[發明專利]磁性復合納米材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201910062833.3
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109529060A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 吳愛國;馬園園;陳天翔;楊方
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: A61K49/18
• 分類號: A61K49/18;A61K47/04;A61K47/02
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 張瑩

本發明涉及一種磁性復合納米材料及其制備方法和應用。具體地，本發明公開了一種金屬摻雜鐵氧體材料為核，酸響應的介孔材料為殼的納米復合材料。該磁性納米復合材料可以基于磁共振諧調理論，增強MRI T₁加權成像效果。將該磁性納米復合材料應用于磁共振成像中可獲得一種成像性能顯著優異、酸敏感性高且T₁信號豐富的優質MRI對比劑，可提高其對腫瘤等重大疾病的鑒別與檢出，從而顯著降低醫學影像檢測的誤差和治療成本。

技術領域

本發明涉及材料領域，具體地涉及一種介孔核殼復合納米材料及其制備方法和應用。

背景技術

腫瘤微環境是腫瘤所處的內環境，是腫瘤細胞賴以生存的“土壤”，在腫瘤的發生及進展過程中起到至關重要的作用。腫瘤微環境主要由基質細胞、微血管、細胞外基質、相關細胞因子、激素以及少量浸潤細胞等組成，是一個復雜的綜合系統，各因素之間協同作用，調節腫瘤的增殖、侵襲、遷移、粘附、血管新生等過程。

氧分子是有氧代謝過程中維持細胞內生物能量的必須成分，在機體許多有機和無機反應中可作為電子受體。氧氣濃度的異常改變通常會引起代謝異常，導致包括中風、組織缺血、炎癥和實體瘤缺氧等多種病理情況的發生發展。腫瘤乏氧，是指實體腫瘤內部的氧分壓低于正常的氧分壓。多數哺乳動物組織的氧分壓為2％—9％(平均為400mmHg)，氧分壓≤2％定義為乏氧狀態。組織輕度乏氧狀態時氧分壓≤2％，重度乏氧狀態時氧分壓≤0.02％，腫瘤生長迅速，生長過程中需要消耗大量氧氣和營養物質，隨著腫瘤體積的不斷變大，腫瘤血管的生長速度往往不能滿足腫瘤迅速生長對于氧氣和營養物質的需要，出現供血不足，導致腫瘤內部乏氧。腫瘤乏氧根據形成原因可分為急性缺氧和慢性缺氧。急性缺氧主要是由于腫瘤微血管的結構、功能異常，導致血流灌注異常，導致氧氣向腫瘤細胞的輸送過程出現異常。腫瘤在乏氧狀態下，腫瘤細胞代謝過程中三羧酸循環發生障礙，轉而多進行無氧糖酵解，釋放大量乳酸。同時，乏氧區域腫瘤組織周圍脈管系統不完善，代謝產物不能及時排除，使得腫瘤乏氧區域pH值降低。

由于安全無毒性、良好的生物相容性(人體內含有大量鐵元素)及較強的MRI造影增強信號(氧化鐵納米粒子的超順磁性)，氧化鐵納米粒子已經超越釓類化合物成為研究最熱的MRI造影材料。然而，常見的氧化鐵納米粒子并不適合作為MRI T1造影劑：MRI T1造影劑應具備較高的縱向弛豫率(r1)和較低的橫向縱向弛豫率比值(r2/r1≤3)，凸顯MRI T1對比效果(最大化)。因此，若構建一種以鐵基類納米材料(體內必需元素)為主的安全無毒，造影信號強的MRI T1造影材料，既能保持對比劑材料的安全性，又能以MRI T1加權成像的方式提高診斷效率，是一種十分有效的途徑，且十分必要。

距離相關的磁共振諧調理論是一種新的基于T1加權成像的理論，其組成有順磁性的“增強子”和超順磁性的“猝滅子”，當“增強子”和“猝滅子”間的距離小于臨界距離時，MRIT1加權成像是暗的，當“增強子”和“猝滅子”間的距離大于臨界距離時，MRI T1加權成像效果會變亮。距離相關的磁共振諧調理論可作為一種新的傳感原理。擴大了廣泛的生物系統的探索。

距離相關的磁共振諧調理論具有廣泛的臨床應用指導作用，它能夠提供更快捷，更精準的成像效率。因此，為提高腫瘤等重大疾病的診斷效率，降低毒副作用，有必要發展一種水溶性好，造影功能強，對腫瘤微環境具特異性表達的MRI對比劑材料。

發明內容

為解決上述問題，本發明的一個目的在于提供一種磁共振成像(MRI)對比劑材料，該對比劑材料水溶性佳、生物毒性低、腫瘤微酸環境下可降解，因此具備提高腫瘤等重大疾病診斷效率、降低毒副作用的能力。

本發明的另一目的在于提供一種環保安全、工藝簡單、成本低的具有上述優異性能對比劑的材料的制備方法和微酸環境特異性檢測的腫瘤區域T1加權造影效果增強的生物應用。

所述對比劑材料為包裹有磁性金屬摻雜氧化鐵納米材料的介孔硅酸鹽的核殼結構。