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恚殡S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(jìn)行準(zhǔn)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(biāo)，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(jìn)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(zhǔn)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(jìn)，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(yuǎn)端毛細(xì)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(zhǔn)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(tuán)以及革G向血栓的官能團(tuán)；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(tuán)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(tuán)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(tuán)以及靶向血栓的官能團(tuán)；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(hù)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(hù)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{(lán)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(lán)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(tuán)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(lán)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(lán)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(tuán)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(jìn)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(jìn)，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(tuán)以及靶向血栓的官能團(tuán)。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(jìn)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(jìn)，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?；蛘呓鸺{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(dāng)?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(rèn)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(zhǔn)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(tuán)以及靶向血栓的官能團(tuán)。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(jìn)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，