一種用于靶向血栓熱消融的納米顆粒制備及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制備一種靶向血栓的納米顆粒，該納米顆?？捎糜谘ǖ腃T成像，并在可見-近紅外光的照射下，產(chǎn)生熱量，用于血栓的消融。
[0002]發(fā)明背景
[0003]在多種病理以及生理因素作用下，心臟或血管中的血液會由流體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z狀態(tài)，這一過程成為血栓形成。血栓的形成及由此引發(fā)的并發(fā)癥，涉及臟器包括心臟，顱腦，外周動脈和下肢深靜脈，以冠心病，心絞痛，急性心肌梗死，血栓性肺栓塞，缺血性腦卒中，下肢動脈或深靜脈栓塞病變?yōu)榇?，伴隨著高血壓，糖尿病，肥胖癥等各種各樣不利因素的增加，由血栓引起的發(fā)病率，致殘及致死率均有增無減。對于血液高凝狀態(tài)人群以及早發(fā)血栓患者，及早對于血栓狀態(tài)進行準確檢測并給予相應(yīng)抗凝或溶栓治療，對于挽救患者生命以及提尚生存治療有著至關(guān)重要的意義。
[0004]目前臨床對于血栓狀態(tài)的監(jiān)控，主要包括血液檢測以及放射影像學(xué)檢測兩種。對于血液學(xué)檢測而言，臨床常用現(xiàn)代凝血五項指標，如BL，PLT，APTT，PT，TT等，均缺乏對血栓狀態(tài)的診斷特異性和敏感性，放射影像學(xué)檢測，以急性肺動脈栓塞為例，提供了更為直觀可靠的數(shù)據(jù)，可以直接找到血栓形成確切位置，并對其體積以及數(shù)目進行評估，指導(dǎo)下一步外科手術(shù)或溶栓性治療，然而目前臨床針對栓塞的造影主要采用采用數(shù)字減影血管造影的方式來實現(xiàn)，而這種造影屬于介入造影，極易造成患者感染，受限于其有創(chuàng)性，不能作為一種有效的治療隨訪手段。尋找一種針對血栓的特異性檢測手段對于血栓的準確早期檢出具有重要價值。
[0005]此外，在檢測出血栓的位置和數(shù)量后，合適的溶栓方案選取是血栓診斷治療中另一個至關(guān)重要的方面。急性期采用的抗凝治療和溶栓治療，溶栓治療主要是基于激活纖維蛋白溶酶原，使之轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維蛋白溶酶。其作用在于使機化的血栓再通，這也是治療血栓的終極目的。常用藥物包括鏈激酶，尿激酶。這兩類藥物作用機制類似，均能激活纖維蛋白酶原溶栓活力，使血栓主要組分之一纖維蛋白水解。然而這類藥物存在兩個較大缺陷，第一是此類藥物會造成血液循環(huán)中纖溶酶原持續(xù)活化，降解凝血因子的同時，導(dǎo)致全身性纖溶亢進，其常見并發(fā)癥為全身性出血。另一個不足之處在于，由于陳舊性血栓機化作用，此類藥物很難與深層陳舊性血栓解除。此外，溶栓治療在糾正低血壓和低血氧的同時，降解的血栓片段容易阻塞遠端毛細血管，形成新的血栓，而內(nèi)科治療對于此類繼發(fā)性血栓通常難以奏效。介于內(nèi)科藥物溶栓，抗凝治療和外科手術(shù)治療之間的導(dǎo)管介入治療方法，針對急性大面積栓塞和溶栓治療失敗或禁忌患者，可以取得較為積極的療效，但也存在的并性心功能不全，低血壓，合并性心源性休克，合并循環(huán)功能障礙等后遺癥。
[0006]因此，發(fā)展一種既可以準確定位血栓位置和數(shù)目，又可以針對新鮮血栓以及陳舊性血栓都能發(fā)揮溶栓效果，同時又能降低針對患者的出血傾向，對血栓的臨床治療無疑有巨大的價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于，提出一種集CT成像、血栓熱消融功能一體的納米材料。該靶向納米顆粒的內(nèi)核在可見-近紅外光的照射下，可以產(chǎn)生熱量;其外殼可以在血液中靶向到血栓位置。產(chǎn)生的熱量可以破壞血栓，起到血栓的消融作用。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種用于血栓熱消融的納米顆粒，且具有靶向血栓的納米材料;所述納米顆粒是將一種具有光熱轉(zhuǎn)換功能的納米表面接枝有長循環(huán)的親水性官能團以及革G向血栓的官能團；該(復(fù)合)納米顆粒能夠在血管內(nèi)長循環(huán)，并革E1向富集到血栓的位置。該納米顆粒的納米內(nèi)核具有光熱轉(zhuǎn)化效應(yīng)，外殼具有長循環(huán)、靶向血栓的功能，其粒徑在2-500納米之間。納米顆粒粒徑尤其是在100納米之內(nèi)。
