[发明专利]一种磁性氧化石墨烯-壳聚糖/葡聚糖复合物的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种磁性氧化石墨烯‑壳聚糖/葡聚糖复合材料的制备方法，属于材料合成和生物医药技术领域。具体方法为：以磁性氧化石墨烯为带有负电荷的基底材料，利用层层自组装技术，在水体系中逐层包裹带正电荷的壳聚糖和带负电的葡聚糖，从而构建壳聚糖/葡聚糖修饰的磁性氧化石墨烯基复合材料；本发明构建的壳聚糖/葡聚糖修饰的磁性氧化石墨烯基复合材料稳定性良好，具有超顺磁性、较高的药物负载率，并表现出一定的缓释和pH依赖药物释放行为，能够作为优良的抗癌药物载体，用其负载药物可以提高药物的稳定性与药效，在实体瘤的治疗方面具有极大潜力。

技术领域

本发明涉及一种磁性氧化石墨烯-壳聚糖/葡聚糖复合物的制备方法及应用，属于材料合成和生物医药技术领域。

背景技术

在世界范围内，癌症仍旧是一个极具挑战性的、毁灭性的健康问题。目前克服这一问题的策略主要包括合成新的抗癌药物和设计新的药物递送体两种。为了将抗肿瘤药物递送至肿瘤组织，已经有各种抗肿瘤药物载体在研究中，比如脂质体、聚合物胶束、聚合物、介孔二氧化硅以及基于磷酸钙的药物递送系统等。但由于当前用于生物医药领域的有机材料其本身的结构不稳定，这使载体材料在体内的精准分布和定位释放产生了一定的难度，同时有机材料载药后易发生提前渗漏现象，且药物负载量普遍偏低，易造成材料浪费。相对于传统的有机材料，无机材料因其稳定的结构，高药物负载率等特性，在药物传递方面受到了越来越多学者的关注。

石墨烯（Graphene）是一种以sp²杂化碳原子相互连接组成的类六元环苯单元在平面上无限拓展形成的二维晶体材料，因其独特的结构和优异的力学、电学和热学性能而成为了近年来材料科学领域关注的焦点，在生物传感、药物递送、生物成像、诊断治疗、电子器件、催化剂载体等领域展现出许多优良性能，具有广阔的应用前景。

氧化石墨烯（Graphene Oxide, GO）是石墨烯的含氧衍生物，与石墨烯不同，其片层结构上具有羟基、羧基、环氧基等亲水性基团，在水相中可较好地分散性与稳定的存在，此外还具有巨大的比表面积以及其易修饰易改性的特点，这使得氧化石墨烯在生物医学应用领域受到了较大关注。

氧化铁纳米粒（Iron oxide nanoparticles, IONPs）是磁性纳米颗粒的一种，近年来在癌症纳米治疗诊断方面引起了广泛的关注，被用于MRI、多模式成像（PET、光学成像）、基因和常规化疗药物的有效递送以及癌细胞的高温杀伤等方面。由于其具有优秀的比表面积，氧化铁纳米粒可以通过预合成和后合成进行涵盖化疗药物和靶向部分的多种修饰。氧化石墨烯表面的氧化铁纳米粒掺杂能够使赋予材料磁靶向、光照产热等性能，有望实现多手段肿瘤治疗。

但是未经修饰改性的氧化石墨烯及磁性氧化石墨烯材料对溶质，酸碱度，离子强度等溶液环境比较敏感，在生理环境下极易发生团聚，这使其应用受到了一定的限制。目前常用的修饰方法有亲水链（如聚乙二醇（PEG））共价修饰、高分子聚合物（如普朗尼克F127）非共价修饰等。然而，有机聚合物的引入虽然在一定程度上增加了氧化石墨烯的亲水性，降低网状内皮系统的摄取，却不能有效的阻止载药氧化石墨烯的不可逆聚沉，药物的大量吸附会中和氧化石墨烯表面的电荷，从而降低层与层之间的相互排斥力。

壳聚糖（Chitosan, CS）是甲壳素的脱乙酰化产物，主要来自于甲壳类动物外骨骼。它是由随机分布的单元组成的线性聚合物，可生物降解，具有能与几人体组织相容的优异生物相容性。

葡聚糖（Dextran, DEX）是一种非离子型细菌多糖，主要由D-吡喃葡萄糖残基通过α-1,6键线性连接组成。葡聚糖具有优异的生物相容性，且无毒、实惠、易修饰、可生物降解，在生物技术和生物医用材料方面已有较长时间的应用。

层层自组装（Layer by layer, LBL）技术是用于纳米材料表面修饰的一项技术，通过带有相反电荷的聚电解质在核心材料上的简单吸附，实现纳米精度下多层架构的设计。