[发明专利]一种钙磷复合多孔纳米碳纤维光热试剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种钙磷复合多孔纳米碳纤维光热试剂的制备方法，多孔纳米碳纤维采用静电纺丝技术制得，然后对其进行共价功能修饰，提高其分散性，再进行酰胺化处理，进一步提高多孔纳米碳纤维的生物相容性。最后通过表面层层自组装反应，在其表面包覆羟基磷灰石，制得所述产品。在本发明中，对照已有技术的有益效果是，此光热试剂对于肿瘤治疗的增强属于双功能协同效应，一方面钙磷复合多孔纳米碳纤维的光热转化效率高，可以在红外光作用下，杀死肿瘤细胞；另一方面碳纤维表面Ca²⁺的释放同样可以导致肿瘤细胞的凋亡，因此双功能协同效应的钙磷复合多孔纳米碳纤维光热试剂具有良好的肿瘤抑制效果。

技术领域

本发明涉及生物医学技术领域，具体为一种钙磷复合多孔纳米碳纤维光热试剂的制备方法。

背景技术

近年来，癌症的发病率和死亡率在世界范围内迅速增长，严重影响人类生命安全，阻碍社会发展。目前，常用的传统治疗手段如外科手术治疗，放射疗法以及化学疗法等，简单有效，但容易切除不完整，有辐射或是产生耐药性等副作用。新型治疗手段多采用微创，很大程度上减轻了患者身体负担，如生物治疗是利用自身免疫抗癌，相对于传统疗法具有较高的针对性和安全性，多适用于实体肿瘤；光动力学治疗是利用植入的光敏剂吸收可见光，产生活性氧造成细胞死亡。这种方法毒性低，疗效快但是最主要的弊端是光的毒副作用，全程需在黑暗中进行，避免健康部位接触可见光。

光热治疗作为第五大肿瘤治疗手段，是利用纳米光热试剂吸收 700nm-1100nm的近红外作为光源，将光能转化为热能，对患者病灶部加热，使肿瘤细胞或组织温度上升至有效治疗温度范围(40～46℃)，诱导细胞凋亡或对细胞产生直接致死效应，在不损伤健康组织细胞的前提下，达到杀灭肿瘤的效果。该方法微创高效，毒副作用小，具有很好的光学安全性和组织渗透性。纳米碳基材料作为光热试剂在肿瘤抑制领域已有广泛的应用，但目前纳米碳基材料多采用石墨烯、碳纳米管等，价格昂贵，制备繁琐。纳米碳纤维则克服了以上缺点，它制备简单，来源广泛，目前以纳米碳纤维为碳源的相关研究还比较少。

申请号为201710412890.0的发明专利公开了一种用于肿瘤治疗的多孔纳米碳纤维基载药光热试剂及其制备方法，将表面酸化的多孔纳米碳纤维依次分散在壳聚糖和海藻酸钠溶液中，通过聚合物的层层自组形成表面修饰后的纳米碳纤维，最后分散于抗癌药物水溶液中，得到最终载药光热试剂，是以化学-光热联合治疗来提高肿瘤抑制率的方法。该发明制得的碳纤维基光热试剂为三层结构，以壳聚糖和海藻酸钠提高其分散性和生物相容性，但两者均没有光热转化能力，多层包覆会造成纳米碳纤维的光热转化效率不佳，且该纳米碳纤维基光热材料需通过载药才能达到较好的抗肿瘤效果。

发明内容

本发明的目的是在不影响或提高纳米碳材料光热转化效率的前提下克服其分散性差，低生物相容性的问题，提供一种钙磷复合多孔纳米碳纤维光热试剂的制备方法。所述试剂由表面酸化再酰胺化的多孔纳米碳纤维为基材，包覆CaP，形成壳核结构，不仅提高了纳米碳材料的分散性、生物相容性和光热转化效率，且Ca²⁺的释放具有PH和温度双响应效应，在近红外的照射下，发挥光热治疗与Ca²⁺的协同作用，提高肿瘤抑制效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钙磷复合多孔纳米碳纤维光热试剂的制备方法，包括以下步骤：

A、采用静电纺技术制备多孔纳米碳纤维:

首先，按照质量分数分别为7％-50％的聚丙烯腈，5％-10％的聚甲基丙烯酸甲酯，40％-88％的二甲基甲酰胺为基材配置纺丝溶液，60-80℃下搅拌溶融至溶液混合均匀后，进行纺丝,根据溶液的粘稠度设置不同的工艺参数，如纺丝速度0.010mL/min-0.020mL/min，纺丝喷头到接受面的距离10-20cm；

然后，将纺出的薄膜先在230-260℃环境中进行预氧化，再在700-900℃中碳化，整个过程在氮气环境中进行,将碳化后形成的多孔纳米碳纤维研磨成粉末状备用；