CN107496919A - 一种可降解聚合物包裹的磁热剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可降解聚合物包裹的磁热剂及其制备方法。将油溶性磁性纳米颗粒加入到含有可降解聚合物的有机溶剂中，超声分散5～10分钟，得到均匀混合液；将所得混合液与含乳化剂的水溶液混合均匀，并充分分散；然后使所述有机溶剂充分挥发后，利用磁铁吸附分离后得到所述可降解聚合物包裹的磁热剂。本发明可降解聚合物包裹的磁热剂的制备方法操作简单、效率高。

Description

一种可降解聚合物包裹的磁热剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及纳米材料制备技术领域，尤其是一种聚合物包裹的磁热剂及其制备方法。
背景技术
肿瘤热疗是通过人为方法提高人体组织温度来治疗肿瘤的一种治疗手段。当组织温度升高时，肿瘤组织对热反应敏感，易被选择性杀伤。磁致热疗是一种以磁性剂为热介质的局部热疗技术，主要是利用磁热剂在交变磁场作用下的磁热效应，将肿瘤靶区迅速升温至有效肿瘤治疗温度，抑制肿瘤生长甚至使其消失，而无磁性粒子存在的正常组织则不会受到损伤。
然而，单一的肿瘤热疗的效果仍然有限，目前临床研究往往将热疗与化疗相结合来提高肿瘤治疗效果。热疗的高温不仅可以对肿瘤细胞产生直接的细胞毒作用(增强效应)，也可以增强药物对肿瘤细胞的毒性(协同作用)。同时，在高温条件下，环磷酰胺、顺铂、阿霉素、丝裂霉素C、吉他西宾等药物在化疗中的抗肿瘤效果会极大提高。
现有技术CN1410137A和CN17124881A分别揭露了两种磁热剂及其制备方法，所制备的磁热剂仅为磁性纳米颗粒，具有磁感应加热性能，但其升温的效率和稳定性尚不清楚，且这类磁性纳米颗粒功能单一，不具备负载肿瘤化疗药物的能力。
因而，设计并制备具备优异的磁感应升温的新型磁热剂在肿瘤治疗方面具有很高的现实意义和应用价值。同时，已知的磁热剂均不能作为化疗药物的载体，功能单一。设计并制备具备优异的磁感应升温同时还能作为化疗药物的载体的新型磁热剂一方面可以提高肿瘤热疗的效果，另一方面可以大幅提高热疗与化疗的协同作用，在肿瘤治疗中具有很高的现实意义和应用价值。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明针对肿瘤磁致热疗与化疗结合疗法的应用需求，提供了一种可降解聚合物包裹的磁热剂以及其制备方法。所得可降解聚合物包裹的磁热剂，具有优异的磁致加热效果，且本发明制备方法操作简单、条件温和，易获得。
本发明的目的在于提供一种可降解聚合物包裹的磁热剂及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种可降解聚合物包裹的磁热剂的制备方法，包括以下步骤：
将油溶性磁性纳米颗粒加入到含有可降解聚合物的有机溶剂中，超声分散，得均匀混合液；将所得混合液与含乳化剂的水溶液混合均匀，并充分分散；去除溶剂，磁铁吸附分离得可降解聚合物包裹的磁热剂；
所述可降解聚合物选自聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、壳聚糖中的至少一种。
进一步的，所述油溶性磁性纳米颗粒有机溶剂中的浓度为0.2～2mg/mL。
进一步的，所述油溶性磁性纳米颗粒为油酸修饰的磁性纳米颗粒，所述磁性纳米颗粒为铁基磁性纳米颗粒或掺杂有Gd、Mn、Zn、Co或/和Ni的铁基磁性纳米颗粒；所述铁基磁性纳米颗粒为Fe、FePt或Fe3O4。
进一步的，所述可降解聚合物在有机溶剂中的浓度为5～50mg/mL。
进一步的，所述有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、环己烷中的至少一种。
进一步的，所述混合液与含乳化剂的水溶液的体积比为1:5～1:20。
进一步的，所述含乳化剂的水溶液中乳化剂的质量体积浓度为0.1％～1％。
