[發明專利]一種生物材料負載的鈣鈦礦-二氧化鈦納米復合光催化劑及其構建方法和應用

有效

• 申請號: 202111140829.8
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113751079B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 丁楊;周建平;盛鈺;陳鑫
• 申請（專利權）人: 中國藥科大學
• 主分類號: B01J31/38
• 分類號: B01J31/38;B01J31/12;A61K41/00;A61K47/58;A61K47/59;A61K47/61;A61K47/64;A61P35/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 競存;徐冬濤

本發明涉及生物醫藥材料技術領域，具體涉及一種生物材料負載的鈣鈦礦?二氧化鈦納米復合光催化劑及其構建方法和應用，該納米復合光催化劑包括鈣鈦礦納米粒；包覆鈣鈦礦納米粒的二氧化鈦殼層。本發明以前沿新材料鈣鈦礦為基礎，結合二氧化鈦以提高結構穩定性并有效分離電子空穴對，構建用于長效Ⅰ型光動力治療的納米復合光催化系統。制備工藝簡單，解決了臨床常用光敏劑氧依賴性高以及無機光敏劑生物相容性低的問題。相較于其他光動力治療系統，生物材料負載的鈣鈦礦?二氧化鈦納米復合光催化系統經激光觸發，在低劑量下即可發揮高效腫瘤治療作用，且在合適的給藥劑量下安全無毒，在光動力治療中更具優勢。

技術領域

本發明屬于生物醫藥材料技術領域，具體涉及一種生物材料負載的鈣鈦礦-二氧化鈦納米復合光催化劑及其構建方法和應用。

背景技術

光動力學療法(Photodynamic therapy，PDT)作為一種新興的無創治療方式，近年來受到了廣泛關注，其作為一種非侵入性溫和的醫學技術，通過光敏劑(Photosensitizer，PS)在特定波長的光源觸發下產生具有細胞毒性的活性氧(Reactive oxygen species，ROS)發揮抗腫瘤作用。在過去的二十多年里，研究者們成功設計了多種PDT體系，體系內主要包含光敏劑和合適的光源。Ⅰ型PDT(TypeⅠreaction)反應底物主要為H₂O、O₂及H₂O₂等，可產生羥基自由基、超氧陰離子自由基等ROS。在II型PDT(TypeⅡreaction)過程中，光敏劑將能量釋放給氧(Oxygen，O₂)，將O₂轉化為單線態氧(¹O₂)。由于需消耗大量氧氣，II型PDT具有很強的氧依賴性。在實體腫瘤組織的乏氧環境下，這種氧依賴性極大地阻礙了II型PDT在臨床上的實際應用。因此，Ⅰ型PDT的應用性更強，相關的研究更加迫切。

光催化材料具備高效穩定性，其在太陽能轉換、環境凈化和有機合成等領域得到了廣泛的應用。在合適的光源，如近紅外(NIR)、紫外可見(UV-Vis)和X射線波長光等觸發下，可以吸收光子發生一系列光化學反應，產生具有細胞毒性的活性氧ROS發揮抗腫瘤作用。具體作用過程為，光催化劑吸收光子能量后，電子(e^-)從價帶(VB)躍遷到導帶(CB)，價帶上的空穴(h⁺)可氧化H₂O產生羥基自由基(.OH)，同時電子將氧氣還原為超氧自由基(˙O^2-)。相比傳統光敏劑，光催化材料的“催化”性質使其在底物和光照充足的條件下反復產生ROS，在低劑量下即可發揮高效治療作用，且無氧依賴性，在光動力治療中更具優勢。

I型PDT中常用到的光催化材料有金屬如金納米粒；半導體類材料如二氧化鈦(TiO₂)、氧化鋅(ZnO)；量子點如碳量子點等一些無機納米粒。為提高光催化材料抗腫瘤能力，需尋找光吸收范圍與近紅外光匹配的光催化材料來提高材料的光子吸收效率，進而提高ROS產率。現有技術中沒有將鈣鈦礦(CH₃NH₃SnX₃)作為I型PDT中的光催化材料的報道，原因是CH₃NH₃SnX₃作為光催化劑存在的問題是光生電子空穴對在光催化過程中快速復合，同時CH₃NH₃SnX₃自身穩定性較差，遇水易分解，Sn²⁺易被氧化，導致無法獲得較好的光催化效果。