一種納米金屬氧化物修飾超聲造影劑及其制備方法與流程

本發(fā)明涉及超聲造影劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米金屬氧化物修飾超聲造影劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

從1967年首次發(fā)現(xiàn)可增強(qiáng)超聲顯影的微小空氣泡后的數(shù)十年間，超聲造影劑（ucas）從第1代到第3代得到了長(zhǎng)足發(fā)展。其中，超聲造影劑由于具有分子成像、促進(jìn)血栓溶解、促進(jìn)藥物體內(nèi)運(yùn)輸、定點(diǎn)釋放和基因轉(zhuǎn)染等作用，因而重點(diǎn)受到關(guān)注。超聲分子影像診斷技術(shù)作為無創(chuàng)、價(jià)格相對(duì)低廉的診斷技術(shù)，已在臨床上得到了廣泛應(yīng)用。

目前超聲診斷的圖像清晰度和對(duì)比度與ct、mri相比存在一定的差距，其臨床應(yīng)用受到一定限制。由于常規(guī)超聲造影劑為微米級(jí)，平均直徑約2-4μm，不能穿過血管，是一種血池顯影劑。因?yàn)槌曃⑴莸慕M織靶向性較低，缺乏對(duì)病變組織的特殊親和力，不能有效滯留于靶組織，只能在短暫的動(dòng)脈相中使靶器官血管顯影，較大影響了診斷的準(zhǔn)確性和特異性。針對(duì)常規(guī)超聲造影劑粒徑相對(duì)較大，組織穿透力弱和靶向性低等問題，發(fā)展新的分子超聲造影技術(shù)具有可觀的價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有的超聲造影劑的組織穿透力低的缺點(diǎn)，提供一種組織穿透力強(qiáng)的納米金屬氧化物修飾超聲造影劑。該超聲造影劑包括改性殼聚糖以及包裹在改性殼聚糖內(nèi)部的生物惰性氣體，生物惰性氣體包括十二氟戊烷和六氟化硫中的一種以上，殼聚糖外層連接納米金屬氧化物進(jìn)行改性，并以改性殼聚糖為膜材包裹生物惰性氣體。

本發(fā)明目的還在于提供所述超聲造影劑的制備方法。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種納米金屬氧化物修飾超聲造影劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）將殼聚糖、硅烷偶聯(lián)劑和金屬氧化物混合均勻，加熱反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物抽濾，研磨，得到改性殼聚糖；

（2）將改性殼聚糖溶于水中得到改性殼聚糖的水溶液，添加生物惰性氣體，攪拌混合均勻，使改性殼聚糖初步成球；

（3）在改性殼聚糖初步成球的溶液中，添加香草醛，進(jìn)行交聯(lián)；添加緩沖液調(diào)節(jié)ph，靜置使改性殼聚糖沉降；

（4）除去靜置沉降的大顆粒，離心，棄去上清液，收集固體顆粒，冷凍干燥，得到所述納米金屬氧化物修飾超聲造影劑。

進(jìn)一步地，步驟（1）中，所述殼聚糖包括分子量為2000~4000的殼聚糖。

進(jìn)一步地，步驟（1）中，所述硅烷偶聯(lián)劑為商品牌號(hào)kh560或kh550的硅烷偶聯(lián)劑。

進(jìn)一步地，步驟（1）中，所述納米金屬氧化物包括納米氧化鋅和納米三氧化二鐵中的一種以上。

納米金屬氧化物具有包括顆粒小、比表面積大、表面反應(yīng)活性高、活性中心多、無毒性以及吸附能力強(qiáng)的特性，在臨床醫(yī)學(xué)上具有廣泛的應(yīng)用；納米金屬氧化物能誘導(dǎo)細(xì)胞膜的納米級(jí)穿孔及脂質(zhì)的瞬時(shí)氧化，從而改變細(xì)胞膜的通透性，且納米金屬氧化物進(jìn)入細(xì)胞后能與細(xì)胞中的蛋白質(zhì)和酶發(fā)生相互作用，具有靶向性。同時(shí)，研究顯示，納米氧化鋅和納米三氧化二鐵具有明顯的抗腫瘤作用以及靶向性。因此，將包括納米氧化鋅和納米三氧化二鐵中的一種以上的納米金屬氧化物連接在超聲造影劑的表面，得到納米金屬氧化物修飾的超聲造影劑，使超聲造影劑具有組織靶向性、組織穿透性強(qiáng)、無毒無害的特點(diǎn)，加強(qiáng)了微泡顯影的特異性。