[0009]所述納米顆粒具有核-殼機構(gòu);其內(nèi)核是具有光熱轉(zhuǎn)換功能的納米顆粒，包括非化學(xué)計量比的氧化鎢納米顆?；蛘呓鸺{米顆粒；其中非化學(xué)計量比的氧化物，其分子式為W0x，2〈X〈3;氧化鎢納米顆粒的粒徑在2-200納米之間；其形狀為球形或棒狀(長徑比大于1，小于20)。
[00?0]所述的革E向納米顆粒是金納米顆粒時，其粒徑在1-500納米之間，形狀為球形，三角形，或棒狀結(jié)構(gòu)中一種或多種;棒狀結(jié)構(gòu)的納米顆粒的長徑比大于1，小于20 ；
[0011]所述納米顆粒外層的靶向血栓的官能團為:KEAGDV、CQQHHLGGAKQAGDV、RGD、RGDS或者 ant1-Ddimmer ο
[0012]所述納米顆粒外層的循環(huán)的親水性官能團為可以為聚乙二醇(分子量500-20000Da)，或者聚丙烯酸(分子量1000-10000Da;
[0013]所述的革E向納米顆粒，在可見-近紅外區(qū)(500-2000nm)具有較強的光吸收能力，可以產(chǎn)生光熱轉(zhuǎn)化。
[0014]所述的靶向納米顆粒，可以用于血栓的活體CT成像定位，和熱消融血栓。
[0015]用于血栓熱消融的納米顆粒制備，具有靶向血栓的納米材料制備;所述納米顆粒是將一種具有光熱轉(zhuǎn)換功能的納米表面接枝有長循環(huán)的親水性官能團以及靶向血栓的官能團；該(復(fù)合)納米顆粒能夠在血管內(nèi)長循環(huán)，并靶向富集到血栓的位置，納米顆粒的納米內(nèi)核為氧化鎢時的制備方法:WC16在氮氣保護條件下，溶解在乙二醇中，室溫下攪拌溶解，得到金黃色溶液，而后加入分子量5KDa的聚丙烯酸聚合物，攪拌至全部溶解后，在140± 15°C條件下氮氣保護攪拌反應(yīng)，體系受熱后，最初為深棕黃色，最終轉(zhuǎn)變?yōu)樯钏{色，繼續(xù)加熱
1.5h，而后降溫至80°C，加入50mL去離子水，繼續(xù)攪拌反應(yīng)lh，停止加熱，將反應(yīng)后的溶液離心純化，棄去上清液，產(chǎn)物用去離子水洗滌分散，重復(fù)這一洗滌過程三次，最終得到純化產(chǎn)物，為深藍色顆粒粉末;所制備的帶聚丙烯酸聚合物的氧化鎢118049納米材料分散在生理鹽水中，和革E1向官能團Ant1-DDimer結(jié)合，制備革E1向納米材料。WC16與聚丙稀酸聚合物的質(zhì)量比為 1:0.9-1.6。
[0016]納米顆粒的納米內(nèi)核為氧化鎢時的制備方法:十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)加入HAuCl4溶液中，攪拌溶解后，加入的硼氫化鈉反應(yīng)，得到藍色溶液；取CTAB和0.08g水楊酸鈉，溶解于25ml蒸餾水中，溶解完全后，加入0.5ml、4mM的硝酸銀，水浴30°C靜置15min左右，再加入25ml，ImM的HAuCl4和0.2ml濃鹽酸，溫和攪拌15min后，加入300微升0.1M的抗壞血酸，得到無色溶液。最后加入80微升步驟1所得的藍色溶液，反應(yīng)12h?24h后，終止反應(yīng)，8500rpm離心、蒸餾水洗滌三次。獲得金納米棒，其長徑比為4;所制備的金納米棒分散在生理鹽水中，和革E1向官能團Ant1-DDimer結(jié)合，制備革El向納米材料。
[0017]所得到的納米顆粒用于制備在CT技術(shù)下顯影、精確定位血栓的位置的檢測試劑。及用于制備用皮膚高透過性的近紅外光照射CT定位的血栓位置，發(fā)生光熱轉(zhuǎn)化，使血栓局部溫度上升血栓發(fā)生熱消融的藥物。
