[發明專利]一種鐵磁性納米材料及制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710686866.6
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107519501B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 凌代舜;張添源;李方園
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61K49/08
• 分類號: A61K49/08;A61K49/18;B82Y30/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 陳華

本發明涉及一種鐵磁性納米材料，內核為四氧化三鐵納米立方體，中間層采用聚已內酯和油酸修飾，外層通過靜電吸引作用修飾陽離子聚合物；所述中間層包括兩層油酸以及連接兩層油酸疏水端的聚已內酯。本發明還涉及該鐵磁性納米材料的制備及應用，該鐵磁性納米材料能夠穩定分散在水相體系，并實現對干細胞的高效標記和MRI T2加強成像。

技術領域

本發明涉及磁性納米材料技術領域，具體涉及一種鐵磁性納米材料及制備方法和應用。

背景技術

干細胞治療是近年來出現的一種新型疾病治療手段。由于干細胞具有分化為特定細胞的潛能，同時能夠分泌一些細胞因子參與受損組織的修復，因此已經被廣泛應用于組織再生、腦缺血、心肌梗死以及肝臟損傷等疾病的治療研究。臨床上，干細胞治療也已被用于對骨和軟骨損傷等的修復治療。

然而，當前干細胞治療依然面臨著諸多挑戰。其中一個重要的瓶頸問題，便是如何對移植的干細胞進行特異性標記以便對其輸入體內后的命運過程進行非侵襲性示蹤。因此，設計一種對干細胞友好的細胞標記和造影材料便顯得十分迫切。

氧化鐵納米粒(IONPs)被認為是一種潛在的良好磁共振成像(MRI)造影劑，其可以縮短水質子的橫向弛豫時間，使輸出的磁共振信號減弱，從而使磁共振成像圖像變暗，即所謂的T2成像。作為造影劑，IONPs的最大優勢在于其制備工藝相對簡單，易于大規模的工業生產，同時相比一些其他金屬造影劑其對細胞幾乎無毒性，具有較好的安全性，因而在對干細胞的標記和造影上具有較好的應用前景。

然而，當前多數作為造影劑使用的IONPs如Feridex，其MRI成像能力(T2加權值)卻受制于自身的多分散性和超順磁性而并不十分理想。理論上，鐵磁性的IONPs相比順磁性或者超順磁性的IONPs具有更好的T2加權值。但是，傳統的共沉淀法或者水熱法等方法制備的IONPs卻由于尺寸效應，多分散性和較差的結晶性而很難制備較小納米尺寸的鐵磁性IONPs。雖然，增大IONPs的尺寸可以改善其磁性特征，但是尺寸的增加又會影響細胞對IONPs的攝取，從而影響IONPs對細胞的標記效率。

采用新一代熱分解法，在非極性溶劑中可以獲得單分散性和結晶性俱佳、且尺寸均一可控的IONPs。同時，還可以通過對反應條件的優化來控制納米晶體的成核和生長過程，進而控制納米粒的形貌(如立方體形貌)，從而實現在較小納米尺寸下制備鐵磁性IONPs的目的，進而獲得較高的細胞標記效率和成像能力。但是，不同于傳統的共沉淀法或者水熱法在水相體系中直接獲得IONPs，采用這一方法制備的IONPs往往只能較好地分散于非極性溶劑中，一旦轉入水相體系就容易發生納米粒的沉聚，這就給他們進一步在細胞上的的應用帶來了困難。

因此，研發一種具有較小的納米尺寸，良好的鐵磁性和單分散性，且能在水相體系中穩定分散的鐵磁性納米材料，有望為解決當前干細胞治療所面臨的非侵襲示蹤難題提供一種切實可行的解決方案，具有十分重要的科學研究價值和臨床治療意義。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種鐵磁性納米材料及制備方法和應用，該鐵磁性納米材料能夠穩定分散在水相體系中，并能夠實現對干細胞的高效標記和MRI T2加強成像。

本發明解決上述技術問題所提供的技術方案為：

一種鐵磁性納米材料，內核為四氧化三鐵納米立方體，中間層采用聚已內酯和油酸修飾，外層通過靜電吸引作用修飾陽離子聚合物；所述中間層包括兩層油酸以及連接兩層油酸疏水端的聚已內酯。

上述技術方案中，以四氧化三鐵納米立方體(FION)為內核，采用雙層油酸(OA)和聚已內酯(PCL)修飾，PCL連接兩層OA的疏水端，使外層OA的親水端暴露于鐵磁性納米立方體的外表面，從而實現FION從油相至水相的相轉化，并穩定分散在水相體系中。