CN104548148B - 双成像聚乳酸‑羟基乙酸共聚物微粒及其制备方法和应用 - Google Patents

双成像聚乳酸‑羟基乙酸共聚物微粒及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种双成像聚乳酸‑羟基乙酸共聚物微粒及其制备方法和应用。该制备方法包括将聚乳酸‑羟基乙酸共聚物溶于有机溶剂中，配成浓度为0.005‑0.1g/mL的A溶液；将5‑200μL的液态氟碳加入A溶液中，得B溶液；将亚甲基蓝溶于水中，得浓度为0.01‑3mmol/L的C溶液；将表面活性剂溶于水中，得到质量浓度为0.2％‑3％的D溶液；将C溶液加入B溶液中，得到E乳液；将E乳液滴入到D溶液中，得到F乳液；搅拌使F乳液中的有机溶剂完全挥发，进行透析提纯，得到双成像聚乳酸‑羟基乙酸共聚物微粒。本发明的双成像聚乳酸‑羟基乙酸共聚物微粒可以作为临床用的超声和光声双功能成像造影剂。

Description

双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒及其制备方法和应用，尤其涉及一种超声和光声双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒及其制备方法和应用，属于生物医学造影技术领域。
背景技术
光声成像是一种利用物质吸收光能后导致热膨胀而产生声波进行成像的技术。光声成像具有分辨率较高，穿透深度较大等优势。由于光声成像是利用声学探头进行信号收集，因此可以与传统的超声成像进行整合，从而提供更加全面的诊断信息。
体内的血红蛋白和黑色素等由于具有较强的光吸收，因而常常利用其进行血管造影和黑色素瘤造影。但这两种造影物质不能提供超声信息。目前发展的超声成像一般利用氟碳构建微泡或微液滴进行造影。
目前，将光吸收物质整合到微泡或微液滴中是一种有效的构建超声和光声双功能造影剂的方法。
亚甲基蓝作为一种传统的组织染料，具有非常好的生物相容性，已被美国食品药品监督管理局批准应用于临床。它在550-700纳米处有很强的光吸收，最大吸收波长为664nm。目前已有利用亚甲基蓝制备微泡进行超声和光声双功能成像的报道(Journal ofBiomedical Optics.19(1)，016005，January 2014)，报道中用磷脂对亚甲基蓝继续包裹，后通入气态氟碳制备微泡。但是，由于亚甲基蓝容易产生活性氧物质-氧化磷脂，从而破坏微泡。而且已有报道(Langmuir 2007,23,1307-1314)证实亚甲基蓝能增加脂质体表面张力，使脂质体稳定性变差，此外，文中采用磷脂包裹亚甲基蓝后再通入气态氟碳，由于气体被磷脂层阻隔，渗透性差，能进入磷脂层内的氟碳分子较少，此外，包裹气体的磷脂层稳定性也不如包裹液态物质的稳定性。
现有的还有利用金纳米材料作为光吸收物质的微液滴，由于金颗粒容易热熔解而导致吸收峰不稳定；利用吲哚菁绿作为光吸收物质的微液滴，由于吲哚菁绿对环境非常敏感，容易被破坏；利用脂质体包裹亚甲基蓝的微气泡，由于亚甲基蓝会对脂质体有破坏作用，造成脂质体不稳定；其它的微液滴中的光吸收物质生物相容性不理想。
综上所述，提供一种可以作为临床用的超声和光声双功能成像造影的方法仍是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种内部包裹亚甲基蓝和液态氟碳的聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒及其制备方法，本发明的聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒可以作为临床用超声和光声双功能成像造影剂。
为了达到上述目的，本发明提供了一种双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
将10-1000mg的聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶于2-10mL的有机溶剂中，配成浓度为0.005-0.1g/mL的A溶液；
将5-200μL的液态氟碳加入A溶液中，混合均匀后，得到B溶液，其中，液态氟碳和A溶液的体积比为5:10-200:2；
将亚甲基蓝溶于水中，配成浓度为0.01-3mmol/L的C溶液；
将表面活性剂溶于水中，配成质量浓度为0.2％-3％的D溶液；
将C溶液加入B溶液中，涡旋混匀，在50-200Hz超声5-30min，得到E乳液，其中，C溶液与B溶液的体积比为0.2-3:1；
将E乳液滴入到D溶液中，搅拌，得到F乳液，其中，E乳液与D溶液的体积比为0.2-1:1；
搅拌使F乳液中的有机溶剂完全挥发，进行透析提纯，得到所述双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒。
根据本发明的具体实施方式，将E乳液滴入到D溶液中时，只需要将E乳液成滴的加入到D溶液中而不是一次性加入即可。
本发明提供的双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒的制备方法中，优选地，聚乳酸-羟基乙酸共聚物中乳酸与羟基乙酸的摩尔比为50:50或75:25，且聚乳酸-羟基乙酸共聚物的分子量为4000-30000，且聚乳酸-羟基乙酸共聚物的末端为氨基、羧基和羟基中的一种或两种的组合。
本发明提供的双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒的制备方法中，优选地，采用的有机溶剂包括二氯甲烷或三氯甲烷。
本发明提供的双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒的制备方法中，优选地，采用的液态氟碳包括全氟己烷、全氟戊烷、全氟壬烷、全氟辛烷、全氟庚烷、全氟溴辛烷或全氟碘辛烷。
