CN111467499A - 一种石墨烯负载联合治疗癌症方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯负载联合治疗癌症方法，包括以下步骤：S1、将石墨烯嵌入纳米颗粒表面形成复合结构。S2、将步骤S1中制备的石墨烯复合结构中负载抗癌药物。S3、洗涤、干燥。S4、理化性能检测。S5、制备静脉注射制剂。S6、由石墨烯基材料设计成的受不同因素(如光、热、电、磁、酸度等)影响的智能化肿瘤治疗平台进行辅助治疗。本发明可以利用嫁接的方法将石墨烯基材料设计成受不同因素(如光、热、电、磁、酸度等)影响的智能化肿瘤治疗平台，石墨烯基材料具有良好的负载运输能力，增强瘤内的血液循环，改善肿瘤中的含氧状况，具有较强的治疗效果。

Description

一种石墨烯负载联合治疗癌症方法
技术领域
本发明涉及癌症治疗技术领域，尤其涉及石墨烯联合癌症治疗方法。
背景技术
随着现代医学的最新发展，癌症的早期诊断成为可能，已经开发了多种癌症治疗方法，如手术疗法、放射疗法和抗癌药物疗法，因此，克服癌症的可能性已经出现。但是，目前已经开发的癌症治疗方法仅仅简单地用于延长癌症患者的寿命，而不是根治癌症。因此，迫切需要开发有效且具有低副作用的癌症疗法。
在过去的几年里，石墨烯基材料在生物医学领域的应用得到了广泛研究。从最初的作为药物输送的系统开始，如今已经扩展到多种癌症治疗方式的平台的设计之中，包括光热治疗(PTT)、光动力学治疗(PDT)、磁热治疗和声波动力学治疗。
癌症疗法的典型实例包括手术疗法、抗癌药物疗法和放射疗法。手术疗法对早期癌症治疗是最好的，但是在癌症扩散至其它组织的情况下难以期望良好的治疗效果。
放射疗法和抗癌药物疗法治疗癌症效果一直不理想，并对正常组织有影响，已知引起多种副作用，如胃肠道病症、免疫功能紊乱、食欲不振、全身无力、脱发等等。为了缓解此类常规癌症疗法的局限性，目前开发了各种类型的癌症治疗方法。特别有用的是热抗癌疗法。
癌细胞的固有特征在于，其热适应性远低于正常细胞。热抗癌疗法是基于癌细胞低劣的热适应性，通过将肿瘤组织温度及其环境温度提高至42℃或更高来治疗癌症的方法。当在热抗癌治疗过程中提高肿瘤组织温度时，邻近的正常细胞耐受热冲击，并因此可以生存，但是具有低热适应性的癌细胞不能适应高温，由此被杀死。为了在热抗癌治疗过程中提高肿瘤组织的温度，已经开发了各种方法，包括使用超声波、通过接触的热传递、和使用电磁波，但治疗效果任不理想。
这一领域今后的发展应该着重考虑：对这些石墨烯基材料的生物安全性进行系统性评估，优化性的调控其生物兼容性；如何绿色简便的生产功能化材料来满足临床应用的需要；如何利用石墨烯基材料设计开发肿瘤诊疗一体化平台进行精确化治疗，及解决联合治疗中不同疗法间的时间和空间的差异性等问题。为此我们提出了一种石墨烯负载联合治疗癌症方法。
发明内容
本发明提出了一种石墨烯负载联合治疗癌症方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提出了一种石墨烯负载联合治疗癌症方法：包括以下步骤：
S1、将石墨烯疏水表面和脂溶性分子间的疏水-疏水相互作用相连接以及亲水性分子通过静电作用相或者氢键连接在边缘；然后将石墨烯包覆在纳米颗粒表面形成核壳结构和利用π–π键或者氢键将石墨烯嵌入聚合物形成复合结构。
S2、将步骤S1中制备的石墨烯复合结构中负载抗癌药物及细胞凋亡肽，并在石墨烯复合结构的最外层包覆牛血清蛋白，混合搅拌5min后，滴加2-甲基咪唑粉末，再进行搅拌15min，离心收集，并在摇床中避光孵育24h得到载药复合体。
S3、用H2O和甲醇的混合物将步骤S2中制备的载药复合体洗涤三次，并在真空状态下快速低温干燥。
S4、将步骤S3中制备的载药复合体通过紫外光照射、荧光吸收辐射光谱、紫外吸收光谱、接触角检测、Zeta电位检测、FT-IR、XPS、XRD等表征碳量子点及载药复合体的理化性能。
S5、将通过步骤S4检验的理化性能合格的载药复合体在超声条件下均匀分散于水中制得静脉注射制剂，单独或联合阿霉素用于治疗或缓解某一组织或器官的癌症，癌症包括但不限于白血病、实体瘤。
