合成的较大尺寸的纳米材料，容易在网状内皮系统器官中积累，很难排除体外。有研究表明，粒径小于6nm且表面电荷合适的纳米材料，可通过肾小球毛细血管壁滤过，从而通过尿液排除体外，因而避免了在体内的长时间积聚，降低了材料在体内的毒副作用。

检索国内外有关多模态成像和治疗一体化纳米平台方面的文献和专利结果表明：目前还没有发现超小可肾代谢多功能硫化铜纳米材料的光声成像(PA)/磁共振成像(MRI)/正电子发射计算机断层成像(PET)/红外热成像(TI)多模态成像和光热治疗(PTT)/放射治疗(IRT)联合治疗为一体的多功能纳米粒子绿色制备方法和应用的报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种简单易行、用时短、易大规模生产的超小可肾代谢多功能硫化铜纳米材料的绿色制备方法及其在肿瘤成像及治疗中的应用，该方法制备得到的纳米粒子具有良好的PA/MRI/PET/TI多模态成像功能以及PTT和IRT协同治疗效果，有望实现精准诊断下的高效光热治疗，达到诊疗一体化，具有广阔的应用前景。