本发明提供的双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒的制备方法中，优选地，采用的表面活性剂包括胆酸钠或脱氧胆酸钠。
本发明提供的双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒的制备方法中，优选地，该双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒的外层聚乳酸-羟基乙酸共聚物对亚甲基蓝和液态氟碳的包封率均高于50％。
本发明还提供了一种双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒，其是由上述制备方法制备得到的。
本发明提供的双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒可以作为临床用的超声和光声双功能成像造影剂。
本发明采用聚乳酸-羟基乙酸共聚物为微粒的外壳层，包裹内层的亚甲基蓝和液态氟碳，形成双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒。由于微粒内的液态氟碳可在声压激发下气化形成微泡，可作为超声成像造影剂；亚甲基蓝可以吸收光能量转化为热，从而使液态氟碳能在光激发下气化形成微泡，可作为光声成像的造影剂。因此，本发明的微粒可作为超声和光声双功能成像造影剂，结合两种成像优势，为医学诊断提供更全面有效的信息。
在本发明提供的双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒的制备方法中采用聚乳酸-羟基乙酸共聚物作为包裹物。聚乳酸-羟基乙酸共聚物常用来构建微泡或者微液滴作为超声造影剂，它在体内的分解产物为乳酸和羟基乙酸，这两种都是人体正常代谢的中间产物，因此采用聚乳酸-羟基乙酸共聚物作为包裹物的生物相容性非常好。同时采用液态氟碳构建微粒，对外部包裹层的压力小，使产物更稳定。由于液态氟碳沸点较低，易挥发，因此进入体内成像时容易利用光吸收产生的热能进行气化，这一气化过程可以产生更强的光声信号。
本发明提供的制备方法所用的材料均为美国食品药品监督管理局批准可用于临床的试剂，生物相容性较好；亚甲基蓝的稳定性较好，可避免光吸收过程中吸收峰不稳定造成的光声信号不稳定的问题；采用液态氟碳取代传统的气态氟碳，利用液态氟碳气化过程，产生更强的光声信号，并使微粒可作为超声造影剂；采用的表面活性剂为胆酸钠或脱氧胆酸钠，为离子型表面活性剂，其使得微粒的亲水性增加，更有利于在生物体内应用。
本发明采用双乳液法制备得到聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒，可以作为临床用超声和光声双功能成像造影剂。
本发明提供的双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒及其制备方法，具有如下优点：
本发明的制备方法采用聚乳酸-羟基乙酸共聚物、亚甲基蓝和液态氟碳，三者的生物相容性好；
本发明的制备方法中采用亚甲基蓝作为光吸收物质，光吸收强度较高，稳定性较好；
本发明的制备方法中采用液态氟碳代替气态氟碳，利用液态氟碳气化过程可产生更强的光信号，同时可进行超声成像；
本发明的制备方法中采用离子型表面活性剂(胆酸钠或脱氧胆酸钠)，增加了双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒的亲水性；
本发明提供的制备方法可重复性高、操作简便、可进行批量生产。
附图说明
图1为实施例1的双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒的显微成像；
图2为实施例1的双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒的紫外可见吸收光谱图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
将100mg的聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶于5mL的有机溶剂中，配成浓度为0.02g/mL的A溶液；
将60μL的液态氟碳加入A溶液中，混合均匀后，得到B溶液；
将亚甲基蓝溶于水中，配成浓度为1mmol/L的C溶液；
将表面活性剂溶于水中，配成质量浓度为1.5％的D溶液；
将C溶液加入B溶液中，涡旋混匀，超声，得到E乳液，其中，C溶液与B溶液的体积比为1:2；
将E乳液滴入到D溶液中，磁力搅拌，得到F乳液，其中，E乳液与D溶液的体积比为1:4；
磁力搅拌使F乳液中的有机溶剂完全挥发，进行透析提纯，得到所述双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒。
本实施例得到的双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒在显微镜下放大400倍的图像如图1所示。本实施例的双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒的紫外可见吸收光谱图如图2所示，通过图2可以看出，本实施例的双成像微粒在可见光(390nm-780nm)范围内有很好的吸收，特别是在650nm左右有最强吸收。
上述实施例说明本发明提供的双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒有较高的可见光吸收强度和光声信号，而且本发明提供的双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒的制备方法可重复性高、操作简便、可进行批量生产。

