[发明专利]一种以透明质酸修饰的羧基化短单壁碳纳米管为载体的钆类造影剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及药物领域，特别是一种以透明质酸修饰的羧基化短单壁碳纳米管为载体的钆类造影剂的制备方法。 

背景技术

恶性肿瘤是一类严重危害人类健康的多发疾病，据世界卫生组织统计，目前其已经超过心血管疾病成为人类致死的首要病因。近年来虽然治疗手段有所进步，生存率有所提高，但死亡率仍然居高不下，因此需要更为有效安全的手段以实现肿瘤的早期诊断以及治疗。自1973年Lauterbur首次实现磁共振成像技术以来，其较强的软组织分辨能力、能任一方位成像等优点而迅速发展为协助临床诊断必不可少的参考依据。然而到目前为止，临床上常用的磁共振造影剂多缺乏靶向性、半衰期较短、弛豫效能低且大量使用时可导致毒副作用等缺点，因此发明一种靶向性、半衰期长、弛豫效能高且毒性低的磁共振造影剂迫在眉睫。 

碳纳米管自1991年发现以来，以其独特的结构以及优异的热电学性质引起广泛关注，近年来，其应用在生物医学特别是药物载体上的研究更是逐渐成为热点。根据组成碳纳米管层数的不同，可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管，单壁碳纳米管直径为1～2nm，长度为50nm～1cm，其化学结构特点是所有的原子都暴露在表面而具有较大的比表面积。单壁碳纳米管可以在侧壁不同部位通过不同的方式结合不同的效应分子，其中空结构可以装载一定大小的分子，形成一个“容器”状的载体，来完成药物分子或者效应分子的转运，这样的结构特点使得在一个单壁碳纳米管上实现多位点结合，可以结合不同的靶向配体和效应分子而起到所期望的作用，从而为其在生物医学中的应用提供更多机遇和挑战。而短单壁碳纳米管不仅具有以上单壁碳纳米管的优势，其长度仅为1～3μm，更利于细胞吸收，提高生物相容性以及最终实现在生物体内的消除。 

顺磁性造影剂以钆的螯合物为主，由于具有未成对电子使Gd³⁺具有顺磁性，从而缩短周围水中质子的纵向弛豫时间。Hashimoto等报道了一种把Gd³⁺选择性地沉积在超短单壁碳纳米管上，其弛豫度为商用造影剂的40～90倍，其成像性能极大提高。 

然而，尽管短单壁碳纳米管具有以上种种优势，但其本身生物相容性较差，且不具有肿瘤靶向性，因此将其作为药物载体仍需要进一步处理修饰。目前，针对短单壁碳纳米管水溶性差的问题，主要采用表面羧基化或者氨基化处理；而针对其靶向性缺陷仍需通过进一步引入叶酸等靶基团。但是，此类合成步骤较为繁琐，且不能借助单一分子同时满足其稳定性、 相容性及靶向性要求，导致载体结构复杂。 

针对以上问题，本发明选用一种天然多糖——透明质酸为靶向基团来作为解决生物相性差、肿瘤靶向性差的方法。透明质酸是一种生物相容性好、可生物降解的天然线性多糖，近年来发现肿瘤细胞表面存在HA特异性受体。因此利用HA及其衍生物的可降解性及细胞表面HA受体专一性等特性,将HA及其衍生物制成药物载体可达到药物缓释和靶向运输的目的。该载体合成工艺简单方便，并将单壁碳纳米管独特的药物负载特性及透明质酸良好的生物相容性、缓释性和靶向性整合为一体，克服了目前临床常用造影剂载体靶向性差、半衰期短等问题，具有极大的临床应用前景。 

发明内容

针对上述情况，克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种以透明质酸修饰的羧基化短单壁碳纳米管为载体的钆造影剂的制备方法，可有效解决传统磁共振造影剂靶向性差、半衰期短、弛豫效能低、毒副作用大等问题。 

本发明解决的技术方案是，由以下步骤实现： 

（1）羧基化短单壁碳纳米管的合成：将78～102mg短单壁碳纳米管投入40～50mL混酸中，在功率为180～200W超声条件下反应3～4h，真空抽滤得到固体产物，用超纯水反复洗涤产物至中性，得短单壁碳纳米管羧基化产物；所述混酸为硫酸与硝酸以体积比3︰1所组成的混合酸； 

（2）胺化透明质酸的合成：将93～107mg透明质酸、252～266mg1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐（EDC）和148～162mg N-羟基琥珀酰亚胺（NHS），溶解在8～12ml有机溶剂中，室温搅拌30min，得反应液，在冰浴条件下1h内，将反应液滴入0.4～0.6ml的乙二胺甲酰胺溶液中，升至室温反应6～48h，反应结束后，加入50ml丙酮，真空抽滤得沉淀物，沉淀物加超纯水复溶，透析48h，冷冻干燥，得胺化透明质酸；所述有机溶剂为甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜的一种；所述的乙二胺甲酰胺溶液是由体积比的乙二胺3.6%和甲酰胺96.4%混匀组成；