[发明专利]碳基纳米材料及其应用

说明书

本发明公开了碳基纳米材料及其应用，解决了现有碳纳米材料比如富勒烯合成成本过高的问题，具有水溶性好、可降解并能有效抑制Aβ多肽聚集等显著优势，碳基纳米材料吸附在原纤维轴向端面，抑制Aβ寡聚体形成；通过细胞实验和动物实验发现，碳基纳米材料能够缓解Aβ寡聚体对神经元的毒性并降低对突触的损害，改善了AD模型小鼠（APP/PS1）的学习记忆能力。

技术领域

本发明属于纳米药物技术，具体涉及一种碳基纳米材料及其制备方法与应用。

背景技术

阿尔茨海默症（Alzheimer’s disease, AD；又称为老年性痴呆症）是三大类神经退行性疾病中发病人数最多的一大类，该病严重影响患者的生活质量，增加死亡风险，同时给其家庭、社会增加沉重的负担。因此阿尔茨海默症被认为是继心血管病、脑血管病和癌症之后，威胁人类生命的“第四大杀手”。为解决阿尔茨海默症给家庭和社会带来的沉重负担，世界各大制药巨头如Biogen、EliLilly、Merck、Roche、Novartis等均投入了巨大精力和资金用以开发有效新药，但收效甚微，目前还没有治愈该病的药物。在1998年至2017年间，只有五个经过美国食品和药品管理局（FDA）和欧洲药品管理局（EMA）批准的抗AD药物，其中多奈哌齐（Donepezil）、加兰他敏（Galanthamine）、卡巴拉汀（Rivastigmine）和美金刚（Memantine Hydrochloride）。前四种为乙酰胆碱脂酶抑制剂。这些药物可以抑制乙酰胆碱脂酶的活性从而减少神经递质乙酰胆碱的水解，仅适用于轻度阿尔茨海默症。其中他克林肝毒性较大，已逐渐减少使用；美金刚是NMDA受体拮抗剂，用于降低谷氨酸的过度刺激神经元造成的兴奋性毒性，适用于中重度阿尔茨海默症。目前获批的所有药物均不能从根本上治愈AD，只能适度减轻AD 症状。AD药物开发过程充满了挑战，在十年新药的研发过程中，有40%停止于临床0期至临床1/2期，39%停止于临床2至2/3期，18%停止于临床3期甚至监管审批期间，还有3%因为各种原因没有进行下去。这些数字表明，有相当数量的药物已经达到了临床开发后期，但最终都未能成功，进一步凸显了AD药物开发过程困难程度。但是如果能尽快开发一种新药，将AD的发病时间延迟五年，并在2025年就被批准使用的话，AD护理成本可以减少大约40％（PhRMA，Researching Alzheimer’s Medicines）。

纳米技术用于疾病的诊断，预防和治疗是一个快速发展和极具前途的领域，但目前仍处于初级阶段。纳米材料作为AD诊断，预防和治疗的潜在纳米药物，具有极其重要的角色。在过去的几年中，利用纳米粒子被动和主动运输将药物运送到脑部的相关研究已取得较大进展。与此同时，可以控制大脑和外周循环的Aβ聚集的纳米技术也已经出现，这为AD的治疗提供了良好的技术基础。虽然人们对纳米材料类药物作为“智能”药物并应用于AD 治疗寄予了极大希望，但由于AD的病因仍未完全阐明，以及AD治疗药物难以透过血脑屏障均为AD治疗带来重重困难，纵观各项研究，寻找AD早期诊断和有效干预手段需要拨云见日的勇气和创新思索，更需要研究者孜孜不倦的追求。

发明内容

本发明公开了一种碳基纳米材料及其制备方法与应用，该碳纳米材料是一种继富勒烯、碳纳米管和石墨烯之后被发现的新的碳纳米材料，为尺寸小于10 nm、准球形的纳米粒子，具有良好的水溶性、生物相容性、荧光稳定性，并且物理化学性质稳定，易于实现表面功能化，可以抑制Aβ聚集以达到AD防治。

本发明采用如下技术方案：

碳基纳米材料，其制备方法包括以下步骤，以维生素或者类维生素为原料，经过加热反应，制备碳基纳米材料。

上述技术方案中，将维生素溶液或者类维生素溶液于170℃～190℃反应1.5h～2.5 h；然后自然冷却至室温，再过滤；然后将滤液透析后冷冻干燥，得到碳基纳米材料，称为CDs。