[发明专利]一种仿生型铋纳米花及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种仿生型铋纳米花及其制备方法和应用，属于医药技术领域。所述仿生型铋纳米花包括细胞膜和铋纳米花，细胞膜作为外壳包覆在铋纳米花表面。本发明仿生铋纳米花不仅具有良好的生物安全性，生理环境可降解性，而且具有良好的NIR II光热转化效率，放疗增敏和CT/PAI双模式成像的特征，是集光热协同放疗于一体的新型诊疗一体化载体。

技术领域

本发明属于医药技术领域，具体涉及一种仿生型铋纳米花及其制备方法和在制备诊疗载体应用。

背景技术

光热疗法（Photothermal therapy, PTT）是通过人为方法提高人体组织温度来治疗肿瘤的一种方法，凭借其高效、微创和高选择性等优势在临床前和临床研究中都被深入研究，激光能量被组织吸收转换成热量，造成不可逆的组织损伤。热疗虽然不能取代手术、放疗或化疗作为一种独立的治疗方案，但它对化疗、放疗和手术等治疗手段具有明显的增效和补充作用。

放射疗法（Interventional radiology, IR）是一种使用高剂量的辐射杀死癌细胞并抑制肿瘤生长的治疗方法，放射增敏剂可以通过产生自由基来增强对肿瘤细胞的杀伤作用，以达到增效减毒的目的。X射线吸收系数（μ）与原子序数（Z）是呈正比的关系，高原子序数金属纳米材料可以有效吸收X射线能量并与肿瘤相互作用生成二次电子，这些二次电子不仅会直接损伤DNA，而且还会与水反应以促进活性氧的产生，进一步增加肿瘤对辐射的敏感性，这是一种物理敏化机制。

铋（Bi）被称为“绿色金属”，是一种可降解无毒安全且资源丰富的金属材料，铋及其衍生物的生物医药应用可以追溯到18世纪后期，目前，枸橼酸铋钾、胶体果胶铋等铋化合物药物制剂仍广泛用于治疗胃肠道疾病。近年来，铋基纳米材料因其在NIR区域具有强吸收，并具有高光热转换效率，已被开发为良好的PTT载体和PAI造影剂；同时，铋元素的原子序数很高（Z = 83），使其有可能作为CT成像造影剂。此外，铋纳米粒在生理条件下易被氧化并被溶解为铋离子从人体排出，具有良好的可降解性和生物安全性。因此，可开发铋纳米材料应用于多模式成像诊断、药物递送、光热治疗、放疗增敏及联合疗法等研究领域。

仿生纳米系统（Biomimetic nanoscale systems）中，细胞膜仿生修饰可以将细胞膜融合于纳米粒表面，“复制”源细胞的生物学功能，可实现免疫逃逸、有效递送和长循环作用。传统纳米技术可对其进行一些外源性的化学配位修饰，进入体内易被免疫系统识别并清除，而细胞膜仿生修饰可“复制”源细胞的生物功能，从而实现免疫逃逸、有效递送和长循环作用，因此可通过仿生细胞膜修饰，进一步优化诊疗一体化的治疗效果。

医学影像技术（Medical imaging technology）在疾病治疗过程中扮演者重要角色，如疾病的早期诊断，手术过程中的实时成像以及治疗后的效果跟踪等，这些技术都可以大大提高疾病的治愈率，但由于每种成像方式自身的局限性，单一的成像模式不能完全提供病灶的形态和功能信息。所以发展多模态成像技术可以充分发挥各个成像模式的长处，大大提高诊断的精度。其中CT（X-ray computed tomography imaging, CT）是目前诊疗中最重要和最常用的影像学检查手段，可检出直径约2 mm的小结节，但它最大的缺点是软组织对比度较低，需要使用造影剂以获得分辨率较高的CT图像，临床上常用的造影剂主要是小分子碘造影剂，但碘造影剂具有肾毒性，造影时间短等缺点。因此开发高X射线吸收系数，安全性高的造影剂已成为研究的热点。PAI（Photoacoustic imaging, PAI）的成像原理是脉冲激光的发射光被生物组织吸收并转化为热量，瞬态热弹性膨胀效应产生超声波，从而被检测器捕捉到超声波信号形成图像。PAI弥补了光学成像和超声成像的非深度穿透和非全身成像的缺点，灵敏度高，以约100 μm的分辨率提供PAI图像，可对从细胞器到器官多个维度的生物样品进行成像，与CT成像须借助X射线成像相比，其安全性更好。综上所述，CT和PAI各有优劣，功能互补，如果将这两种成像结合起来，将具有较高的医学诊断应用价值。

发明内容