包載金納米棒的纖維膜及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體涉及一種包載金納米棒的纖維膜及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]光熱療法通過將光能轉(zhuǎn)換為熱能導(dǎo)致細(xì)胞死亡成為一種很有潛力的腫瘤治療方式。因?yàn)槟[瘤組織局部供血不足且不利于散熱，腫瘤細(xì)胞對熱損傷更加敏感。所以，與傳統(tǒng)的具有嚴(yán)重副作用的化學(xué)療法及放射療法相比，光熱療法具有特異性殺傷腫瘤細(xì)胞而對附近正常細(xì)胞影響較小的優(yōu)勢。近來，隨著等離子體納米材料的發(fā)展，其很強(qiáng)的光吸收效率提升了光熱治療在局部熱療中的應(yīng)用。在這類材料中，PEG表面修飾的金納米棒(PEG-GNRs)具有近紅外區(qū)卓越的光熱轉(zhuǎn)換效率，易于合成并控制尺寸形貌，以及低毒性的特點(diǎn)。有研究報(bào)道，除了其著名的在實(shí)體瘤中的高通透性及滯留效應(yīng)之外，金納米棒具有靶向腫瘤細(xì)胞線粒體而在正常細(xì)胞中可以代謝的特點(diǎn)，這進(jìn)一步提高了其腫瘤選擇性。并且，PEG-GNRs通過熱療殺死腫瘤細(xì)胞已經(jīng)被許多在體實(shí)驗(yàn)證實(shí)。
[0003]然而，要將PEG-GNRs的熱療真正應(yīng)用于腫瘤臨床治療，需要一個(gè)合適的釋放載體。目前，金納米棒或其他的光熱轉(zhuǎn)換材料通常通過靜脈注射入體循環(huán)給藥，導(dǎo)致了較高的劑量及肝脾蓄積的潛在危險(xiǎn)。理想情況下，PEG-GNRs的運(yùn)送系統(tǒng)應(yīng)該滿足一下條件:1)對腫瘤的局部給藥；2)具有良好的生物相容性及生物降解性；3)對于PEG-GNRs的控制釋放及可控加熱。然而尚沒有包埋納米材料的生物降解膜用于腫瘤治療的報(bào)道。另外，藥物緩釋策略雖已廣泛應(yīng)用于癌癥治療以及復(fù)發(fā)的預(yù)防，但還沒有應(yīng)用于金納米棒等納米材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種包載金納米棒的纖維膜及其制備方法與應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明提供的包載金納米棒的纖維膜，由PEG表面修飾的金納米棒和纖維膜組成；
[0006]所述金納米棒均勻分布在所述纖維膜中。
[0007]上述包載金納米棒的纖維膜中，所述PEG的分子量為IkDa-1OkDa,具體為2kDa ；PEG做表面修飾，可提高其EPR效應(yīng)及生物相容性；
[0008]所述金納米棒的長徑比為3-6，具體為5 ;長度為40-60納米，具體為50納米；直徑為8-12納米，具體為10納米；
[0009]構(gòu)成所述纖維膜的材料為重均分子量為I?30萬的有機(jī)高分子，具體為重均分子量為20000-80000的有機(jī)高分子，更具體可為重均分子量為80000的聚乳酸-羥基乙酸共聚物或重均分子量為20000的聚(乳酸-乙二醇)共聚物；
[0010]其中，所述有機(jī)高分子選自聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)、聚環(huán)氧乙烷(ΡΕ0)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚(乳酸-乙二醇)共聚物(PLA-b-PEG)和聚己內(nèi)酯(PCL)中的至少一種；
[0011]所述纖維膜的厚度為0.03-0.3厘米，纖維的直徑為0.05-0.5 μ m，具體為0.1-0.12 μ m。
[0012]本發(fā)明提供的制備所述包載金納米棒的纖維膜的方法，包括如下步驟:
[0013]I)將所述金納米棒分散于有機(jī)溶劑中，超聲后攪拌，得到金納米棒的有機(jī)溶液；
[0014]2)將所述有機(jī)高分子溶于步驟I)所得金納米棒的有機(jī)溶液中，得到紡絲液；
[0015]3)將步驟2)所得紡絲液注入注射器中進(jìn)行靜電紡絲，干燥后得到所述包載金納米棒的纖維膜。
[0016]上述方法的步驟I)中，有機(jī)溶劑選自N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、丙酮、二氯甲烷和環(huán)己烷中的至少一種；
[0017]所述金納米棒的有機(jī)溶液的濃度為1-1000 μ g/mL，具體為1_100 μ g/mL，更具體為 1-50 μ g/mL,優(yōu)選 34.8 μ g/mL ；
[0018]所述超聲步驟中，功率為300-600W，具體為480W，時(shí)間為10-30分鐘，具體為10-20分鐘；所述攪拌步驟中，溫度為室溫，時(shí)間為1-6小時(shí)。
[0019]所述步驟2)中，所述有機(jī)高分子具體由聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)與聚(乳酸-乙二醇)共聚物組成；
[0020]所述聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)與聚(乳酸-乙二醇)共聚物(PLA-b-PEG)的質(zhì)量比為70 =30-100:0，具體為85:15、95 =5,85-95:5_15，且所述聚(乳酸-乙二醇)共聚物(PLA-b-PEG)的質(zhì)量不為O ;
[0021 ] 所述紡絲液中，有機(jī)高分子的質(zhì)量百分濃度為30%_70%，具體為50%、60%或50-60%ο
