[发明专利]纳米凝胶-碳点复合材料、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种纳米凝胶‑碳点复合材料、其制备方法及应用。所述纳米凝胶‑碳点复合材料的制备方法包括：在保护性气氛中，将近红外碳点、聚合反应引发剂加入包含烯酰胺类化合物、表面活性剂及去离子水等的反应液中进行原位聚合反应，之后对所获反应混合物进行后处理，获得纳米凝胶‑碳点复合材料。本发明通过简单的一步法原位合成了具有光热、光动力及刺激响应性的纳米凝胶‑碳点复合材料，其一方面改善了单独利用碳点作为诊疗制剂所面临的尺寸小、肿瘤累积效果差的问题，另一方面赋予了复合材料良好的刺激响应性能，提高了复合材料对于肿瘤微环境的适应性，有助于提升肿瘤诊疗效果。

技术领域

本发明涉及一种纳米凝胶材料，具体涉及一种纳米凝胶-碳点复合材料、其制备方法及应用，例如在肿瘤光热与光动力联合治疗中的应用。

背景技术

随着科学技术的发展，越来越多的药物和治疗方法被应用于癌症治疗，即使如此，癌症依然是世界第二致死疾病。在我国，每年有超过400万人被确诊癌症，每分钟就有超过五人死于癌症。因此，开发全新的抗肿瘤治疗方法，有效提升治疗效率，针对个体患者提供更加精准的治疗方案逐渐发展成为了该领域的研究热点。区别于传统的手术治疗、化疗、放射性治疗等癌症治疗方法，免疫疗法、基因疗法、光热疗法(PTT)、光动力疗法(PDT)、声动力疗法(SDT)等新型的治疗方法针对不同的肿瘤病症展现出了各自的独特优势。然而，仅通过单一的治疗手段仍然难以实现对肿瘤的根除，以及对于肿瘤复发、转移等的有效抑制。

水凝胶是通过物理交联或化学交联制备的天然或合成聚合物，具有三维网络结构。因其具有优异的亲水性、柔韧性、多功能性、生物相容性以及主动或被动的靶向能力，在组织工程、药物传递、分离纯化技术等方面发挥着越来越重要的作用。纳米凝胶通常指尺寸小于200nm的水凝胶，与其他类别的凝胶相比，纳米凝胶更适于被细胞吞噬同时也更容易穿过人体的防御屏障(例如：血脑屏障)，因而在药物递送、生物成像等领域具有独特的优势。但若利用现有纳米水凝胶作为药物载体，则一方面制备过程相对复杂，另一方面纳米水凝胶作为载体与被负载物的结合多需要分步进行，且很难对负载量进行灵活调控。

碳点是一种新兴的荧光纳米材料，主要通过自下而上和自上而下的合成方法制备。碳点主要包括石墨烯量子点、碳纳米点和聚合物点。与其他荧光纳米粒子相比，碳量子点具有发光性能好、制备简便、易表面功能化、生物相容性好、成本低、毒性低及潜在的光热、光动力治疗功能等优点，因而在生物医学领域展现出良好的应用价值。但利用现有碳点进行抗肿瘤治疗可能存在如下缺点：受限于碳点的小尺寸性质(＜10mn)，其在血液中的循环时间较短容易被肾脏清除，难以在肿瘤部位实现有效累积，进而影响成像与治疗效果。

碳点和纳米水凝胶的复合体系集成了碳量子点和聚合物的特性，是一种多功能新兴材料。当前关于纳米凝胶-碳点复合纳米材料的研究仍处在探索阶段。有研究人员将荧光碳点与凝胶结合制备了块状的凝胶复合物，可以实现对凝胶降解情况的观测，然而在监测水凝胶体内/体外降解性质的过程中，碳点仅发挥了单一的荧光成像功能。还有研究人员用凝胶包覆碳点及阿霉素，用来进行成像和肿瘤治疗，其中碳点仅仅起到辅助凝胶形成以及成像的作用，凝胶仅仅作为将碳点与阿霉素结合起来的介质，且碳点作为荧光成像的中心，发射光谱的范围主要集中在蓝绿光范围，无法满足深层组织成像的需求，而肿瘤治疗主要是利用阿霉素的化疗作用来进行。

总之，现有的凝胶碳点复合材料体系在应用于肿瘤诊疗领域时仍面临如下问题：复合材料的治疗功能单一，无法满足针对复杂肿瘤环境进行有效治疗的需求，拓展治疗模式的方式仅局限于共载抗癌药物(例如阿霉素)等。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种纳米凝胶-碳点复合材料、其制备方法及应用，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种纳米凝胶-碳点复合材料的制备方法，其包括：