進(jìn)一步地，步驟（1）中，所述殼聚糖、硅烷偶聯(lián)劑和納米金屬氧化物的質(zhì)量比為1:1:1。

進(jìn)一步地，步驟（1）中，所述加熱反應(yīng)是在溫度60-80℃反應(yīng)12小時(shí)。

進(jìn)一步地，步驟（2）中，所述改性殼聚糖與水的質(zhì)量比為1:1。

進(jìn)一步地，步驟（2）中，所述生物惰性氣體包括十二氟戊烷和六氟化硫中的一種以上。

進(jìn)一步地，步驟（2）中，所述攪拌混合的時(shí)間為1~2小時(shí)。

進(jìn)一步地，步驟（3）中，所述交聯(lián)的時(shí)間為2~3小時(shí)。

進(jìn)一步地，步驟（3）中，所述緩沖液為ph=8的磷酸氫鉀-磷酸二氫鉀緩沖液。

進(jìn)一步地，步驟（3）中，所述調(diào)節(jié)ph為調(diào)節(jié)ph=7~8。

進(jìn)一步地，步驟（3）中，所述靜置的時(shí)間為12~15小時(shí)。

進(jìn)一步地，步驟（4）中，所述離心的轉(zhuǎn)速為6000~20000r/min，時(shí)間為40-60min。

進(jìn)一步地，所述改性殼聚糖：生物惰性氣體：香草醛的質(zhì)量比為（10~30）：（5~15）：（5~10）。

由上述任一項(xiàng)所述制備方法制得的一種納米金屬氧化物修飾超聲造影劑，包括改性殼聚糖以及包裹在改性殼聚糖內(nèi)部的膜內(nèi)氣體；納米金屬氧化物連接在改性殼聚糖的外表面，具有組織靶向作用。

進(jìn)一步地，所述納米金屬氧化物修飾超聲造影劑的粒徑為300~700nm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

（1）本發(fā)明的納米金屬氧化物修飾超聲造影劑，納米級(jí)金屬氧化物結(jié)合在殼聚糖外殼上，使改性后的超聲造影劑粒子具有組織穿透力強(qiáng)以及組織靶向性的特點(diǎn)；

（2）本發(fā)明的納米金屬氧化物修飾超聲造影劑的微泡粒徑小，粒徑范圍為300-700nm，殼聚糖結(jié)合的納米級(jí)金屬氧化物具有組織靶向性，能夠進(jìn)入血管外間隙，對(duì)血管外組織進(jìn)行局部超聲加強(qiáng)顯影，加強(qiáng)了微泡顯影的特異性，克服了現(xiàn)有的超聲造影劑組織穿透力低的缺點(diǎn)，在疾病的精準(zhǔn)醫(yī)療方面具有很好的應(yīng)用前景；

（3）本發(fā)明的納米金屬氧化物修飾超聲造影劑生產(chǎn)成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)，提供了一種組織穿透力強(qiáng)和具有組織靶向性的納米金屬氧化物修飾超聲造影劑；

（4）本發(fā)明的納米金屬氧化物修飾超聲造影劑在超聲波作用下，利用超聲微泡的聲學(xué)非線性效應(yīng)，可獲取高對(duì)比度的管腔影像，得到的b超圖像的灰度值顯示成像效果好，可清晰觀察管腔的結(jié)構(gòu)形態(tài)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種納米金屬氧化物修飾超聲造影劑的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實(shí)施例1中的納米金屬氧化物修飾超聲造影劑的b超顯影圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不限于此。

本發(fā)明的納米金屬氧化物修飾超聲造影劑的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括生物惰性氣體1、改性殼聚糖2和納米金屬氧化物3，殼聚糖外層連接納米金屬氧化物3，接著以改性殼聚糖2為膜材，包裹生物惰性氣體1。

實(shí)施例1

（1）將10重量份殼聚糖（分子量為2000）、10重量份硅烷偶聯(lián)劑kh550和10重量份納米氧化鋅混合均勻，60℃下加熱反應(yīng)12小時(shí)，將反應(yīng)產(chǎn)物抽濾，研磨，得到納米氧化鋅改性殼聚糖；

