[发明专利]一氧化钛纳米材料及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种一氧化钛纳米材料及其制备方法，通过高温热解法制备得到疏水的一氧化钛纳米材料，然后再用两亲性分子进行修饰，就可以得到分散性很好的一氧化钛纳米材料水溶液。本发明获得的一氧化钛纳米材料在超声的条件下会产生大量的活性氧，可以有效用于肿瘤的声动力治疗，并且它的声动力治疗效果要明显好于现有商用的纳米材料。本发明公开了一氧化钛纳米材料在抗肿瘤制剂中的应用。

技术领域

本发明属于纳米材料制备和生物医学领域，具体涉及到一种一氧化钛纳米材料及其制备方法和用途。

背景技术

癌症仍然是威胁人类健康的最严重疾病之一，已经成为全球急需要克服的难题之一。光动力疗法(PDT)作为一种非侵入性的治疗方法，在过去的几十年中取得了很好的疗效。然而，由于光的组织穿透深度有限，PDT常用于治疗相对较小的浅表肿瘤。此外，光敏剂全身给药后的严重皮肤光毒性是PDT在临床上应用面临的另一个问题。

作为PDT的一种替代方法，声动力疗法(SDT)利用超声触发声敏剂产生的活性氧去杀死癌细胞，对健康组织的损伤最小。与光不同的是，超声对组织的穿透深度要明显强于光，因此可以用声动力来治疗深部肿瘤或大尺寸肿瘤。因此，与传统的PDT相比，SDT具有显著的优越性，已成为一种有前途的无创肿瘤治疗策略。与PDT的光敏剂类似，声敏剂的选择对SDT至关重要。声敏剂主要分为无机和有机声敏剂二大类。有机声敏剂多为卟啉衍生物等脂溶性小分子，水溶性差，在超声条件下稳定性差，体外清除快，导致肿瘤部位富集度低，因此现有的SDT疗效不理想。此外，大多数有机声敏剂同时也是光敏剂，光毒性和皮肤敏感性仍然在癌症治疗期面临的一个非常棘手的问题。

与有机声敏剂相比，无机纳米声敏剂具有更高的化学稳定性和较低的光毒性，然而，现有的TiO₂纳米颗粒作为声敏剂，产生活性氧的量子产率较低主要是由于其快速电子空穴复合，其SDT的治疗效果比较差，限制了它的进一步使用。因此，研制高效、安全的新型声致敏剂对增强超声治疗肿瘤具有重要意义。尽管现有技术中有通过将TiO₂纳米材料与贵金属、石墨烯以及其他过渡族金属氧化物的纳米颗粒结合或掺杂的方式形成复合纳米材料，但在治疗效果上仍然不尽人意，且合成方法复杂和组分配比的可控性差带来的性能不稳定等诸多问题需要改善。

发明内容

为避免上述现有技术所存在的不足之处，本发明提供一种一氧化钛(TiO)纳米材料及其制备方法和用途，旨在通过一步法合成具有更高产率，高纯度，所获得的纳米材料活性氧的量子产率高，且优异的生物相容性和分散性的一氧化钛纳米材料，并将其用于肿瘤的声动力治疗和化学动力治疗。

本发明提供一种一氧化钛纳米材料，一氧化钛纳米材料为纳米棒，表面具有两亲性分子修饰层。

可选的，一氧化钛纳米棒的粒径范围在1～500nm。

可选的，一氧化钛纳米棒的长度范围在10～120nm。在此尺寸范围能具有较佳的纳米特性和生物材料应用性。棒状的一氧化钛纳米材料可以降低电子空穴复合速率，从而有利于活性氧的量子产率提高。

本发明提供一种上述的一氧化钛纳米材料的制备方法，具体包括如下步骤：

S10：准备钛源和还原性高沸点有机溶剂，将钛源和还原性高沸点有机溶剂进行混合并获得混合液；

S20：将所述混合液加热至第二温度区间，并通过反应获得疏水性一氧化钛纳米材料；可选的，所述第二温度区间为200～350℃。

可选的，在获得疏水性一氧化钛纳米材料后，还包括步骤：

S30：用两亲性分子对所述疏水性的一氧化钛纳米材料进行表面修饰，获得亲水性的一氧化钛纳米材料。经过表面修饰的一氧化钛纳米材料将从油相变为水相，使纳米棒具有较佳的生物相容性和在生物医药材料领用的应用潜力。

可选的，在步骤S20将所述混合液加热至第二温度区间之前，还包括步骤：