[发明专利]一种铂/二氧化钛@二氧化锰-聚乙烯亚胺复合抗癌纳米材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种铂/二氧化钛@二氧化锰‑聚乙烯亚胺复合抗癌纳米材料及其制备方法和应用。该方法包括以下步骤：首先通过溶胶凝胶法得到纳米二氧化钛，掺杂Pt后对其进行表面氨基化，然后通过超声还原高锰酸钾，在二氧化钛表面形成片状二氧化锰；最后通过静电吸附在Pt/TiO₂@MnO₂表面包覆PEI得到复合材料。研究表明，本发明合成的复合材料，通过成分的协同能够高效特异性杀死癌细胞而对正常细胞没有毒害作用。

技术领域

本发明属于纳米技术和癌症治疗领域，涉及基于纳米二氧化钛、二氧化锰的纳米复合材料。

背景技术

癌症是全世界人类死亡的主要原因之一,癌症患者数量正在迅速增加,迫切需要找到高效的治疗方法以提高癌症患者生存率。目前传统癌症治疗主要方法,包括手术、化疗和放疗等。传统方法虽不断改进,但仍存在一定不足，比如手术切除难以完全清除癌细胞以及无法治愈转移性肿瘤，化疗和放疗一定程度上可以有效杀死癌细胞,但同时会损伤正常组织带来副作用。此外,在长期化疗和放疗期间会使癌细胞会产生耐受性，降低治疗效率。因此,找到一个有效、安全和低成本的治疗方法变得极为需要。目前，基于此，出现了新型非侵入性的用于治疗恶性肿瘤的方法，包括光热疗法、光动力疗法、声动力疗法以及化学动力学疗法等。

以上新型方法都是依赖活性氧的强氧化性达到对肿瘤细胞的杀伤作用。在这些方法中化学动力学治疗又由于其高特异性和无需额外能量输入而被广泛研究。芬顿反应是化学动力学治疗的基础，该反应产生的·OH可氧化大多数有机污染物。而常规的芬顿反应是在酸性条件和H₂O₂的催化下，通常使用铁离子作为催化剂产生·OH。目前已知除Fe²⁺/Fe³⁺外，Mn²⁺/Mn³⁺，Cu⁺/Cu²⁺，Co²⁺/Co³⁺在内的几个离子对也表现出类芬顿活性。由于铁离子发生芬顿反应的条件较苛刻，单一治疗很难完全消除肿瘤，并且肿瘤细胞内过表达的谷胱甘肽对产生的活性氧(ROS)具有清除作用。基于此，本发明将化学动力学与声动力治疗联合，既能产生活性氧又能与胞内谷胱甘肽反应降低对活性氧的清除作用，以达到协同抗肿瘤的效果。

发明内容

针对单一材料活性氧产生效率低、抗癌活性不足，本发明提供铂/二氧化钛@二氧化锰-聚乙烯亚胺复合抗癌纳米材料，旨在提供一种高活性氧产量、对癌细胞具有较强杀伤作用的材料。

本发明第二目的在于，提供了铂/二氧化钛@二氧化锰-聚乙烯亚胺复合纳米材料(本发明也称为Pt-TiO₂@MnO₂-PEI,或者简称为P-T@M)在抗癌方面的应用。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

一种铂/二氧化钛@二氧化锰-聚乙烯亚胺复合抗癌纳米材料的制备方法，包括掺杂铂的二氧化钛纳米颗粒以及二氧化锰纳米片及其应用，包括如下步骤：

(1)通过溶胶-凝胶法得到纳米二氧化钛，干燥后进行煅烧提高结晶性；

(2)对步骤(1)所得纳米二氧化钛进行掺铂改性，得到铂/二氧化钛；

(3)对步骤(2)所得铂/二氧化钛进行氨基化；

(4)将步骤(3)所得材料分散于水中，并向其中加入高锰酸钾溶液，在超声下反应，离心并用去离子水洗涤得到铂/二氧化钛@二氧化锰；

(5)将步骤(4)得到的材料分散于水中，加入聚乙烯亚胺，搅拌，离心，去离子水洗去多余聚乙烯亚胺，冷冻干燥得到铂/二氧化钛@二氧化锰-聚乙烯亚胺材料。

上述方法中，步骤(1)的具体步骤为：向无水乙醇溶解的钛酸四丁酯溶液中加入生长抑制剂，然后缓慢滴加乙醇溶液，滴加完毕后加入模板剂继续搅拌。