Claims (6)

1.一种双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
将10-1000mg的聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶于2-10mL的有机溶剂中，配成浓度为0.005-0.1g/mL的A溶液；
将5-200μL的液态氟碳加入A溶液中，得到B溶液，其中，液态氟碳和A溶液的体积比为5:10-200:2；
将亚甲基蓝溶于水中，配成浓度为0.01-3mmol/L的C溶液；
将表面活性剂溶于水中，配成质量浓度为0.2％-3％的D溶液；所述表面活性剂包括胆酸钠或脱氧胆酸钠；
将C溶液加入B溶液中，涡旋混匀，在50-200Hz超声5-30min，得到E乳液，其中，C溶液与B溶液的体积比为0.2-3:1；
将E乳液滴入到D溶液中，搅拌，得到F乳液，其中，E乳液与D溶液的体积比为0.2-1:1；
搅拌使F乳液中的有机溶剂完全挥发，进行透析提纯，得到所述双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒；
所述聚乳酸-羟基乙酸共聚物中乳酸与羟基乙酸的摩尔比为50:50或75:25，且所述聚乳酸-羟基乙酸共聚物的分子量为4000-30000，且所述聚乳酸-羟基乙酸共聚物的末端为氨基、羧基和羟基中的一种或两种的组合。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述有机溶剂包括二氯甲烷或三氯甲烷。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述液态氟碳包括全氟己烷、全氟戊烷、全氟壬烷、全氟辛烷、全氟庚烷、全氟溴辛烷或全氟碘辛烷。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，该双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒的外层聚乳酸-羟基乙酸共聚物对亚甲基蓝和液态氟碳的包封率均高于50％。
5.一种双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒，其是由权利要求1-4任一项所述的制备方法制备得到的。
6.权利要求5所述的双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒的应用，该双成像聚乳酸-羟基乙酸共聚物微粒用于制备超声和光声双功能成像造影剂。
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