本创新技术揭示了一种多刺结构纳米粒子的制备方法及其在生物医药领域的应用。该技术涉及制备具有多刺碳纳米颗粒的纳米粒子,其表面覆盖有二氧化锰壳层,并进行了表面修饰,以增强其在医疗领域的潜力。
背景技术
纳米级的诊断和治疗剂极大促进了现代医学的发展。这些纳米系统通过将治疗药物、蛋白质或成像剂递送到病灶区域,可以最大化治疗效果并减少副作用。因此,众多研究致力于设计出具有高度富集能力与特异性靶向的诊断和治疗纳米体系,以增强其与生物系统、特定器官或目标细胞的相互作用。大量研究表明,纳米颗粒的表面化学属性、包括亲水性、电荷性、靶向配体、蛋白质冠层及功能化基团密度等,对其被细胞摄取、在细胞内积聚、生物响应及毒性方面有重要影响。例如,有些工作聚焦于纳米材料的尺寸与几何形状对上述行为的影响,研究显示直径大约100 nm左右的球形纳米颗粒容易被细胞吞噬,而高长径比的棒状纳米颗粒也在内吞作用中表现出较大优势。然而,对于几何形状更复杂的纳米材料的内吞作用的研究却相对较少。由于细胞摄取效率在纳米医药领域中的关键作用,探索如何优化复杂几何形状纳米材料的内化机制,对推动纳米技术的进步具有重要意义。
一些病毒如冠状病毒,其表面有很多刺突状结构,利用这些结构和细胞膜结合,能够使受体特异性相互作用倍增,从而导致高病毒传染性。肿瘤光热治疗是一种新兴的、非侵入性的癌症治疗手段,它利用光热转换材料吸收光能并将其转换为热能,从而在肿瘤局部产生高温效应,导致肿瘤细胞坏死或凋亡。这种方法具有高度的空间选择性和可控性,能够精准地作用于肿瘤组织,而对周围正常组织的损伤相对较小。理想的光热转换材料应具备良好的生物相容性、高效的光热转换效率以及稳定的理化性质,以确保其在生物体内能够安全、有效地发挥作用。随着纳米技术的飞速发展,常见的光热转化材料,如金纳米粒子、碳纳米管、石墨烯及其衍生物等,由于独特的物理和化学性质,在肿瘤光热治疗领域展现出了巨大的应用潜力。然而,目前已有的光热转换材料仍存在一定的局限性,如细胞摄取率不足、光热效应不够显著或生物相容性有待提高等。因此,研发新型高效、安全可靠的光热转换材料,仍是当前肿瘤光热治疗领域亟待解决的关键问题。
基于此,本发明提供一种多刺状中空纳米粒子,相较于球形同类粒子,其能实现更高的细胞摄取率以及更优的光热抗肿瘤效果。
实现思路