[发明专利]一种负载金和二氧化锰纳米颗粒的聚N-乙烯基己内酰胺纳米凝胶及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种负载金和二氧化锰纳米颗粒的聚N‑乙烯基己内酰胺纳米凝胶及其制备方法和应用。该纳米凝胶包括：金纳米颗粒、二氧化锰纳米颗粒、乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯和聚N‑乙烯基己内酰胺纳米凝胶。该方法包括：聚N‑乙烯基己内酰胺纳米凝胶制备，载金纳米颗粒的聚N‑乙烯基己内酰胺纳米凝胶制备，负载金和二氧化锰纳米颗粒的聚N‑乙烯基己内酰胺纳米凝胶制备。该方法工艺简单，易于操作分离，同时原料来源广泛，具有良好的发展应用前景；制备得到的纳米凝胶具有良好的胶体稳定性、细胞相容性、良好的X射线衰减性、较高的r₁弛豫率以及良好的“全过程”放疗增敏性。

技术领域

本发明属于纳米诊疗剂及其制备和应用领域，特别涉及一种负载金和二氧化锰纳米颗粒的聚N-乙烯基己内酰胺纳米凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

随着人类生活环境污染日趋加剧，恶性肿瘤(癌症)已经成为严重威胁人类健康的公共卫生问题之一。放疗是利用放射线进行局部肿瘤治疗的一种方法，直到目前仍是恶性肿瘤重要的局部治疗方法。据统计，大约70％的癌症病人在治疗癌症的不同阶段需要放疗。但在临床治疗过程中，其疗效常常受到射线辐射剂量的限制，过低的辐射剂量可能会导致肿瘤无法完全根除并导致肿瘤复发或转移，而过高的辐射剂量可能会损害周围的健康组织并产生其他毒副作用。据研究表明，肿瘤组织常有供血不足及乏氧细胞比率高的问题，而细胞的含氧状态对放疗杀伤作用有很大影响，乏氧肿瘤细胞抵抗电离辐射能力是含氧量正常的肿瘤细胞的2～3倍，另外，乏氧细胞在照射后自身修复能力更强。因此，乏氧细胞的存在不仅容易导致放疗失败，而且也容易导致基因突变和肿瘤转移的发生。还有研究表明，肿瘤区域的癌细胞常处于不同的细胞增殖周期中，而处在不同增殖周期的细胞对射线的敏感程度也不一致。最敏感的是M期细胞，G2期细胞对射线的敏感性接近M期，S期细胞对射线敏感性最差。所以，在放疗过程中，有很大一部分的癌细胞可逃避放射损伤，从而导致放疗后肿瘤再生长和复发。因此，克服肿瘤乏氧，增强肿瘤细胞对射线的敏感性，在较低的辐射剂量下实现肿瘤放疗增敏，具有重大科学意义和应用前景。

近年来，随着纳米材料在生物医学应用中的蓬勃发展，大量研究表明多功能纳米材料可作为放疗增敏剂，通过光电效应、热效应或调节乏氧等手段，直接或间接增强各类射线对乏氧肿瘤细胞的杀伤，且可降低放射线对正常组织的伤害，由此提高放疗疗效，具有巨大的研究价值与临床转化前景。金纳米粒子因具有较高的原子序数(Z＝79)和较大的光电吸收截面积，可以产生更强的辐射增强效果，成为近年来人们关注的焦点。例如Chang等人(Chang et al.,ACS Nano,2017,11,5,4848–4858)通过整合金纳米棒的放射增敏特性和硒纳米颗粒的抗肿瘤活性，设计出核壳结构的金/硒纳米复合体系，并将表面修饰双靶向分子作为一种新型的纳米放疗增敏剂，实现靶向肿瘤的放化疗联合治疗。该纳米放疗增敏剂和X射线联合应用能够通过死亡受体途径诱导肿瘤细胞凋亡并促进活性氧(ROS)过量产生，从而激活下游ROS介导的信号通路，大大提高抗肿瘤活性。