（2）將10重量份納米氧化鋅改性殼聚糖溶于10重量份水中得到改性殼聚糖的水溶液，添加5重量份十二氟戊烷，攪拌1小時(shí)使其混合均勻，使改性殼聚糖初步成球；

（3）在改性殼聚糖初步成球的溶液中，添加5重量份香草醛，交聯(lián)2小時(shí)；添加40重量份ph=8、濃度為0.05mol/l的磷酸氫鉀-磷酸二氫鉀緩沖液，調(diào)節(jié)ph=7，使改性殼聚糖沉淀，靜置沉降12小時(shí)；

（4）除去靜置沉降的大顆粒，6000r/min離心60分鐘，棄去上清液，收集固體顆粒，冷凍干燥，得到所述納米氧化鋅修飾超聲造影劑。

制備所得的納米氧化鋅超聲造影劑的包封率為85.2%，體外實(shí)驗(yàn)顯示，該造影劑的粒徑為400-680nm，對(duì)前列腺癌細(xì)胞具有靶向性；在超聲影像中，具有明顯增強(qiáng)顯影，如圖2所示，圖中白亮部分為微泡增強(qiáng)顯影后圖像，與周圍無微泡增強(qiáng)顯影的部分對(duì)比明顯。

實(shí)施例2

（1）將30重量份殼聚糖（分子量為4000）、30重量份硅烷偶聯(lián)劑kh550和30重量份納米三氧化二鐵混合均勻，80℃下加熱反應(yīng)12小時(shí)，將反應(yīng)產(chǎn)物抽濾，研磨，得到納米三氧化二鐵改性殼聚糖；

（2）將30重量份納米三氧化二鐵改性殼聚糖溶于30重量份水得到改性殼聚糖的水溶液，添加15重量份生物惰性氣體（10重量份十二氟戊烷和5重量份六氟化硫），攪拌2小時(shí)使其混合均勻，使改性殼聚糖初步成球；

（3）在改性殼聚糖初步成球的溶液中，添加10重量份香草醛，交聯(lián)2小時(shí)；添加60重量份ph=8、濃度為0.05mol/l的磷酸氫鉀-磷酸二氫鉀緩沖液，調(diào)節(jié)ph=7.5，使改性殼聚糖沉淀，靜置沉降15小時(shí)；

（4）除去靜置沉降的大顆粒，12000r/min離心40分鐘，棄去上清液，收集固體顆粒，冷凍干燥，得到所述納米三氧化二鐵修飾超聲造影劑。

制備所得的納米三氧化二鐵超聲造影劑的包封率為80.9%，體外實(shí)驗(yàn)顯示，該造影劑的粒徑為500-700nm；超聲影像中的顯影結(jié)果參見圖2，明顯增強(qiáng)顯影。

實(shí)施例3

（1）將30重量份殼聚糖（分子量為3000）、30重量份硅烷偶聯(lián)劑kh550和30重量份混合納米金屬氧化物（10重量份納米氧化鋅和20重量份納米三氧化二鐵）混合均勻，80℃下加熱反應(yīng)12小時(shí)，將反應(yīng)產(chǎn)物抽濾，研磨，得到混合納米金屬氧化物改性殼聚糖；

（2）將30重量份混合納米金屬氧化物改性殼聚糖溶于30重量份水得到改性殼聚糖的水溶液，添加15重量份十二氟戊烷，攪拌2小時(shí)使其混合均勻，使改性殼聚糖初步成球；

（3）在改性殼聚糖初步成球的溶液中，添加8重量份香草醛，交聯(lián)2小時(shí)；添加60重量份ph=8、濃度為0.05mol/l的磷酸氫鉀-磷酸二氫鉀緩沖液，調(diào)節(jié)ph=8，使改性殼聚糖沉淀，靜置沉降14小時(shí)；

（4）除去靜置沉降的大顆粒，12000r/min離心40分鐘，棄去上清液，收集固體顆粒，冷凍干燥，得到所述混合納米金屬氧化金屬物修飾超聲造影劑。

制備所得的混合納米金屬氧化物修飾超聲造影劑的包封率為86.9%，體外實(shí)驗(yàn)顯示，該造影劑的粒徑為450-700nm；超聲影像中的顯影結(jié)果參見圖2，明顯增強(qiáng)顯影。