[发明专利]一种聚多巴胺-聚吡咯纳米复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于生物医学材料技术领域，具体为具有多种诊疗功能的聚多巴胺‑聚吡咯纳米复合材料及其制备方法和应用。本发明使用简单一锅法，于水相体系中利用高分子分散剂在纳米模板剂表面合成聚多巴胺‑聚吡咯复合纳米材料。聚多巴胺材料与聚吡咯材料均为常用的光热治疗试剂和光声成像的造影剂。与单一聚多巴胺和聚吡咯相比，在纳米粒子表面包覆的聚多巴胺‑聚吡咯复合材料具有高拉曼和高光声成像两种检测信号以及高光热转换效率，无需通过进一步的化学修饰即可同时实现载药、多模式成像和治疗三种功能，成为了一种新型的诊疗一体化纳米粒子。

技术领域

本发明属于生物医学材料技术领域，具体涉及一种纳米复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

世界卫生组织在2015年的癌症报告中指出，目前癌症已经成为全球发病和死亡的主要原因，肿瘤的早期发现有助于提高病人的生存率。肿瘤的早期发现离不开精确有效的成像，目前临床上以及一些新兴的成像手段，其在灵敏度、空间解析度、特异性以及穿透深度上都各自具有一定的局限性。因此，结合多种成像模式各自的优点，有利于获得全面的组织学信息，有效定位肿瘤，实现癌症的早期诊断。

近年来，随着纳米技术的发展，人们逐渐将目光投向纳米材料在肿瘤诊疗上的应用，在成像角度上来说，在单一纳米粒子上利用纳米粒子自身的功能，或者是通过物理化学作用负载造影剂，能够在同一载体上实现多种成像功能，有利于定位肿瘤、监控疗效。然而目前的具有多种造影功能的纳米材料，通常是通过后续修饰的方法来进行造影功能的组合的，多步修饰会严重影响到纳米材料的分散性和药代动力学上的特性；此外，多步反应不可避免的会用到有毒试剂，也会对提高纳米粒子的潜在毒性，不利于其进一步的应用。这些问题的解决方案之一，便是开发新型自身具有多种成像功能的纳米材料，目前对这一方面的材料研究，主要还集中在无机材料当中，已经有一系列文献表面，在后续的代谢中，无机纳米会长期滞留在体内，并且会给其他器官带来毒性。因此，开发自身具有多种功能成像的聚合物材料是多模式成像材料未来的新方向。

半导体聚合物是一种常用的导电材料，其经常被用于制备光电复合材料、场效应晶体管和生物传感器等。近年来，其优异的光热转换性能使其在开发新一代光声成像造影剂或光热治疗试剂的开发上受到广泛关注。并且由于其聚合物主链的共轭结构，使其具有较强的拉曼成像信号。其中光声成像是一种兼具光学成像的高选择性和超声成像的深穿透特性的优点的光学成像模式，可得到高分辨率和高对比度的组织图像，从原理上避开了光散射的影响，突破了高分辨率光学成像深度“软极限”。而拉曼成像作为纯光学成像手段，在能够实现荧光成像的高灵敏度、高分辨率的同时能够有效的规避荧光成像的漂白、背景噪音以及荧光探针与组织的作用所带来的问题。并且由于其快速成像、装置简易的特点，在手术中成像上具有良好的应用价值。然而拉曼成像的主要问题在于信号强度差，需要通过增强效应来提升信号强度。目前生物医药领域常用的拉曼增强手段主要分为两种，其一是利用贵金属纳米粒子的表面等离子体共振效应；其二是利用材料自身的光吸收能力与拉曼散射进行共振，以此实现拉曼信号的放大。前者引入了难降解的贵金属纳米粒子，使得纳米粒子在体内会具有长期毒性；后者主要存在的问题在于信号放大级数有限，难以实现体内应用。并且现有的理论表明，这两种成像模式的信号强度，都与体系中的自由电子运动有关。

在这个体系当中，我们选用了一种常用的半导体聚合物--聚吡咯，将其与聚多巴胺形成复合材料，并且通过特定的方法加强自由电子在半导体聚合物中的运动能力，大幅提高的光热疗效、光声信号以及拉曼信号的同时，显著改善了聚吡咯难修饰的问题，不仅提高了其生物相容性，并且进一步的拓展了其在生物医药领域的应用。此外，与之前所制备得到的无定形或者是微米级别的胶囊相比，我们将这种材料集成在纳米尺度，使其作为癌症诊疗材料能够更好地在肿瘤部位富集和渗透。本发明中的多功能复合纳米材料，其制备过程中可以使用多种纳米模板剂、稳定剂，具有一定的普适性，因此在构建新一代诊疗一体化纳米平台有重要作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有多种诊疗功能的聚多巴胺-聚吡咯纳米复合材料及其制备方法，并提供这种复合材料的应用。