S6、在步骤S5的治疗过程中，由石墨烯基材料设计成的受不同因素(如光、热、电、磁、酸度等)影响的智能化肿瘤治疗平台进行辅助治疗，其运行原理为将有机分子、纳米颗粒或者聚合物共价地接入石墨烯骨架之中，利用石墨烯所具备的含氧官能团反应连接会受到多种刺激因素的影响来辅助治疗。
优选的，所述纳米微粒是由一种或多种选自由二氧化硅、可生物降解的聚合物、溶胶凝胶、金属和金属氧化物组成的组中的成分组成，所述纳米微粒有效平均粒径是小于大于450nm。
优选的，在步骤S2中，所述抗癌药物包括：①传统的抗癌药物如5-FU、CTX、MTX、Ara-CA、6-MP、抗癌抗生素类、顺/卡铂、砷剂类、紫杉醇；②免疫激活、调节类细胞因子类如IL-2、4、6、GM、G-CSF、γ-IFN、TNF、FCF-B、VECF、4-IBB/4-IBBL、B7-1B7-2、蟾毒蛋白、特异性半抗体；③催化剂类如主金属有机化合物苄基/丁基锂，过渡金属铜氨剂、铂、钯剂、硒、锗化合物，这些结合物具有催化和杀肿瘤双重功能；④吸附生物酶类如氧化还原酶类、转氨酶类、水解酶类、异构酶类。
优选的，在步骤S2中其离心收集的转速为12,000～13,000转/分钟，离心时间为10～20分钟。
优选的，在步骤S1中，石墨烯与纳米颗粒的重量比为1:1-1:12，优选为1:1-1:5。
与现有技术相比，本发明所提供的一种石墨烯负载联合治疗癌症方法，有益效果为：可以利用嫁接的方法将石墨烯基材料设计成受不同因素(如光、热、电、磁、酸度等)影响的智能化肿瘤治疗平台，石墨烯基材料具有良好的负载运输能力，用于疏水性光敏剂和化疗药物的载体去实现高效靶向PDT，此外，石墨烯基材料通过负载和连接不同的功能性分子或者纳米材料，使得其在化学-基因联合治疗，化学-磁热联合治疗和多种药物共传递，大大丰富了以化学治疗为基础的联合治疗，石墨烯基材料除了在药物输送方面的应用之外，还具有良好的近红外吸收能力和光热转换效率，用于肿瘤PTT，PTT不仅能杀死对化疗或放疗不够敏感的癌细胞，而且还能增强瘤内的血液循环，改善肿瘤中的含氧状况，具有较强的治疗效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明做进一步说明。
本发明提出了一种石墨烯负载联合治疗癌症方法，包括以下步骤：
S1、将石墨烯疏水表面和脂溶性分子间的疏水-疏水相互作用相连接以及亲水性分子通过静电作用相或者氢键连接在边缘；然后将石墨烯包覆在纳米颗粒表面形成核壳结构和利用π–π键或者氢键将石墨烯嵌入聚合物形成复合结构，所述纳米微粒是由一种或多种选自由二氧化硅、可生物降解的聚合物、溶胶凝胶、金属和金属氧化物组成的组中的成分组成，所述纳米微粒有效平均粒径是小于大于450nm，石墨烯与纳米颗粒的重量比为1:1-1:12，优选为1:1-1:5。
S2、将步骤S1中制备的石墨烯复合结构中负载抗癌药物及细胞凋亡肽，所述抗癌药物包括：①传统的抗癌药物如5-FU、CTX、MTX、Ara-CA、6-MP、抗癌抗生素类、顺/卡铂、砷剂类、紫杉醇；②免疫激活、调节类细胞因子类如IL-2、4、6、GM、G-CSF、γ-IFN、TNF、FCF-B、VECF、4-IBB/4-IBBL、B7-1B7-2、蟾毒蛋白、特异性半抗体；③催化剂类如主金属有机化合物苄基/丁基锂，过渡金属铜氨剂、铂、钯剂、硒、锗化合物，这些结合物具有催化和杀肿瘤双重功能；④吸附生物酶类如氧化还原酶类、转氨酶类、水解酶类、异构酶类，并在石墨烯复合结构的最外层包覆牛血清蛋白，混合搅拌5min后，滴加2-甲基咪唑粉末，再进行搅拌15min，离心收集，其离心收集的转速为12,000～13,000转/分钟，离心时间为10～20分钟。
并在摇床中避光孵育24h得到载药复合体。
S3、用H2O和甲醇的混合物将步骤S2中制备的载药复合体洗涤三次，并在真空状态下快速低温干燥。
S4、将步骤S3中制备的载药复合体通过紫外光照射、荧光吸收辐射光谱、紫外吸收光谱、接触角检测、Zeta电位检测、FT-IR、XPS、XRD等表征碳量子点及载药复合体的理化性能。
S5、将通过步骤S4检验的理化性能合格的载药复合体在超声条件下均匀分散于水中制得静脉注射制剂，单独或联合阿霉素用于治疗或缓解某一组织或器官的癌症，癌症包括但不限于白血病、实体瘤。
