[发明专利]一种二氧化硅超声成像造影材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及超声成像造影材料领域，具体为一种二氧化硅超声成像造影材料的制备方法。

背景技术

超声造影是超声技术继二维灰阶超声、彩色多普勒超声之后的第三次革命，它是利用外界物质注入体腔、管道或血管内，根据注入物与组织间回声的不同或者声特性阻抗间的显著差别，从而增强对脏器或者病变的显示。随着分子生物学技术的延伸和发展以及分子影像技术的发展和超声成像仪器性能的改进，超声造影技术以能有效的增强各个脏器的二维超声成像，反映正常组织和病变组织不同的血流灌注、造影剂分布和影像动态变化情况，在病变诊断和鉴别方面的优越性越来越为人们所广泛关注。

第一代微泡造影剂选用自由气体，如空气、氮气等，由于在血液循环中持续时间极短、微泡大小不一、不能通过肺循环等缺点，未能在临床广泛应用；第二代微泡造影剂则在微泡外周包裹上蛋白质或者脂质体等外壳成分或者稳定剂，比较具有代表性的为Albunex和Levovist；第三代微泡造影剂则在弹性外壳的韧性及采用的低弥散度大分子量的气体成分等方面做了很大的改进，采用的气体为己烷、全氟丙烷、六氟化硫等，外壳成分为聚合物，如聚乙烯乙二醇、聚氰基丙烯酸酯等，此类造影剂主要有Ecogen、Optison、Sonoveue等。

但是，这些采用有机小分子或者聚合物进行组装而成的微泡，其粒径不均一，难以控制得到均一的形态；在超声波的作用下，这种柔性囊泡极易破裂，导致成像时间短，无法长期跟踪观察病变组织。此外，功能化的脂质体或者聚合物的价格昂贵。而最近所报道的纳米级微泡除了存在以上问题外，在血液循环中的耐压性和稳定性还不够理想，且其形成的纳米空腔体积不够大，造成回声特性较差，增强效果不明显。

多孔二氧化硅纳米材料被广泛认为具有良好的生物相容性、化学和热力学稳定性，具有较大的比表面积，孔径可调等优点；而且在其孔道和表面利用功能化的硅源极易得到修饰有氨基、羧基或者巯基等活性官能团，能够进一步与药物或者发光物质等相结合，得到多功能的纳米材料。另外，利用相反电荷吸附凝聚法、层层自组装模板法等方法制得中空的SiO₂微球的技术不断研究发展。但是，目前国内外对二氧化硅微球的研究主要在药物或者DNA的运输以及药物的释放等方面，而在超声成像领域的应用研究鲜见报道，因而有待于我们对其进行研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二氧化硅超声成像造影材料的制备方法。

本发明的新型SiO₂超声成像造影剂材料是通过以下方法制得：利用硬模板，在水醇体系中，水解非功能化硅源和带有氨基的功能化硅源，从而得到表面带氨基的硅球，萃取除去硬模板，得到粒径非常均一中空的表面带氨基的SiO₂球；再通过其表面的氨基与聚乙二醇(PEG)羧基相偶合进行表面修饰，便可以在其表面修饰上生物相容性很好的聚乙二醇，得到分散性和生物相容性很好，具有宜的空腔尺寸和壳层厚度，可适用于超声成像的SiO₂超声成像造影材料。

步骤包括：

(1)将硬模板分散于水和醇的混合液中，加入非功能化硅源和带有氨基的功能化硅源，两者的重量比为8～20∶1，用氨水调节PH至8～10，搅拌水解，取沉淀得到表面带氨基的SiO₂微球；所述的醇优选为异丙醇；所述的非功能化硅源为正硅酸四乙酯、四甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷，优选为正硅酸四乙酯；所述的带有氨基的功能化硅源功能化硅源为3-氨基丙基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷或3-巯基丙基三甲氧基硅烷，优选为3-氨基丙基硅烷；

所述的硬模板为表面带正电荷的聚合物小球，粒径为100nm～1.2μm，可选用聚苯乙烯(PS)微球、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)微球或聚酰胺-胺(PAMAM)微球；

(2)萃取除去硬模板，得到表面带氨基的中空SiO₂微球；

述萃取除去硬模板的方法为：将表面带氨基的SiO₂微球分散在四氢呋喃中，15～60℃下萃取8～10小时；表面带氨基的SiO₂微球与四氢呋喃用量比为0.5～2mg/ml；

(3)将聚乙二醇溶解在有机溶剂中，加入缩合剂和连接剂，搅拌1～3hr，活化羧基，再加入表面带氨基的中空SiO₂微球，搅拌6～10hr，洗涤取沉淀；

氨基与聚乙二醇的摩尔比为1∶0.8～1.2；

有机溶剂可选用二甲基亚砜。