一种可降解聚合物包裹的磁热剂，采用上述一所述制备方法制得。
进一步的，上述可降解聚合物包裹的磁热剂，其粒径为0.5～2μm；磁热剂中磁性纳米颗粒的含量为10wt％～50wt％。
上述任一所述可降解聚合物包裹的磁热剂在制备热化疗治疗剂中的应用。
本发明的有益效果是：
本发明采用溶液分散法将含有油溶性磁性纳米颗粒和可降解聚合物的有机溶液在水中充分分散，制备出球形的可降解聚合物包裹的磁热剂。制备过程操作简单、条件温和。本发明方法制备的粒径为0.5～2μm、磁性纳米颗粒的含量为10wt％～50wt％的可降解聚合物包裹的磁热剂，不仅有着优异的磁致加热效果，同时壳层的可降解聚合物也具备作为化疗药物载体的潜力，可以在肿瘤磁致热疗或其与化疗结合的疗法中得到应用。
附图说明
图1为实施例1制备的聚乳酸-羟基乙酸共聚物包裹的磁热剂的透射电子显微镜图；
图2为实施例1制备的聚乳酸-羟基乙酸共聚物包裹的磁热剂的热失重曲线；
图3为实施例2制备的聚乳酸-羟基乙酸共聚物包裹的磁热剂的磁感应升温曲线；
图4为实施例2制备的聚乳酸包裹的磁热剂的透射电子显微镜图；
图5为实施例2制备的聚乳酸包裹的磁热剂的热失重曲线；
图6为实施例2制备的聚乳酸包裹的磁热剂的磁感应升温曲线。
具体实施方式
一种可降解聚合物包裹的磁热剂的制备方法，包括以下步骤：将油溶性磁性纳米颗粒加入到含有可降解聚合物的有机溶剂中，超声分散5～10min，得均匀混合液；将所得混合液与含乳化剂的水溶液混合均匀，并充分分散；然后使有机溶剂充分挥发后，利用磁铁吸附分离后得可降解聚合物包裹的磁热剂；
所述可降解聚合物选自聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、壳聚糖中的至少一种。
优选的，所述油溶性磁性纳米颗粒有机溶剂中的浓度为0.2～2mg/mL。
优选的，所述油溶性磁性纳米颗粒的粒径为5～50nm。
优选的，所述油溶性磁性纳米颗粒为油酸修饰的磁性纳米颗粒，所述磁性纳米颗粒为铁基磁性纳米颗粒或掺杂有Gd、Mn、Zn、Co或/和Ni的铁基磁性纳米颗粒；所述铁基磁性纳米颗粒为Fe、FePt、Fe3O4。
优选的，所述可降解聚合物的粘均分子量为1～10万。
优选的，所述可降解聚合物在有机溶剂中的浓度为5～50mg/mL。
优选的，所述有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、环己烷中的至少一种。
优选的，所述混合液与含乳化剂的水溶液的体积比为1:5～1:20。
优选的，所述含乳化剂的水溶液中乳化剂的质量体积浓度为0.1％～1％。
优选的，所述述乳化剂长选自聚乙烯醇、明胶、聚吡咯烷酮和羟丙基甲基纤维素中的至少一种。
优选的，所述充分分散的方法为3000～10000rpm搅拌20～120min。
更优选的，所述充分分散的方法为5000～8000rpm搅拌30～80min。
优选的，所述超声分散时间为5～10min。
优选的，去除溶剂的方式为充分挥发去除溶剂。
一种可降解聚合物包裹的磁热剂，采用上述任一所述制备方法制得。
优选的，上述磁热剂的粒径为0.5～2μm；磁热剂中磁性纳米颗粒的质量分数为10％～50％。
上述任一所述可降解聚合物包裹的磁热剂在制备热化疗治疗剂中的应用。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1一种可降解聚合物包裹的磁热剂的制备方法
一种聚乳酸-羟基乙酸共聚物包裹的磁热剂的制备方法如下：
将2.5mg粒径为20nm的油酸修饰的磁性Fe3O4纳米颗粒，加入到5mL溶有50mg粘均分子量为10万的聚乳酸-羟基乙酸共聚物的二氯甲烷溶液中，超声分散5～10分钟，得到均匀混合液。
上述油酸修饰的磁性Fe3O4纳米颗粒的制备方法为：将1.8g FeCl3·6H2O与0.626gFeCl2·4H2O溶解于20mL超纯水中，在氮气保护下，持续搅拌，升温至80℃后加入5mL浓氨水，持续反应1小时。然后，在反应溶液中滴加1.8g油酸，继续在80℃条件反应1小时。停止反应后将反应体系降温至室温，利用磁铁吸附分离，并用乙醇和环己烷清洗三次。
