一種單壁碳納米管溫敏膠及其制備方法與用圖
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種單壁碳納米管溫敏膠，以及該單壁碳納米管溫敏膠的制備方法以及用途。
【背景技術】
[0002]pNIPAM溫敏聚合物目前已被廣泛應用于生物醫學領域，并且不具有細胞毒性。它的應用依賴于臨界共溶溫度(CST)，即在高于33°C的情況下PNIPAM會經歷溶膠-凝膠轉變，因此在正常體溫條件下有助于水凝膠的形成(G.ER，L.JC, E.J，Pharm B1pharm 2004，58,409.)。已有文獻報道，作為一類藥物載體，pH敏感的pNIPAM微凝膠可以在體內運輸化療藥物并有效地殺死腫瘤細胞(Y.Guan，Y.Zhang，Soft Matter 2011，7，6375.)。目前已有很多文獻報道單獨運用pNIPAM膠或者CNT治療腫瘤，但目前仍無將pNIPAM及CNT互相整合共同作用治療胃癌的相關體內外研宄。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種單壁碳納米管溫敏膠，它是一種以單壁碳納米管為基礎的可注射溫敏水凝膠載藥運輸系統。
[0004]本發明所述的單壁碳納米管溫敏膠是明膠與氧化單壁碳納米管(SWNT)-三甲氧基硅烷(APTS)的結合物與PNIPAm-NH2*聚反應合成的單壁碳納米管溫敏膠(SWNT-GEL)。
[0005]根據本發明所述的單壁碳納米管溫敏膠的制備方法，包括以下步驟:
[0006](I)氧化單壁碳納米管(SWNT)的制備:將98%的H2SO4及65%的HNO 3及以3:1的體積比混合成溶液；其次，將50mgSWNT加入上述溶液中，混合物在0°C條件下超聲24小時；再次，利用超純水(18.2M Ω )將氧化的SWNT洗滌5次，再將上述混合物在13000rpm的條件下離心3次，每次10分鐘；最后便可在沉淀中收集氧化SWNT，通過凍干法得到黑色粉末，即為 S1WNT ；
[0007](2) SffNT-APTS的制備:10mg處理后的SWNT加入1g三甲氧基硅烷(3-Aminopropyl-trimethoxysilan，APTs)，10ml 95%的乙醇及 Iml 99.7%的乙酸。將上述混合物超聲10分鐘，接著以12000rpm的轉速離心3次，每次10分鐘，之后將混合物用去離子水潤洗3遍，最后通過凍干法從沉淀中得到的黑色粉末即是SWNT-APTS ;
[0008](3)明膠/SWNT-APTS的制備:將Ig明膠溶解于10ml三氟乙醇中24小時后，將60mgSWNT-APTS黑色粉末加入上述10ml I %的明膠溶液中，超聲震蕩30分鐘，并持續攪拌24小時，隨后以12，OOOrpm轉速離心3次，每次20分鐘，之后將混合物用去離子水潤洗3遍，收集沉淀，即為明膠/SWNT-APTS ；
[0009](4) PNIPAm-NH2復合物的合成:將 550mg NIPAM、25mg 半胱胺、100 μ IAPS 及 6mlMill1-Q超純水混合后在氮氣條件下加熱至70°C 3小時，隨后將上述溶液在Mill1-Q超純水中透析2天，通過凍干法收集PNIPAm-NH2聚合物；
[0010](5)明膠/SwNT-APTS-NH2的制備:將1mg明膠/SWNT-APTS復合物加入由1ml0.1M pH值7.4的PBS，120mgEDC及70mgNHS的混合溶液中沉淀析出，再將154mg pNIPAM-NH2加入上述溶液中產生交聯；最后將其置于PBS溶液中透析4天(截留分子量:1000D)，通過凍干法得到最終產物。
[0011]本發明還提供了根據本發明所述的單壁碳納米管溫敏膠的用途。
[0012]本發明所述的單壁碳納米管溫敏膠可用于制備可注射的藥物運載體系。
[0013]本發明所述的單壁碳納米管溫敏膠也可用于制備光熱傳導介質。
[0014]本發明進一步提供了一種用于癌癥治療的藥物。
