[发明专利]一种聚吡咯-聚乙烯吡咯烷酮纳米颗粒及其制备方法和用途

说明书

一种聚吡咯‑聚乙烯吡咯烷酮纳米颗粒，在吡咯聚合过程中同步表面修饰聚乙烯吡咯烷酮而成。还提供了上述纳米颗粒的制备方法，将不同分子量和浓度的聚乙烯吡咯烷酮分别加入蒸馏水中，搅拌溶解后加入引发剂，再加入吡咯，继续搅拌至聚合完成，离心洗涤，获得不同粒径的聚吡咯‑聚乙烯吡咯烷酮纳米颗粒。还提供了上述聚吡咯‑聚乙烯吡咯烷酮纳米颗粒作为药物载体或者肿瘤治疗材料中的用途。本发明在纳米颗粒表面嫁接聚乙烯吡咯烷酮，增强纳米材料的胶体稳定性，使其具有良好的血液相容性和生物相容性；并通过改变聚乙烯吡咯烷酮的分子量和浓度大小来调控聚吡咯纳米颗粒的微观形貌，从而解决肿瘤热疗效果上的技术问题。

技术领域

本发明属于材料学领域，涉及一种生物纳米材料，具体来说是一种聚吡咯-聚乙烯吡咯烷酮纳米颗粒及其制备方法和用途。

背景技术

肿瘤的光热治疗，即光热消融治疗技术，因其微创而高效的特点受到了人们的广泛关注。光热治疗的基本原理是通过联合运用近红外光吸收剂和对于人体组织穿透力较强的近红外光，利用光热转换机制产生的高热量，使肿瘤组织局部升温，选择性地杀死肿瘤细胞。相对于传统的治疗方法而言，光热治疗是一种绿色治疗方法，表现出很多优势。比如，NIR激光具有良好的生物组织穿透性，在穿透组织的过程中，光吸收衰减小且对正常组织细胞损伤较小；其次，在肿瘤治疗的精准性及可控性方面，光热治疗体现了极大的应用潜力。NIR激光发挥诊疗作用的前提是需要能够吸收NIR激光并将其转换成热量的纳米材料，即所谓的光热转换材料。在光热治疗中，光热转换材料通过主动或者被动靶向(即肿瘤部位血管的高通透性和滞留性，enhanced permeability and retention，EPR)效应富集在肿瘤组织处。在NIR激光的辐射下，富集在肿瘤组织处的光热转换材料吸收NIR激光并将其转换成热量，导致肿瘤细胞位置温度升高，进而达到消融并杀死肿瘤细胞的目的。由此可见，光热治疗的两大基本关键条件是NIR激光及光热转换材料。

理论上，凡在近红外区域具有光吸收能力且生物相容性较好的纳米材料均可以作为光热转换材料用于光热治疗研究。近年来，在肿瘤光热治疗领域，一大部分在红外光区域具有强吸收的纳米生物材料(包括无机材料和有机材料)被广泛研究。无机材料主要为以金、银、钯等为基础的金属纳米颗粒(如金纳米材料，钯纳米片等)或以铜为基础的半导体纳米材料(如硫化铜纳米颗粒、硒化铜等)；此外，以碳为基础(如石墨烯、碳管)的无机材料也是的一大类光热材料。这些材料通常需要较为复杂的制备过程，而且存在一些功能缺陷。例如，金纳米棒在光照条件下会发生形貌变化而导致吸收偏移，硫化铜纳米粒子在生物体内不易代谢，碳材料的光吸收系数较低、光热转化效率低等，限制了其进一步应用。有机光热转换材料，如聚苯胺、聚(3，4-亚乙基)聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT：PSS)和聚吡咯(PPy)等因拥有良好的生物相容性、光学稳定性及优异的光热转化性能成为创新型的光热转换材料。在这些创新性光热转换材料中，尺寸均匀的聚吡咯纳米颗粒显得尤其重要。

聚吡咯(PPy)是一种由五元杂环聚合而成的导电性高分子，这种材料因其优良的导电性能和出色的环境稳定性而备受关注。吡咯单体的α位和β位聚合能力相当，所以聚合时表现为三维生长，因此PPy的微观形貌往往呈菜花状或瘤状。要得到形貌较规则的PPy，就必须有能够控制和限定吡咯聚合生长的空间因素，使其能沿着某一特定方向或区域内进行有序的聚合生长。

研究表明，掺杂剂的加入能够提供吡咯有序生长所需的空间因素，从而得到具有特殊微观形貌的聚吡咯。

聚吡咯合成中的掺杂剂主要有质子酸、表面活性剂等。其中，表面活性剂具有特殊的分子结构和工作机理，引入到聚吡咯的合成过程中能够限制吡咯的三维生长，得到一系列具有特殊微型貌的PPy。随着科技的发展，PPy性能的提升成为PPy研究的重点，而PPy的性能直接受其微观形貌的影响，因此寻求最佳优化工艺条件来实现对特定形貌PPy的可控性制备变成重中之重。

发明内容