S6、在步骤S5的治疗过程中，由石墨烯基材料设计成的受不同因素(如光、热、电、磁、酸度等)影响的智能化肿瘤治疗平台进行辅助治疗，其运行原理为将有机分子、纳米颗粒或者聚合物共价地接入石墨烯骨架之中，利用石墨烯所具备的含氧官能团反应连接会受到多种刺激因素的影响来辅助治疗。
综上所述，本发明所提供的一种石墨烯负载联合治疗癌症方法，可以利用嫁接的方法将石墨烯基材料设计成受不同因素(如光、热、电、磁、酸度等)影响的智能化肿瘤治疗平台，石墨烯基材料具有良好的负载运输能力，用于疏水性光敏剂和化疗药物的载体去实现高效靶向PDT，此外，石墨烯基材料通过负载和连接不同的功能性分子或者纳米材料，使得其在化学-基因联合治疗，化学-磁热联合治疗和多种药物共传递，大大丰富了以化学治疗为基础的联合治疗，石墨烯基材料除了在药物输送方面的应用之外，还具有良好的近红外吸收能力和光热转换效率，用于肿瘤PTT，PTT不仅能杀死对化疗或放疗不够敏感的癌细胞，而且还能增强瘤内的血液循环，改善肿瘤中的含氧状况，具有较强的治疗效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种石墨烯负载联合治疗癌症方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将石墨烯疏水表面和脂溶性分子间的疏水-疏水相互作用相连接以及亲水性分子通过静电作用相或者氢键连接在边缘；然后将石墨烯包覆在纳米颗粒表面形成核壳结构和利用π–π键或者氢键将石墨烯嵌入聚合物形成复合结构。
S2、将步骤S1中制备的石墨烯复合结构中负载抗癌药物及细胞凋亡肽，并在石墨烯复合结构的最外层包覆牛血清蛋白，混合搅拌5min后，滴加2-甲基咪唑粉末，再进行搅拌15min，离心收集，并在摇床中避光孵育24h得到载药复合体。
S3、用H2O和甲醇的混合物将步骤S2中制备的载药复合体洗涤三次，并在真空状态下快速低温干燥。
S4、将步骤S3中制备的载药复合体通过紫外光照射、荧光吸收辐射光谱、紫外吸收光谱、接触角检测、Zeta电位检测、FT-IR、XPS、XRD等表征碳量子点及载药复合体的理化性能。
S5、将通过步骤S4检验的理化性能合格的载药复合体在超声条件下均匀分散于水中制得静脉注射制剂，单独或联合阿霉素用于治疗或缓解某一组织或器官的癌症，癌症包括但不限于白血病、实体瘤。
S6、在步骤S5的治疗过程中，由石墨烯基材料设计成的受不同因素(如光、热、电、磁、酸度等)影响的智能化肿瘤治疗平台进行辅助治疗，其运行原理为将有机分子、纳米颗粒或者聚合物共价地接入石墨烯骨架之中，利用石墨烯所具备的含氧官能团反应连接会受到多种刺激因素的影响来辅助治疗。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯负载联合治疗癌症方法，其特征在于，所述纳米微粒是由一种或多种选自由二氧化硅、可生物降解的聚合物、溶胶凝胶、金属和金属氧化物组成的组中的成分组成，所述纳米微粒有效平均粒径是小于大于450nm。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯负载联合治疗癌症方法，其特征在于，在步骤S2中，所述抗癌药物包括：①传统的抗癌药物如5-FU、CTX、MTX、Ara-CA、6-MP、抗癌抗生素类、顺/卡铂、砷剂类、紫杉醇；②免疫激活、调节类细胞因子类如IL-2、4、6、GM、G-CSF、γ-IFN、TNF、FCF-B、VECF、4-IBB/4-IBBL、B7-1B7-2、蟾毒蛋白、特异性半抗体；③催化剂类如主金属有机化合物苄基/丁基锂，过渡金属铜氨剂、铂、钯剂、硒、锗化合物，这些结合物具有催化和杀肿瘤双重功能；④吸附生物酶类如氧化还原酶类、转氨酶类、水解酶类、异构酶类。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯负载联合治疗癌症方法，其特征在于，在步骤S2中其离心收集的转速为12,000～13,000转/分钟，离心时间为10～20分钟。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯负载联合治疗癌症方法，其特征在于，在步骤S1中，石墨烯与纳米颗粒的重量比为1:1-1:12，优选为1:1-1:5。
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