[发明专利]一种无机纳米颗粒-明胶核壳结构复合材料颗粒的制备方法

说明书

本发明提供了一种无机纳米颗粒‑明胶核壳结构复合材料纳米颗粒的制备方法，该方法包括：明胶溶解在无机纳米颗分散液中，得分散有无机纳米颗粒的明胶水溶液，滴加极性有机溶剂得到的无机纳米颗粒‑明胶核壳结构的复合材料微、纳米颗粒的悬浊液中加入交联剂进行交联反应，最终得到以无机纳米颗粒为核、以明胶为壳的无机纳米颗粒‑明胶核壳结构复合材料微、纳米颗粒。本发明首次提供了使用共沉淀法制备以无机纳米颗粒为核、以明胶为壳层的核壳结构复合材料纳米级颗粒的制备方法，方法简单便捷，有利于应用到工业化大量生产。

技术领域

本发明属于生物工程领域，涉及一种无机纳米颗粒-明胶核壳结构复合材料 颗粒的制备方法。

背景技术

纳米技术是一门多学科交叉的学科，它包括许多不同的科技领域，包括从 生物医学，制药，农业，环境，先进材料，化学科学，物理学，电子，信息技 术，等等。尤其是生物医学领域，对粒径在100纳米左右的纳米材料的合成、 性质研究和医学应用已成为近年来纳米技术的研究热点，例如这些纳米材料可 以作为医学成像剂、药物缓释载体、诊断工具等。纳米材料的生物医学研究的 兴起主要是因为纳米技术很好的将工程学与生物学和传统医学桥接在一起，实 现其在临床医学中的应用，其中包括临床诊断、病情监控、纳米技术治疗、生 物成像和遗传操纵等。尽管大量的新型纳米材料正源源不断的被开发出来，但 对于这些新型材料的生物应用，如药物递送、治疗应用、诊断助剂等方面，其 中一个非常关键的问题是对纳米材料的表面改性和处理。

尽管纳米材料具有许多用途和优点，纳米颗粒因为可以轻易穿过细胞膜而 进入生物体内，并与细胞内基础代谢过程造成干扰，因此通常有细胞毒性。纳 米颗粒容易通过循环系统进入全身，甚至进入神经网络(通过神经细胞)。巨噬 细胞吞噬、和通过肝脏和脾脏的解读过程都不能有效的降低纳米粒子在人体中 的浓度，并有可能最终引发难以治愈的疾病，如阿尔茨海默氏症和帕金森氏症 等。除了纳米颗粒的毒性问题，它们还倾向于在体内蓄积，这是因为人体没有 很好的基质从通过代谢清除它们。纳米材料的体内可能最终导致严重的疾病。

以一种材料的核、以另一种材料为壳层的核-壳结构的纳米颗粒的出现，为 纳米材料生物毒性的问题带来的可行的解决方案。在生物医学应用方面，核-壳 结构纳米粒子相比于单纯的纳米颗粒具有更多的优势，例如(i)较少细胞毒性， (ⅱ)更好的分散性、生物相容性和细胞兼容性，(ⅲ)与生物活性分子形成更 好的结合，(ⅳ)更好的热稳定性和化学稳定性等。具体的说，首先当所需要的 纳米颗粒是有毒的，并因此可能导致宿主组织和器官的病变的情况下，以生物 相容性材料为毒性纳米颗粒的涂层会使纳米颗粒的毒性和生物相容得以解决。 这样壳层材料不仅可充当无毒层，也提高了核材料的性能。其次，纳米粒子的 亲水性对于他们在生物系统中的应用有着非常重要的意义。因此亲水性壳层的 核壳结构纳米颗粒在生物体内具有更好的分散性、生物和细胞相容性，因此可 作为替代常规的药物的控释载体。第三，如何才纳米颗粒表面接枝生物活性位 点对于许多生物应用非常重要。在许多材料难以与特定类型的生物分子形成结 合，因此核壳结构的纳米颗粒有利于解决这个问题。第四，当核材料易受化学 或周围环境中的热或化学参数变化的影响时，惰性材料的壳层有助于增强核材 的稳定性。

设计用于生物医学应用的核/壳纳米颗粒的基础在于纳米颗粒的表面化学， 这是增强纳米颗粒和药物、受体、配体亲和力的主要途径。而纳米材料生物相 容性及细胞相容性的增加为纳米技术的医疗应用开辟了一个全新的途径，例如 增加纳米颗粒在体内的停留时间，增加的生物传质效率，减少给药量和给药频 率，增加药物的靶向性等。具体的例子有对于疏水性药物的仿生聚合物涂层可 以通过对离子浓度、温度、pH值等环境刺激促进药物在靶点可控释放。同时， 核/壳纳米粒子由于其相比于单纯纳米颗粒的具有更好的生物相容性，因此也被 广泛用于生物成像应用。其中生物成像主要依赖于核材，而壳材负责提供需要 的表面性能，如生物相容性、与生物活性分子的螯合。壳的厚度可调节，从而 提供足够的对比度和与目标生物分子结合的能力来实现药物递送、特异性结合、 生物传感等功能。