[发明专利]主动靶向有声动力效果缺陷二氧化锆纳米粒子的制备方法

说明书

本发明公开了一种主动靶向有声动力效果缺陷二氧化锆纳米粒子的制备方法,是以药物化学为合成基础的新型纳米粒子材料，利用其特有的优良性质用于肿瘤成像与治疗。粒子合成主要包括黑色缺陷型纳米二氧化锆的制备、羧基的修饰以及靶向小分子多肽的连接，最终形成一种新型的纳米粒子复合体。这种纳米粒子的具体制备方法包括以下几个步骤：1）通过高温还原制备黑色缺陷型二氧化锆纳米粒子；2）通过与聚乙二醇(PEG)反应在其表面修饰羧基；3）穿膜肽(cRGD)通过共价键的方式与修饰后的黑色二氧化锆纳米粒子连接。最终得到的纳米粒子复合体具有良好的生物相容性、生物安全性、生物成像、主动靶向能力以及良好的肿瘤治疗效果。

技术领域

本发明涉及化学药物领域，具体涉及载cRGD且有声动力效果的缺陷二氧化锆纳米粒子的制备与用途。

背景技术

随着纳米生物医学领域的发展，越来越多的研究者致力于研究纳米材料在肿瘤诊疗中的应用，其中外源性刺激触发肿瘤的消融已经成为了一种热点研究。光热治疗作为一种利用具有光热转换效果的材料将近红外光转化为热的一种治疗方式，其优点在于穿透性强、高专一性以及有效性等。光热治疗分为近红外一区光热疗法以及近红外二区光热疗法，其中，近红外二区的光热疗法穿透性更强，适用于消融深层肿瘤，更具有临床意义。但是，近些年对于光热疗法的研究仍存在诸多不足。例如，传统小分子光热制剂的低稳定性，高毒性以及光热转换效率低等问题，这些问题都亟待解决。声动力治疗作为一种近年来的新型治疗手段，被广泛研究。其原理是利用超声波刺激声敏剂，使其将氧气或水转换为活性氧，从而消灭肿瘤细胞。由于超声波的穿透性更强，且安全性更高，声动力治疗的前景十分光明，但是其在治疗上仍存在一些限制，其中最大的限制便是声敏剂的性能。声敏剂大多数为小分子制剂，其毒性强，血液循环时间短以及容易聚集，性能不稳定等都是限制声动力效果的最大阻碍。因此声敏剂的使用总是伴随着纳米载体的存在，从而克服光敏制剂的不足。

针对传统小分子光热制剂的不足，现在已有很对研究者致力于采用稳定性强且具有低生物毒性的无机纳米材料来进行光热治疗，例如二氧化硅、金纳米粒子、石墨烯等。缺陷型材料作为一种性质优异的材料，大多是通过高温还原反应，使其表面形成大量的氧空位，从而生成缺陷，这种金属氧化物表面的缺陷使其表面晶格紊乱，表面形成一层无定型的外壳，这种外壳可以使材料对光的吸收利用率大大提升。二氧化锆作为一种绝缘体，被广泛应用于陶瓷，隔热装置以及耐高温材料，鲜少有人将其用于肿瘤治疗当中。然而其高稳定性以及良好的生物相容性却正是肿瘤诊疗所需要的，因此，合成缺陷型的二氧化锆（ZrO_2-X），并研究其在肿瘤诊疗中的应用意义重大。此外，小分子穿膜肽（cRGD）作为一种常用的靶向分子，能够与癌细胞膜上高表达的整合素进行特异性结合，达到识别肿瘤并提高纳米药物在肿瘤部位的聚集，起到主动靶向性作用。肿瘤成像作为肿瘤治疗的辅助，在肿瘤治疗中起到导向性作用，包括荧光成像、热成像、光声成像、核磁共振成像以及CT成像等。其中光声成像（PA）穿透深度强，信号明显，在肿瘤诊断中应用广泛。

发明内容

针对目前用于肿瘤光热治疗的药物递送载体作用单一，光热转换效率较低、生物相容性差，在体内循环时间较短，且大多数为近红外一区光热制剂，穿透深度弱等问题，本发明旨在合成一种具有较高光热转换效率的近红外二区光热制剂、高生物相容性，能够有效延长药物在体内的循环时间并实现光热和声动力协同治疗的新型药物递送平台。

本发明的技术方案具体如下：

主动靶向有声动力效果缺陷二氧化锆纳米粒子的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：

（1）具有声动力效果缺陷二氧化锆纳米粒子的制备与筛选：首先，将纳米二氧化锆与镁粉以一定摩尔比加入到研钵中，研磨均匀，其中纳米二氧化锆与镁粉的摩尔比范围为5:1~1:5;随后将其放入高温管式炉，在5% H₂/Ar氛围下升温至650℃保持4 h，获得混合纳米颗粒，经盐酸溶液反应24 h后得到缺陷的二氧化锆纳米粒子ZrO_2-x;优选的，纳米二氧化锆与镁粉摩尔比为1:2，ZrO_2-x的声动力效果最佳;