[发明专利]可降解锑包覆稀土上转换的纳米复合结构、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种可降解锑包覆稀土上转换的纳米复合结构，其特征在于，其是以稀土上转换纳米粒子为核，通过种子异相生长法直接在稀土上转换纳米粒子表面生长锑纳米壳层，形成核壳纳米复合结构；再采用有机聚合物对该核壳纳米复合结构的表面改性后，形成的核、壳、改性包覆层三层复合纳米结构，具有水溶性和荧光成像特性；其中的锑纳米壳层在设定的近红外激光辐射下可降解；当所述的锑纳米壳层在特定近红外激光辐射下可降解后，作为核的上转换纳米粒子发光性能得以恢复，恢复完全的荧光成像特性。本发明还公开了该材料的制备方法及应用。本发明提供的纳米复合结构形貌均匀，尺寸均一，生物相容性好，具有较高的光热转换效率和体内成像效果。

技术领域

本发明涉及纳米生物诊疗材料技术领域，具体涉及一种可降解锑包覆稀土上转换的纳米复合结构、制备方法与应用。

背景技术

随着生物医学技术的不断发展，纳米生物诊疗材料在癌症的诊断和治疗领域，显现出越来越重要的应用前景。现如今，化疗、放疗、光热理疗和光动力理疗是主要的癌症治疗手段。然而每一种治疗方式都具有一定的局限性，例如，化疗没有靶向性，能对正常细胞、组织造成危害。其中，光热理疗因为其副作用小，治疗效果好，得到了研究者们更多的关注。其原理是光热理疗材料，可以通过主动靶向或被动靶向的方式被引入到肿瘤组织中，再在外部光源的辐射下，可将光能转化为热能，使得细胞组织温度升高，而癌细胞对温度更敏感，在高温下更容易被杀死。这种新型的癌症治疗已然成为当下的研究热点和重点。目前，各种类型的光热转换纳米生物材料已经被广泛应用于光热理疗。

同时，癌症的前期诊断也同样重要，癌症的早期发现对于治愈癌症具有重大意义。因此，研究者们尝试将具有诊断作用的成像技术与这些新型的治疗方式相结合，以期提高治疗效果。如荧光成像(FL)、磁共振成像(MRI)、电子计算机断层成像(CT)，都广泛被应用于癌症的前期诊断中。这种诊疗一体化的癌症治疗方式，为癌症的早期发现和后期治愈提供了更多的可能，因此也受到人们更多的关注。而若同一外源性设备，可以同时用于单一纳米结构的不同应用，将其同时应用于诊断和治疗，则可进一步提高疗效。如近红外连续激光器，如果可以同时被用作癌症组织的造影剂和消除剂，则可以大幅提高治愈可能性。

此外，纳米材料的生物毒性，是困扰科学家们的一个的难点。因其颗粒大，血液循环时间长，对生物组织具有较大的毒性，因此降低生物纳米材料的毒性迫在眉睫，但是又同时必须保证其足够长的血液循环时间，以确保治疗效果。因此，发展生物可降解的用于诊断与治疗一体化的生物纳米材料，具有良好的应用前景，其不仅可以有效提高诊断和治疗的效果，又可大大降低生物材料带来的毒性，成为人们研究的热点和重点之一。

因此，现有纳米复合结构材料，存在着不能定向降解的不足，使其应用受限；并且，现有的纳米复合结构材料的制备方法工序复杂、原材料和设备价格高昂，并不容易实现稳定量产。

本发明人提出的中国发明专利申请201910221673.2，公开了一种可降解锑纳米结构、制备方法及应用；其是可降解锑纳米结构，其是在可降解的锑纳米粒子表面负载抗癌药物盐酸阿霉素；其锑纳米粒子具有电负性，与带正电荷的盐酸阿霉素进行静电作用，并且在形成的纳米结构的表面经有机配体的进一步改性后，其具有良好的水溶性；且该纳米结构整体在设定波长的激光辐射下可降解。该发明还公开了该结构的制备方法，其采用直接还原法，使纳米粒子负载盐酸阿霉素抗癌药物。其可应用于化疗和光热理疗。此发明提供的纳米结构形貌均匀，尺寸均一，生物相容性好，具有高药物负载率和光热转换效率，且具有可降解的特性。

但是该发明提供的纳米材料，其具有高药物负载率和光热转换效率等特点，但是其不具有在体内的成像作用，不具备上转换荧光和磁共振双模成像能力，使其应用范围受到较大限制；因为在某些疾病诊断和治疗过程中，需要仅对锑纳米壳及其表面负载抗癌药物盐酸阿霉素被生物降解，而不要使其内核降解，通过这种定向降解，以便该材料的内核继续发挥疾病检测或者治疗的目的。同时其采用的直接还原法，也无法获得具有上转换荧光和磁共振双模成像能力的纳米复合结构。

发明内容