[发明专利]一种近红外光响应锰掺杂氧化钨复合材料制备方法及应用

说明书

本发明涉及功能复合材料技术领域，提出了一种近红外光响应锰掺杂氧化钨复合材料的制备方法及其应用。具体方法为以氯化钨为钨源，四水氯化锰为锰源，异丙醇作为反应溶剂，在过渡族金属钨氧化物中引入氧空位，通过简单的一步溶剂热法制备xMn‑W₁₈O₄₉/WO₃复合材料。该材料为带状，分散性好，表面光滑，具有良好的生物相容性。Mn离子的掺杂改善了光动力治疗中肿瘤部位的缺氧问题，同时材料在近红外一区光照射下表现出出色的光热性能。应用于光动力与光热协同癌症治疗，将有效解决单一疗法存在的不足，提高疗效。

技术领域

本发明涉及功能复合材料技术领域，具体涉及一种近红外光响应锰掺杂氧化钨复合材料的制备方法及应用，是要解决光动力治疗中肿瘤部位的缺氧问题，兼具近红外光响应下的光热性能，同步实现光热光动力协同治疗癌症。

背景技术

癌症是被全世界认为影响人类健康最严重的问题，也是人类死亡率最高的的疾病。癌症由于细胞的高突变率和转移性而难以治愈，近来很多研究者开发了近红外光（NIR）引导的癌症治疗方法。NIR具有深层组织穿透能力，是进行光学诊断成像和光学治疗的最优激发光区域。

光动力治疗（PDT）是在NIR下一种最新研究的光学治疗方法，由于其具有侵袭性低、全身毒性低、无耐药性、治疗效率高等优点，越来越受到肿瘤治疗领域的关注。在设定波长激光的照射下，光敏剂（PSs）被激活并将其能量转移到分子氧，分子氧再转化为对肿瘤细胞有毒性的¹O₂。ROS在PDT过程中对肿瘤杀伤起关键作用。PDT过程中产生的ROS氧化肿瘤细胞中的DNA/RNA、蛋白质等生物大分子，从而诱导肿瘤细胞凋亡。光热治疗（PTT）是在NIR下光学治疗中的一种，由于其对组织的伤害小、不容易引起别的症状、恢复迅速等优点，引起了大量的关注。PTT也被称为光热消融或光学热疗，使用NIR激光为光源，为癌症治疗给予了一种准确且对人体创伤小的良好选择，它通过高温杀死对人体有伤害的癌细胞。PTT最重要的因素是光热转换材料的选取，它可以高效的吸收NIR光，将其快速转换为很高的热量。

随着抗肿瘤研究的深入，人们发现近红外激光下产生的热效应能提高肿瘤细胞对活性氧的敏感性，如能实现PDT协同PTT治疗癌症，将有效改善单一疗法的治疗效果。

WO_3-x是一种混合价态的氧化物复合物，稳定性好，结构中存在大量的氧空位，可产生局部表面等离子体共振效应，从而诱导高的近红外光吸收，具有很强的光吸收和光热转换能力，适合于光热治疗和光动力治疗。锰是人体中的一种重要元素，它的代谢不会引起严重的免疫反应，且在人体肿瘤微环境属于缺氧富过氧化氢环境，先前的研究表明肿瘤微环境中Mn²⁺的存在会首先转化为Mn(OH)₂，然后不稳定的Mn(OH)₂可以被H₂O₂氧化生成MnO₂。生成的二氧化锰能高度诱导H₂O₂催化分解生成氧气，同时还原为Mn²⁺，弥补了肿瘤缺氧的情况。

基于以上考虑，本发明采用一步溶剂热法制备xMn-W₁₈O₄₉/WO₃复合材料，并通过XRD、SEM、光动力性能、光热性能测试对样品进行表征及性能测试，以期获得一种材料可以在光动力治疗中解决肿瘤部位的缺氧问题的同时还具有优异的光热性能和生物相容性，为PDT/PTT协同治疗奠定基础。

发明内容