[0015]本發明所述的藥物包括由本發明所述的單壁碳納米管溫敏膠制備的藥物載體，以及在所述藥物載體上的癌癥治療藥物。
[0016]根據本發明所述的藥物的進一步特征，所述的癌癥可以是胃癌，所述的癌癥治療藥物可以是阿霉素。
[0017]本發明所述的一種單壁碳納米管溫敏膠(SWNT-GEL)既可作為一種可注射的藥物運載體系，也可作為一類光熱傳導介質。單獨的SWNT-GEL并不對胃癌細胞株(BGC-823)產生毒性作用，但經過近紅外光(NIR)照射后可通過過高熱效應促進腫瘤細胞凋亡。本發明還提供了載有阿霉素的SWNT-GEL (DOX/SWNT-GEL)，它輔以NIR的照射，相比于游離的DOX對胃癌裸鼠移植瘤模型有更好的抑制腫瘤生長的效果，這是通過將過高熱療法及原位DOX控制釋放相結合而達到的效果，并且在體內注射SWNT-GEL時并沒有引起主要器官的毒性。因此，本發明所建立的載藥體系提高了化療藥物的效率，克服了全身給藥帶來的不良反應，在胃癌治療中展現出極大的潛能。
[0018]本發明所述的D0X/SWNT-GEL經實驗證實在體內外受到NIR激發后產生光熱轉換效應而產生過高熱；同時，可注射的水凝膠又能直接將DOX運送至腫瘤局部，以共同發揮原位抗腫瘤效應。本發明通過體外實驗和體內實驗分別證實了其促凋亡效應和腫瘤生長抑制效應，并且想比DOX具有更好的效果。本發明利用小動物PET/CT掃描進一步驗證了 DOX/SffNT-GEL的良好抑瘤效果，主要表現為減少的18F-FDG攝取及更低的腫瘤糖代謝。主要器官的病理切片證實SWNT-GEL并不引起體內毒性，具有良好的生物兼容性。總言之，本發明展現了以SWNT為基礎的溫敏水凝膠作為一種可注射的藥物運載系統及過高熱治療介質的良好運用前景，尤其是在胃癌治療中的作用。
【附圖說明】
[0019]圖1A至圖1D是明膠/SWNT-APTS-NH2的基本特征描述。
[0020]圖1A 是明膠、SWNT-APTS、明膠 /SWNT-APTS、NIPAM、pNIPAM-NHjP 明膠 /SWNT-APTS-NHd^傅立的葉變換紅外光譜分析(FT-1R)比對。
[0021]圖1B是明膠/SWNT-APTS-NH2成膠實驗。左圖攝于室溫下(25°C )，右圖攝于在37°C水浴箱加熱I分鐘后。
[0022]圖1C是明膠/SWNT-APTS-NH2水凝膠透射電鏡圖。
[0023]圖1D是D0X/SWNT-GEL在PBS中的釋放曲線，共記錄28天內的DOX累積釋放，曲線計算為3個獨立實驗中的均數土標準差。
[0024]圖2是D0X/SWNT-GEL的體外細胞攝取實驗的結果。利用D0X/SWNT-GEL孵育BGC-823細胞，并在不同時間段(0.5h、2h和24h)采用熒光顯微鏡觀察其細胞攝取情況。比例尺:100 μπι。
[0025]圖3Α至圖3C是體外細胞毒性試驗結果。圖3A是DOX作用于BGC-823細胞的MTT試驗。圖3B是SWNT-GEL作用于BGC-823細胞的MTT試驗。圖3C是D0X/SWNT-GEL對于BGC-823細胞的促凋亡作用的流式細胞試驗。數據表示為3個獨立實驗的均數土標準差。
[0026]圖4A至圖4B是經不同處理后的體內腫瘤生長曲線。圖4A顯示經NIR照射后的小鼠腫瘤生長率；圖48顯示未經NIR照射后的小鼠腫瘤生長率。數據表示為:均數土標準差(*p < 0.05，**p 彡 0.01，對比 DOX/SWNT-GEL/NIR 或者 D0X/SWNT-GEL 組)。
[0027]圖5A至圖5B是腫瘤組織的HE染色及冰凍切片熒光顯微鏡觀察結果。圖5A顯示4個組中腫瘤組織的HE染色，每一列代表一個組別，其中在第3、4列(SWNT-GEL及DOX/SffNT-GEL組)中的黑色短箭頭代表SWNT的聚集，放大倍數:上行200 X，中行400 X，下行1000X ;圖58顯示熒光顯微鏡檢測給藥后第28天腫瘤組織中的DOX殘留量。圖中，紅色: