一种储氢纳米钯光热效应靶向释放脂质体功能团及其制备方法和应用与流程

本发明属于生物医学技术领域，具体涉及一种储氢纳米钯光热效应靶向释放脂质体功能团及其制备方法和应用。

背景技术：

眼睛是人类最重要的感官器官。眼底病是发生在眼底的一系列眼疾的总称，包括糖尿病视网膜病变、视网膜中央静脉阻塞、老年黄斑变性等。多发于伴有糖尿病、高血压的老年人群，其病因主要是由于视网膜毛细血管长期处于高糖、高压环境中受损、破裂，形成渗液。视网膜色素上皮层由于年龄、并发症等原因发生退行性变导致无法将渗液代谢、排出，致其堆积于视网膜黄斑中心，形成水肿造成眼底混浊甚至失明。眼底病已被世界卫生组织列为三大致盲性眼病首位，占到全部致盲眼病的54.7％，是老年人最主要的致盲因素。

眼底处于眼球后方，传统手术方法难以实施。基于激光光热效应的“全视网膜光凝术(panretinalphotocoagulation,prp)”应用广泛。prp基于生物组织选择性光热效应，热凝结封闭视网膜渗漏血管，热刺激修复色素上皮层传质功能，吸收渗液消除黄斑水肿，最终达到治疗效果。

然而，目前临床治疗主要依据医师的经验，缺乏关键激光治疗参数选取依据，治疗靶向性不足。视网膜感光组织热损伤、视神经破坏、中心视力受损等医源性损伤概率达到50％以上。此外，prp对已发生退行性变的色素上皮层修复效果有限。目前临床主要使用具有还原性的抗氧化剂如维生素e、叶酸、维脑路通、芦丁、锌和镁等口服辅助治疗，但由于药效释放缺乏靶向性而导致疗效不佳。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种储氢纳米钯光热效应靶向释放脂质体功能团及其制备方法和应用，利用氢分子小、扩散快、还原性强，纳米颗粒光热响应好，靶向性强、氢气释放可控的特点，耦合促进退行性变的色素上皮层抗氧化治疗。

本发明采用以下技术方案：

一种储氢纳米钯光热效应靶向释放脂质体功能团，包括聚合物修饰的脂质体和储氢纳米钯颗粒，储氢纳米钯颗粒设置在脂质体内。

具体的，脂质体包括二硬脂酰基磷脂酰胆碱、二棕榈酰磷脂酰胆碱和二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000。

进一步的，二硬脂酰基磷脂酰胆碱、二棕榈酰磷脂酰胆碱和二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000的摩尔比为(80～85)：10：(5～10)，二硬脂酰基磷脂酰胆碱和二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺摩尔比为(8～17)：1。

具体的，脂质体为类细胞膜结构，脂质体受热形成的囊泡直径大于等于聚集前脂质体直径的20倍。

本发明的另一个技术方案是，储氢纳米钯光热效应靶向释放脂质体功能团在制备眼底血管疾病药物中的应用。

本发明的另一个技术方案是，一种制备储氢纳米钯光热效应靶向释放脂质体功能团的方法，包括以下步骤：

s1、将混合有pvp、l-ascorbicacid、kbr和na2pdcl4的水溶液加热，然后冷却至室内温度，然后进行离心处理，收集和纯化纳米钯晶体颗粒；

s2、nabh4和硫酸溶液反应，将氢气注入步骤s1制备的纳米钯晶体颗粒中，制成储氢纳米钯颗粒；

s3、将步骤s2制备的储氢纳米钯颗粒包封在脂质体当中，与nd：yag激光波长接近得到储氢纳米钯脂质体功能团。

具体的，步骤s1具体为：

s101、在80摄氏度的磁搅拌条件下，将质量体积比为(104～108)：(58～64)：(290～310)：(55～57)：(10～12)的pvp、l-ascorbicacid、kbr、na2pdcl4和水加热3～4小时，然后冷却至室温得到混合溶液；

s102、将混合溶液离心处理30～35min，再洗涤2～4次，采用amicon过滤管收集和纯化纳米钯晶体；

s103、将得到的纳米钯晶体分散在9～12ml的去离子水中，并在黑暗条件下进行储存。

具体的，步骤s2具体为：

s201、将纳米钯晶体和nabh4分别放入两个密封瓶中，用毛细管将两个密封瓶连接；

s202、将放有纳米钯晶体的密封瓶与大气连接，将ph＝5的硫酸溶液注入含有nabh4的瓶中，nabh4与硫酸溶液的质量体积比为50：1；

s203、nabh4产生的氢气进入纳米钯晶体溶液中反应13～18分钟。

具体的，步骤s3中，储氢纳米钯颗粒的直径为13.5±0.9nm，最大吸收波长为1053～1150nm，与1064nmnd：yag激光波长接近，以4.2～4.60mg/kg的浓度包封在脂质体当中。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明是一种储氢纳米钯光热效应靶向释放脂质体功能团，内部包裹的储氢纳米钯颗粒由于具有吸收波长可调的良好光学特性，通过局部表面等离子共振效应，η≈1的光热转化效率，使得脂质体局部温度迅速升高，实现氢气的主动释放。而且，与直接注射在血管中的储氢金纳米颗粒相比，包载在脂质体当中的储氢纳米钯颗粒，其比浓度更高，局部电场可以产生更多的“热点”效应，光热转化效率更高，有效降低入射激光能量。

进一步的，以二硬脂酰基磷脂酰胆碱为主合成的脂质体，其相变温度为55～61℃，聚乙二醇(peg)聚合物的相转化温度为50℃，通过该结构的设计，可以先在聚乙二醇聚合物作用下形成尺寸较大的囊泡，然后通过进一步的激光作用下，升温至脂质体相变温度，实现内部储氢纳米钯颗粒中氢气的释放。

进一步的，磷脂双分子层形成的脂质体结构，是一种生物可降解的物质，具有确定的相转化温度。当温度达到相转化温度时，磷脂膜从紧密排列的凝胶相逐步转变到液晶相，凝胶相和液晶相共存于磷脂膜时，使得脂膜的通透性增强，促进内部氢气的释放。

进一步的，利用氢分子小、扩散快、还原性强，纳米颗粒光热响应好，靶向性强、氢气释放可控的特点，耦合促进退行性变的色素上皮层抗氧化治疗。从而更好的实现对眼底血管疾病的治疗。

一种制备储氢纳米钯光热效应靶向释放脂质体功能团的方法，通过光热响应和血液动力学响应两种功能来产生血栓堵塞血管，不仅通过储氢纳米钯颗粒以及血红蛋白与激光相互作用的光热响应，促进热凝物的形成，而且通过释放的氢气来实现抗氧化治疗，不仅可以产生血栓完全堵塞血管，而且可以有效降低激光能量，减小对周围组织不可逆热损伤。

进一步的，利用纳米钯颗粒的高稳定储氢和高效光热转化效应能力，因此实现光热响应只需要9j/cm²～13j/cm²低能量的激光照射。

进一步的，利用氢分子小、扩散快、还原性强的特点，进而和具有高效光热转化效应的纳米钯相结合实现氢气的有效储存与运输。还可以通过储氢纳米钯颗粒产生的局部光热作用促进脂质体合成直径为90～240μm的囊泡，进而有效堵塞血管。

进一步的，利用脂膜的物理特性可实现纳米钯中氢气靶向释放及停留，同时加快血栓形成，保证血管的完全堵塞。

综上所述，本发明有效结合了光热效应和血液动力学响应，通过储氢纳米钯颗粒产生的局部光热作用促进脂质体聚合成直径为90～240μm的囊泡，有效堵塞血管，利用脂膜的物理特性实现氢气靶向释放及停留，加快血栓形成，保证血管的完全堵塞。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明聚合物修饰的多功能脂质体功能团储氢纳米钯颗粒氢化示意图；

图2为本发明储氢纳米钯脂质体功能团示意图；

图3为未注射脂质体功能团时的血管类型，其中，(a)为血管膨胀；(b)为血管部分收缩，伴随絮状凝块；(c)为血管线性收缩，伴随絮状凝块；(d)为周围组织损伤；

图4为注射脂质体功能团后血管的响应类型，其中，(a)为血管膨胀；(b)为血管产生凝块，伴随囊泡产生；(c)为血管部分收缩，伴随凝块；(d)为血管完全收缩；

图5为低入射能量下囊泡的生长过程；

图6为高入射能量下囊泡的生长过程。

具体实施方式

请参阅图1和图2，本发明一种储氢纳米钯光热效应靶向释放氢气脂质体功能团的制备方法，包括以下步骤：

s1、制备纳米钯颗粒；

s101、在80～85摄氏度的磁搅拌条件下，将混合有pvp(104～108mg)、l-ascorbicacid(58～64mg)、kbr(290～310mg)和na2pdcl4(55～57mg)的水溶液(10～12ml)加热3～4小时，然后冷却至室内温度；

s102、在离心30～35min，洗涤2～4次后，用amicon过滤管(分子量截止100kda)收集和纯化纳米钯晶体；

s103、将得到的纳米钯晶体分散在9～12ml的去离子水中，并在黑暗条件下进行储存，以供后续使用。

s2、制备储氢纳米钯颗粒；

s201、将2～4ml的纳米钯晶体注入一个用橡胶塞密封的20ml的小瓶中，再将90～110mgnabh4放入另一用橡胶塞密封的小瓶中；

s202、将两个瓶子用毛细管连接起来。用1毫升注射器将一根针头插入第一个小瓶，以便与大气连接。接着用注射器将2～3ml的ph＝5的硫酸溶液注入含有nabh4的第二个小瓶中；

s203、在酸性溶液存在下，nabh4能产生氢气，使氢气能缓慢地进入纳米钯晶体溶液中。13～18分钟后，移去针头和毛细管。

s3、制备储氢纳米钯脂质体功能团，与nd：yag激光波长接近，将储氢纳米钯颗粒包封在脂质体当中得到储氢纳米钯光热效应靶向释放脂质体功能团。

储氢纳米钯颗粒的直径为13.5±0.9nm，最大吸收波长为1053～1150nm，与1064nmnd：yag激光波长接近，以4.2～4.60mg/kg的浓度包封在脂质体当中。

本发明一种储氢纳米钯光热效应靶向释放脂质体功能团，包括聚合物修饰的脂质体和储氢纳米钯颗粒，储氢纳米钯颗粒设置在脂质体内。

脂质体为类细胞膜结构，脂质体受热形成的囊泡直径大于等于聚集前脂质体直径的20倍。

脂质体包括二硬脂酰基磷脂酰胆碱(dspc)、二棕榈酰磷脂酰胆碱(dppc)和二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000(dspe-peg2000)，二硬脂酰基磷脂酰胆碱、二棕榈酰磷脂酰胆碱和二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000的摩尔比为：(80～85)：10：(5～10)。

其中，二硬脂酰基磷脂酰胆碱和二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000的摩尔比为(8～17)：1。

储氢纳米钯颗粒以功率密度依赖方式响应近红外红光，更高功率密度的近红外光能够导致更快的氢气释放。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

在80摄氏度的磁搅拌条件下，将混合有pvp(104mg)、l-ascorbicacid(58mg)、kbr(290mg)和na2pdcl4(55mg)的水溶液(10ml)加热3小时，然后冷却至室内温度；

离心处理30min，洗涤2次后，用amicon过滤管收集和纯化纳米钯晶体；

将得到的纳米钯晶体分散在9ml的去离子水中，并在黑暗条件下进行储存，以供后续使用。

将2ml的纳米钯晶体注入一个用橡胶塞密封的20ml的小瓶中，再将90mgnabh4放入另一用橡胶塞密封的小瓶中；将两个瓶子用毛细管连接起来，用1毫升注射器将一根针头插入第一个小瓶，以便与大气连接；接着用注射器将2ml的ph＝5的硫酸溶液注入含有nabh4的第二个小瓶中；在酸性溶液存在下，nabh4能产生氢气，使氢气能缓慢地进入纳米钯晶体溶液中，13分钟后，移去针头和毛细管；

制备储氢纳米钯脂质体功能团，与nd：yag激光波长接近，将储氢纳米钯颗粒包封在脂质体当中得到储氢纳米钯光热效应靶向释放脂质体功能团。

储氢纳米钯颗粒的直径为13.5±0.9nm，最大吸收波长为1053nm，与1064nmnd：yag激光波长接近，以4.2mg/kg的浓度包封在脂质体当中。

实施例2

在80摄氏度的磁搅拌条件下，将混合有pvp(105mg)、l-ascorbicacid(60mg)、kbr(300mg)和na2pdcl4(56mg)的水溶液(11ml)加热3.5小时，然后冷却至室内温度；

离心处理32min，洗涤3次后，用amicon过滤管收集和纯化纳米钯晶体；

将得到的纳米钯晶体分散在10ml的去离子水中，并在黑暗条件下进行储存，以供后续使用。

将3ml的纳米钯晶体注入一个用橡胶塞密封的20ml的小瓶中，再将95mgnabh4放入另一用橡胶塞密封的小瓶中；将两个瓶子用毛细管连接起来，用1毫升注射器将一根针头插入第一个小瓶，以便与大气连接；接着用注射器将2ml的ph＝5的硫酸溶液注入含有nabh4的第二个小瓶中；在酸性溶液存在下，nabh4能产生氢气，使氢气能缓慢地进入纳米钯晶体溶液中，15分钟后，移去针头和毛细管；

制备储氢纳米钯脂质体功能团，与nd：yag激光波长接近，将储氢纳米钯颗粒包封在脂质体当中得到储氢纳米钯光热效应靶向释放脂质体功能团。

储氢纳米钯颗粒的直径为13.5±0.9nm，最大吸收波长为1080nm，与1064nmnd：yag激光波长接近，以4.3mg/kg的浓度包封在脂质体当中。

实施例3

在80摄氏度的磁搅拌条件下，将混合有pvp(106mg)、l-ascorbicacid(62mg)、kbr(305mg)和na2pdcl4(56mg)的水溶液(11ml)加热4小时，然后冷却至室内温度；

离心处理34min，洗涤3次后，用amicon过滤管收集和纯化纳米钯晶体；

将得到的纳米钯晶体分散在11ml的去离子水中，并在黑暗条件下进行储存，以供后续使用。

将3ml的纳米钯晶体注入一个用橡胶塞密封的20ml的小瓶中，再将105mgnabh4放入另一用橡胶塞密封的小瓶中；将两个瓶子用毛细管连接起来，用1毫升注射器将一根针头插入第一个小瓶，以便与大气连接；接着用注射器将3ml的ph＝5的硫酸溶液注入含有nabh4的第二个小瓶中；在酸性溶液存在下，nabh4能产生氢气，使氢气能缓慢地进入纳米钯晶体溶液中，17分钟后，移去针头和毛细管；

制备储氢纳米钯脂质体功能团，与nd：yag激光波长接近，将储氢纳米钯颗粒包封在脂质体当中得到储氢纳米钯光热效应靶向释放脂质体功能团。

储氢纳米钯颗粒的直径为13.5±0.9nm，最大吸收波长为1120nm，与1064nmnd：yag激光波长接近，以4.5mg/kg的浓度包封在脂质体当中。

实施例4

在85摄氏度的磁搅拌条件下，将混合有pvp(108mg)、l-ascorbicacid(64mg)、kbr(310mg)和na2pdcl4(57mg)的水溶液(12ml)加热4小时，然后冷却至室内温度；

