[发明专利]功能化修饰的碳纳米管在抗卵巢肿瘤中的热消融作用

说明书

技术领域

本发明涉及功能化碳纳米管的制备及其热消融作用的应用，功能化修饰的碳纳米管连接了特异性抗体能够识别多耐药肿瘤细胞，利用碳纳米管在近红外光区的吸光致热效应，杀死肿瘤细胞。是一种靶向非侵入治疗肿瘤的新方法。

背景技术

卵巢癌作为危害全世界妇女健康的首要肿瘤，研究卵巢癌多药耐药性的治疗、尤其是晚期卵巢癌的治疗一直是国内外学者关注的课题。多药耐药性(MDR)是影响肿瘤化疗效果的一大障碍。据美国癌症协会估计，每年约49万例恶性肿瘤患者死亡，其中90％以上存在着肿瘤对化疗药物的耐药(1)。多药耐药的提出早在20世纪70年代，随着对MDR发生机制的深入研究，发现MDR的形成是一个多基因参与的复杂过程，如多药耐药基因(MDR1)及其所编码的细胞膜P糖蛋白(P-gp)表达增加、谷胱甘肽转移酶的活性增强、DNA拓扑异构酶II活性降低、多药耐药相关蛋白增加等；其中以多药耐药基因(MDR1)及其所编码的细胞膜P糖蛋白(P-gp)表达增加介导的耐药最为主要最为常见(2)。在过去二十多年，国内外学者探求各种逆转MDR1的方法，如反义寡核苷酸技术、核酶技术等，取得了一定的实验研究结果及临床经验，但是这些初步研究尚在探索阶段，多药耐药仍是导致肿瘤化疗失败的重要原因。目前，晚期卵巢肿瘤的五年生存率仅为15％～30％。因此，不断研究新的克服MDR1的有效途径，提高患者治愈率和生存率不仅是当前肿瘤治疗迫切需要解决的重要课题，也具有重大的临床应用和经济价值。

2.碳纳米管的吸光致热效应

碳纳米管(CNTs)自1991年被发现以来(3)，以其独特的结构以及优异的热学、电学和力学性质如较大的比表面积、良好的传热性、导电性及较高的机械强度引起广泛关注，成为纳米材料领域的研究热点。近年来CNTs应用在生物医学特别是在药物载体上的研究逐渐成为新热点(4-7)。CNTs在近红外光区有较强的吸收热能的特点，并能快速释放能量，形成局部热效应。Kam等(8)报道CNTs在近红外光下可以快速释放多余的能量，形成细胞内高温状态而使得细胞破坏。除了近红外光，碳纳米管还可以吸收无线电波并放出热量从而对肿瘤细胞进行破坏。Gannon等(9)研究了碳管对无线电波的吸收而引起的热效应在不同癌细胞中的作用，并向动物的肝脏肿瘤注射经修饰的CNTs，用无线电波对碳管进行加热，成功地杀灭了肿瘤细胞，而对附近的健康细胞只造成了很少量的伤害。CNTs体外活细胞以及动物活体实验的结果表明，碳管对正常细胞及组织的没有明显的影响，这使得CNTs将来在人体上应用成为可能(7)。

3.通过修饰提高碳纳米管细胞穿透能力。

碳纳米管不溶于有机溶剂和水，从而限制了它在药物载体领域的应用。而功能化修饰碳纳米管则可改善其溶解性，并可提高其生物相容性，使碳纳米管在药物载体领域得以应用。针对碳纳米管是否可以携带生物活性分子进入细胞这一问题，Pantarotto等(10)采用异硫氰酸荧光素(isothi ocyanato fluorescein，FITC)标记了衍生化修饰单壁碳纳米管及肽偶联单壁碳纳米管，考察了这两种修饰碳纳米管(functi onalized carbon nanotubes，f-CNTs)的细胞穿透能力，发现它们均可穿透细胞膜：CNT1主要进入细胞质，而多肽修饰的CNT2可进入细胞核。细胞摄取纳米材料还有尺寸临界点。Fagan等(11)以DNA包裹单壁碳纳米管，制备了未影响单壁碳纳米管表面电子结构的稳定分散溶液体系，考察细胞摄取碳纳米管的尺寸差异。研究表明，细胞对摄取碳纳米管的长度有选择，(180±17)nm是摄取分界点。他们猜测不同细胞摄取碳纳米管还可能有不同长度选择范围。Ito等(12)采用碳纳米管作为红细胞生成素(erythr poietin，EPO)口服制剂载体，发现短的碳纳米管可运载更多EPO到靶细胞。Liu等(13)利用PEG修饰CNT，制得水溶性的CNT并载带紫杉醇，与紫杉醇相比，CNT载带提高了穿透性以及在血液循环中的贮留时间，对4T1乳腺癌细胞有很好的抑制作用，且对正常细胞没有明显毒副作用。Kostarelos等(14)研究表明修饰碳纳米管对不同细胞的穿透范围较宽，他们还发现细胞会选择性地摄取不同基团修饰的碳纳米管，即不同基团修饰的碳纳米管可穿透不同的细胞。4.到目前为止，应用纳米材料在卵巢癌诊治中的研究主要集中在载体功能方面，国内外没有关于碳纳米管吸光致热效应在卵巢癌中研究的报道。

发明内容