[0018]本發(fā)明納米顆粒在CT技術(shù)下顯影，可以精確定位血栓的位置。再將具有皮膚高透過性的近紅外光照射CT定位的血栓位置，發(fā)生光熱轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生熱量，使血栓局部溫度上升，血栓發(fā)生熱消融，從而產(chǎn)生溶栓效果。這種具有溶栓功能的靶向納米顆粒，既可以快速、無創(chuàng)的精確定位血栓位置，又可以采用物理方法，進行溶栓，克服了傳統(tǒng)的溶栓藥物造成血液循環(huán)中纖溶酶原持續(xù)活化，降解凝血因子，導(dǎo)致全身性纖溶亢進，引發(fā)全身性出血。并且，傳統(tǒng)的溶栓藥物難于消除深層陳舊性血栓。
[0019]本發(fā)明的技術(shù)原理如下:將一種具有光熱轉(zhuǎn)換功能的納米顆粒表面接枝有長循環(huán)的親水性官能團以及靶向血栓的官能團。該復(fù)合納米顆粒顆粒能夠在血管內(nèi)長循環(huán)，并靶向富集到血栓的位置。這一納米顆粒在CT技術(shù)下顯影，可以精確定位血栓的位置。再將具有皮膚高透過性的近紅外光照射CT定位的血栓位置，發(fā)生光熱轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生熱量，使血栓局部溫度上升，血栓發(fā)生熱消融，從而產(chǎn)生溶栓效果。這種具有溶栓功能的靶向納米顆粒，既可以快速、無創(chuàng)的精確定位血栓位置，又可以采用物理方法，進行溶栓，克服了傳統(tǒng)的溶栓藥物造成血液循環(huán)中纖溶酶原持續(xù)活化，降解凝血因子，導(dǎo)致全身性纖溶亢進，引發(fā)全身性出血，難于消除深層陳舊性血栓的缺點。
[0020]該復(fù)合型靶向納米顆粒的內(nèi)核是可在可見-近紅外區(qū)間產(chǎn)生光熱轉(zhuǎn)變的納米顆粒，包括基于金屬鎢的非化學(xué)計量比氧化物納米顆粒或者金納米顆粒。相較于碘原子而言，鎢或者金原子具有更高的原子序數(shù)和更大的X射線吸收率，相同用量下可以獲得更高的對比度。同時通過適當?shù)谋砻嫘揎?，可以有效的延長材料在生物體內(nèi)血液的循環(huán)時間，極大延長了可用于病灶觀察的有效時間窗，極大地方便我們在臨床上的血栓的診斷。非化學(xué)計量比鎢氧化物由于其中自由電子的存在，使得這一物質(zhì)表現(xiàn)出表面等離子體共振狀態(tài)。其共振吸收頻率主要集中在近紅外區(qū)域，并將吸收的近紅外光轉(zhuǎn)化為熱量。血管以及皮膚對于波長在近紅外光區(qū)域的光吸收較弱，穿透深度高。利用這一特性，我們認為，如果我們將所獲得的金屬鎢氧化物，通過表面修飾血栓纖溶蛋白特異性抗體，可以準確定位到血栓位置，并在CT技術(shù)下顯影。再將具有皮膚高透過性的近紅外光照射CT定位的血栓位置，產(chǎn)生熱量，使血栓熱消融，從而發(fā)生溶栓行為。
[0021 ]同理，金納米顆粒，由于其表面缺陷的存在，產(chǎn)生表面等力激發(fā)。在可見-近紅外光的照射，也會產(chǎn)生光熱轉(zhuǎn)化，使血栓熱消融。
[0022]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明納米微粒，將一種具有光熱轉(zhuǎn)換功能的納米顆粒表面接枝有長循環(huán)的親水性官能團以及靶向血栓的官能團。該復(fù)合納米顆粒能夠在血管內(nèi)長循環(huán)，并靶向富集到血栓的位置。這一納米顆粒在CT技術(shù)下顯影，可以精確定位血栓的位置。再將具有皮膚高透過性的近紅外光照射CT定位的血栓位置，發(fā)生光熱轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生熱量，使血栓局部溫度上升，血栓發(fā)生熱消融，從而產(chǎn)生溶栓效果。這種具有溶栓功能的靶向納米顆粒，既可以快速、無創(chuàng)的精確定位血栓位置，又可以采用物理方法，進行溶栓，克服了傳統(tǒng)的溶栓藥物造成血液循環(huán)中纖溶酶原持續(xù)活化，