[发明专利]一种纳米复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于医学领域，尤其涉及一种纳米复合材料及其制备方法和应用。本发明提供的纳米复合材料包括：无机纳米材料和修饰在所述无机纳米材料表面的BSA分子；所述无机纳米材料包括：二维结构Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;纳米片和负载在所述二维结构Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;纳米片表面的带正电荷CuOsubgt;2/subgt;纳米点。本发明基于正负电荷原理，在二维结构Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;纳米片表面负载了CuOsubgt;2/subgt;，利用CuOsubgt;2/subgt;在肿瘤微环境中特异性的自供给Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;触发的芬顿反应及外源性超声刺激，实现了高效的ROS产生，协同提升肿瘤治疗效果。本发明提供的纳米复合材料适用于肿瘤特别是胶质瘤的声动力和化学动力协同、高效治疗，对临床肿瘤治疗的发展和纳米超声医学的进步具有重要的意义。

技术领域

本发明属于医学领域，尤其涉及一种纳米复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

1989年，Yumita等用超声波刺激光动力学中常用的光敏剂：血卟啉及其衍生物，发现也会产生引起显著的细胞毒性ROS，导致癌细胞凋亡/坏死。这种新型的肿瘤治疗方法被称作为声动力学疗法(sonodynamic therapy,SDT)。活性氧(ROS)是具有化学活性的分子，包括单线态氧(¹O₂)、超氧自由基(O₂·^-)、羟基自由基(·OH)和过氧化物(O₂^-)，在细胞生命周期中发挥着重要作用。较低浓度时，ROS可作为细胞内的关键信号分子以调节细胞的生长、增殖和分化。然而，细胞内的ROS异常产生将导致脂质、蛋白质或和DNA的氧化损伤。正常情况下，细胞能够平衡这种氧化损伤以保护细胞免于死亡。过量的ROS会对破坏细胞膜，抑制线粒体功能，损伤DNA引起基因突变，导致能量代谢障碍，钙超载等，造成细胞不可逆的氧化损伤并导致细胞凋亡及程序性坏死。因此，选择性的突破肿瘤细胞内ROS平衡的阈值能够有效的诱导肿瘤细胞死亡。SDT是通过低频超声(外源性刺激)辐照激活声敏剂(Sonosensitizers)将周围的氧气转化为具有细胞毒性ROS的一种活性氧相关的肿瘤治疗手段；是一种具有代表性的利用ROS进行癌症治疗的方法，有巨大的抗肿瘤治疗潜力，同时具有较低毒副作用，且不易产生耐药。与传统的放疗、化疗相比，SDT具有非侵袭性，无辐射性，高选择性等优点。与光学治疗(光动力/光热治疗相比)，声动力具有优越的组织穿透力，穿透深度可以达到数十厘米，能用于深层肿瘤的治疗。

目前报道的有机声敏剂，都是血卟啉、原卟啉、及酞菁等卟啉类衍生物及脂溶性小分子。这类有机声敏剂分子小，低水溶性，容易在体内快速代谢，短血液循环时间，不能在肿瘤部位形成有效富集，从而无法达到理想的声动力效果。同时又是光敏剂，容易产生光毒性及皮肤毒性，且生物利用度低。纳米生物技术的出现为负载和输运有机声敏剂分子提供了新的途径。通过利用新型的载体靶向输送声敏剂，可以有效地提高声敏剂在肿瘤的富集量和累积量。因此，临床亟待开发更高效、稳定性更佳、生物安全性更好的声敏剂用于肿瘤的SDT高效治疗。

目前，研究关键点在于发展新型、高效的声敏剂，进而提高声动力治疗的效果。与有机声敏剂相比，无机声敏剂氧化钛(TiO₂)纳米颗粒是近些年来发展起来的高稳定性和高生物安全性的声敏剂。作为典型的半导体纳米材料，氧化钛纳米颗粒可以实现在超声激发下的电子(e^-)和空穴(h⁺)的分离，进而产生ROS杀死肿瘤细胞。研究发现利用TiO₂纳米颗粒对深层组织肿瘤的声动力治疗的效果较不加TiO₂纳米声敏剂的治疗组提高了15倍。但TiO₂也存在缺点需要改善，比如带隙宽，电子和空穴易复合等，导致ROS的产生效率下降。

发明内容