[0022]所述步驟3)中，所述注射器的針頭的針孔內(nèi)徑為1-lOmm，具體為2.6mm ;紡絲電壓為 10-36kV,具體為 20kV、25kV 或 20_25kV ;推進(jìn)速度為 5-20 μ L/min,具體為 10 μ L/min、12 μ L/min 或 10-12 μ L/min,接收距離為 10_35cm,具體為 20cm ；
[0023]所述干燥步驟中，時(shí)間為24-100小時(shí)，具體為72小時(shí)或72-100小時(shí)。
[0024]另外，上述本發(fā)明提供的包載金納米棒的纖維膜在制備抑制腫瘤產(chǎn)品中的應(yīng)用，其中，所述腫瘤為肺癌、乳腺癌或?qū)m頸癌；肺癌細(xì)胞具體可為A549肺癌細(xì)胞，乳腺癌細(xì)胞具體可為MCF-7乳腺癌細(xì)胞，宮頸癌細(xì)胞具體可為HeLa宮頸癌細(xì)胞；所述抑制腫瘤具體為通過光熱療法抑制腫瘤。
[0025]在實(shí)際應(yīng)用中，該包載金納米棒的纖維膜的尺寸可根據(jù)需要與傷口大小相匹配。
[0026]本發(fā)明是以PEG表面修飾的金納米棒為基礎(chǔ)，其極高的光熱轉(zhuǎn)換效率造成腫瘤部位局部高溫，可以有效殺傷腫瘤細(xì)胞，并利用可降解的電紡纖維膜的高生物相容性作為金納米棒的載體及手術(shù)后的恢復(fù)材料。由于電紡纖維膜可直接作用于患處，并且具有可根據(jù)組分比例調(diào)控釋放的特點(diǎn)以達(dá)到緩釋治療的目的，來實(shí)現(xiàn)對于腫瘤手術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)的預(yù)防。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的產(chǎn)物金納米棒的透射電鏡照片的局部放大照片；
[0028]圖2本發(fā)明實(shí)施例1制備的產(chǎn)物PEG表面修飾金納米棒的紫外可見吸收光譜；
[0029]圖3本發(fā)明實(shí)施例1制備的包載金納米棒的電紡纖維膜的掃描電鏡照片；
[0030]圖4本發(fā)明實(shí)施例1及實(shí)施例2制備的包載金納米棒的電紡纖維膜的釋放曲線；
[0031]圖5本發(fā)明實(shí)施例1制備的包載金納米棒的電紡纖維膜在近紅外光照下對肺癌細(xì)胞A549的選擇性的抑制作用。
[0032]圖6為本發(fā)明實(shí)施例1制備的包載金納米棒的電紡纖維膜在近紅外光照下對乳腺癌細(xì)胞及宮頸癌細(xì)胞的抑制作用。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。所述方法如無特別說明均為常規(guī)方法。所述原材料如無特別說明均能從公開商業(yè)途徑而得。
[0034]本發(fā)明中，作為起始反應(yīng)物的PEG表面修飾的金納米棒可按照各種常規(guī)方法制備而得，如可按照如下方法制備而得:
[0035]I)在25°C條件下，取1.5mL0.05-0.lmol/L十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)置于干凈燒杯中，加入0.4mL0.005-0.01mol/L HAuCl4溶液，混合均勻后加入0.1mL0.05-0.1mol/L抗壞血酸，再加入3mL超純水使總反應(yīng)體系為5mL，靜置2_10小時(shí)后得到金種子溶液；
[0036]2)再配置溶質(zhì)為HAuC14、CTAB和AgNO3的混合水溶液，其中，HAuC14、CTAB和AgNO3的濃度依次為 0.005-0.01mol/L、0.05-0.lmol/L 和 0.001-0.005mol/L,待該混合水溶液的顏色由深棕黃色變?yōu)闊o色后，加入1yL已制備的金種子溶液，待溶液穩(wěn)定后，再加入130 μ Ll-5mol/L NaCl水溶液，12h后將紫紅色的反應(yīng)液傾倒出去，將所得金納米棒加超純水重新分散，得到黃棕色的穩(wěn)定溶液后，再與重均分子量為1-1OkDa的NH2-PEG-SH (購自上海西寶生物科技有限公司)室溫下混合反應(yīng)Ih后，用7kDa的層析袋去除多余的高分子，得到PEG表面修飾的金納米棒。使用時(shí)可干燥除水以獲得純凈的PEG表面修飾的金納米棒。
[0037]具體的，實(shí)施例1所用PEG表面修飾的金納米棒是按照如下方法制備而得:
[0038]在25°C條件下，取1.5mL0.08mol/L十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)置于干凈燒杯中,加入0.4mL0.008mol/L HAuCl4溶液,混合均勻后加入0.1mL0.08mol/L抗壞血酸,再加入3mL超純水使總反應(yīng)體系為5mL,靜置3小時(shí)后得到金種子溶液；
[0039]2)再配置溶質(zhì)為HAuC14、CTAB和AgNO3的混合水溶液，其中，HAuC14、CTAB和AgNO3的濃度依次為0.008mol/L、0.08mol/L和0.002mol/L,待該混合水溶液的顏色由深棕黃色變?yōu)闊o色后，加入10 μ L已制備的金種子溶液，待溶液穩(wěn)定后，再加入130 μ L4mol/L NaCl水溶液，12h后將紫紅色的反應(yīng)液傾倒出去，金納米棒黏在容器底部，將所得金納米棒加超純水重新分散，得到黃棕色的穩(wěn)定溶液，再與重均分子量為2kDa的NH2-PEG2000-SH室溫下混合反應(yīng)Ih后，用7kDa的層析袋去除多余的高分子，得到PEG表面