将上述5mL均匀混合液，与50mL含有质量体积浓度1％聚乙烯醇作为乳化剂的水溶液中，混合均匀，以5000rpm的转速高速搅拌30分钟充分分散；然后持续慢速搅拌使得有机溶剂二氯甲烷充分挥发。最后用磁体吸附分离后得到聚乳酸-羟基乙酸共聚物包裹的磁热剂。
图1为本发明实施例1中制得的聚乳酸-羟基乙酸共聚物包裹的磁热剂的透射电镜图(TEM)，从图1可以看出，所述磁热剂为球形，粒径为600nm左右；图2为聚乳酸-羟基乙酸共聚物包裹的磁热剂的热失重曲线，从最后失重剩余量可知，制得的磁热剂中磁性Fe3O4纳米颗粒的质量分数为20％；在频率为388KHz、功率为3.7KW的高频磁感应加热设备作用下得到的升温曲线(图3)中可以看出，本发明制备的磁热剂在高频磁场下具有很好的自发热能力，500s后温度可升高17℃以上，说明本发明磁热剂具有优异的磁感应加热能力，可应用于肿瘤磁热治疗等领域。
实施例2一种可降解聚合物包裹的磁热剂的制备方法
一种聚乳酸包裹的磁热剂的制备方法如下：
将1mg粒径为20nm的油酸修饰的磁性Fe3O4纳米颗粒，加入到5mL溶有30mg粘均分子量为5万的聚乳酸的二氯甲烷溶液中，超声分散5～10分钟，得到均匀混合液。
将上述5mL均匀混合液，与100mL含有质量体积浓度0.5％聚乙烯醇作为乳化剂的水溶液中，混合均匀，以3000rpm的转速高速搅拌40分钟充分分散；然后持续慢速搅拌使得有机溶剂二氯甲烷充分挥发。最后用磁体吸附分离后得到聚乳酸包裹的磁热剂。
图4为本发明实施例2中制得的聚乳酸包裹的磁热剂的透射电镜图(TEM)，从图4可以看出，所述磁热剂为球形，粒径为1μm左右；图5为聚乳酸包裹的磁热剂的热失重曲线，从最后失重剩余量可知，制得的磁热剂中磁性Fe3O4纳米颗粒的质量分数为10％；在频率为388KHz、功率为3.7KW的高频磁感应加热设备作用下得到的升温曲线(图6)中可以看出，本发明制备的磁热剂在高频磁场下具有很好的自发热能力，500s后温度可升高9℃以上，说明本发明磁热剂具有优异的磁感应加热能力，可应用于肿瘤磁热治疗等领域。
实施例3一种可降解聚合物包裹的磁热剂的制备方法
将7.5mg粒径为20nm的油酸修饰的磁性FePt纳米颗粒，加入到5mL溶有50mg粘均分子量为5万的聚乳酸的环己烷溶液中，超声分散10分钟，得到均匀混合液。
上述油酸修饰的磁性FePt纳米颗粒的制备方法为：将0.2142g PVP和0.1363g Fe(acac)3溶于100mL无水乙醇中，磁力搅拌30min后加入20mL H2PtCl6·6H2O的乙醇溶液，氩气气氛下搅拌30min后，再缓慢加入200mL的NaBH4乙醇溶液，滴加完毕后于40℃水浴氩气气氛下搅拌1h。将制得的黑色FePt胶体用无水乙醇清洗3次后，在反应溶液中滴加油酸，继续在80℃条件反应1小时。停止反应后将反应体系降温至室温，利用磁铁吸附分离。
将上述5mL均匀混合液，与100mL含有质量体积浓度1％明胶作为乳化剂的水溶液中，混合均匀，以10000rpm的转速高速搅拌70分钟充分分散；然后持续慢速搅拌使得有机溶剂二氯甲烷充分挥发。最后用磁体吸附分离后得到聚乳酸包裹的磁热剂。
实施例4一种可降解聚合物包裹的磁热剂的制备方法
将8mg粒径为50nm的油酸修饰的掺有Co的铁基磁性纳米颗粒CoFe2O4，加入到5mL溶有250mg粘均分子量为10万的聚己内酯的二氯甲烷溶液中，超声分散5～10分钟，得到均匀混合液。
上述油酸修饰的掺有Co的铁基磁性纳米颗粒CoFe2O4的制备方法为：将CoCl2和FeCl3按摩尔比1:2的比例溶解在乙二醇、蒸馏水、无水乙醇(体积比为2:1:1)的混合溶剂中，配置成Co2+浓度为0.05M的溶液，随后加入NaAc及适量的聚乙二醇，搅拌均匀，倒入水热反应釜内，然后放入干燥箱中在200℃下保温反应24h，即制得CoFe2O4纳米颗粒。最后在CoFe2O4乙醇溶液中，滴加油酸，继续在80℃条件反应1小时得到油酸修饰的CoFe2O4。
将上述5mL均匀混合液，与80mL含有质量体积浓度0.8％羟丙基甲基纤维素作为乳化剂的水溶液中，混合均匀，以8000rpm的转速高速搅拌120分钟充分分散；然后持续慢速搅拌使得有机溶剂二氯甲烷充分挥发。最后用磁体吸附分离后得到聚乳酸包裹的磁热剂。
实施例5一种可降解聚合物包裹的磁热剂的制备方法
将1mg粒径为20nm的油酸修饰的掺有Ni的铁基磁性纳米颗粒NiFe2O4，加入到5mL溶有40mg粘均分子量为10万的壳聚糖的二氯甲烷溶液中，超声分散5～10分钟，得到均匀混合液。
上述油酸修饰的掺有Ni的铁基磁性纳米颗粒NiFe2O4的制备方法为：将NiCl2和FeCl3按摩尔比1:2的比例溶解在乙二醇、蒸馏水、无水乙醇(体积比为2:1:1)的混合溶剂中，配置成Ni2+浓度为0.05M的溶液，随后加入NaAc及适量的聚乙二醇，搅拌均匀，倒入水热反应釜内，然后放入干燥箱中在200℃下保温反应24h，即制得NiFe2O4纳米颗粒。最后在NiFe2O4乙醇溶液中，滴加油酸，继续在80℃条件反应1小时得到油酸修饰的NiFe2O4。
将上述5mL均匀混合液，与25mL含有质量体积浓度0.1％聚吡咯烷酮作为乳化剂的水溶液中，混合均匀，以3000rpm的转速高速搅拌40分钟充分分散；然后持续慢速搅拌使得有机溶剂二氯甲烷充分挥发。最后用磁体吸附分离后得到聚乳酸包裹的磁热剂。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可降解聚合物包裹的磁热剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将油溶性磁性纳米颗粒加入到含有可降解聚合物的与水不互溶的有机溶剂中，超声分散，得均匀混合液；将所得混合液与含乳化剂的水溶液混合均匀，并充分分散；去除溶剂，磁铁吸附分离得可降解聚合物包裹的磁热剂；
所述可降解聚合物选自聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、壳聚糖中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述油溶性磁性纳米颗粒有机溶剂中的浓度为0.2～2mg/mL。
3.根据权利要求1～2任一所述的方法，其特征在于：所述油溶性磁性纳米颗粒为油酸修饰的磁性纳米颗粒，所述磁性纳米颗粒为铁基磁性纳米颗粒或掺杂有Gd、Mn、Zn、Co或/和Ni的铁基磁性纳米颗粒；所述铁基磁性纳米颗粒为Fe、FePt或Fe3O4。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述可降解聚合物在有机溶剂中的浓度为5～50mg/mL。
5.根据权利要求1、2或4所述的方法，其特征在于：所述有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、环己烷中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述混合液与含乳化剂的水溶液的体积比为1:5～1:20。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述含乳化剂的水溶液中乳化剂的质量体积浓度为0.1％～1％。
8.一种可降解聚合物包裹的磁热剂，其特征在于，采用权利要求1～7任一所述制备方法制得。
9.根据权利要求8所述的一种可降解聚合物包裹的磁热剂，其特征在于，其粒径为0.5～2μm；磁热剂中磁性纳米颗粒的含量为10wt％～50wt％。
10.权利要求8～9任一所述可降解聚合物包裹的磁热剂在制备热化疗治疗剂中的应用。
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