离心处理35min，洗涤4次后，用amicon过滤管收集和纯化纳米钯晶体；

将得到的纳米钯晶体分散在12ml的去离子水中，并在黑暗条件下进行储存，以供后续使用。

将4ml的纳米钯晶体注入一个用橡胶塞密封的20ml的小瓶中，再将110mgnabh4放入另一用橡胶塞密封的小瓶中；将两个瓶子用毛细管连接起来，用1毫升注射器将一根针头插入第一个小瓶，以便与大气连接；接着用注射器将3ml的ph＝5的硫酸溶液注入含有nabh4的第二个小瓶中；在酸性溶液存在下，nabh4能产生氢气，使氢气能缓慢地进入纳米钯晶体溶液中，18分钟后，移去针头和毛细管；

制备储氢纳米钯脂质体功能团，与nd：yag激光波长接近，将储氢纳米钯颗粒包封在脂质体当中得到储氢纳米钯光热效应靶向释放脂质体功能团。

储氢纳米钯颗粒的直径为13.5±0.9nm，最大吸收波长为1150nm，与1064nmnd：yag激光波长接近，以4.60mg/kg的浓度包封在脂质体当中。

本发明储氢纳米钯光热效应靶向释放脂质体功能团的实施方法，包括以下步骤：

s1、将储氢纳米钯脂质体功能团注入血管内，当nd：yag激光作用于靶向区域时，储氢纳米钯脂质体功能团中的储氢纳米钯颗粒以及血管中的红细胞与激光进行相互作用，在血液产生热凝结的同时，包裹储氢纳米钯颗粒的复合热敏脂质体局部温度升高；

采用静脉注射方式将储氢纳米钯脂质体功能团注入血管内，nd：yag激光的激光能量密度为10～57j/cm²，脉冲数为3～8，脉冲宽度为0.3～0.5ms，频率为1～10hz，光斑尺寸为2～4mm。

s2、当热敏脂质体功能团的局部温度升高至dspe-peg聚合物相变温度时，脂质膜与变性的peg聚合物相互作用，产生聚集现象形成囊泡堵塞病变血管；

囊泡为微米尺寸，采用32～38j/cm²入射激光能量照射10min后，囊泡生长直径为90～240μm。

s3、采用低功率密度的近红外激光照射，当复合热敏脂质体的局部温度达到脂质体相变温度时，脂质体内储氢纳米钯进行靶向释放氢气实现抗氧化治疗。

采用9～13j/cm²的低能量入射激光，利用储氢纳米钯颗粒光热效应，温度达到脂质体相变温度时，携带的氢气在病变血管区域释放。

s4、病变位置处的细胞活性氧的水平会降低，病变血管完全被堵塞造成局部缺血，随后萎缩直至消失。

请参阅图3，上排为激光照射前，下排为照射后，e＝40j/cm²血管膨胀，血管部分收缩，e＝43j/cm²伴随絮状凝块，血管线性收缩，e＝50j/cm²血管线性收缩，伴随絮状凝块，e＝57j/cm²周围组织损伤。

请参阅图4，上排为照射前，下排为照射后，e＝30j/cm²，f＝4hz，np＝4，血管膨胀，血管产生凝块，伴随囊泡产生，e＝32j/cm²，f＝4hz，np＝4，血管部分收缩，伴随凝块，e＝35j/cm²，f＝4hz，np＝4，血管完全收缩，e＝40j/cm²，f＝4hz，np＝4。

请参阅图5，d＝185μm，e＝32j/cm²，f＝4hz，andnp＝4，(a)为照射前；(b)为1.8min，血流方向由黄色箭头标注，激光诱导凝块堵塞血管的区域由黄色虚线框标注；(c)为4min；(d)为5min；(e)为7min；(f)为9min。

请参阅图6，d＝185μm，e＝35j/cm²，f＝4hz，andnp＝4，其中，(a)为照射前，(b)照射后为1.25min；(c)为2.5min；(d)为3.75min；(e)为5.7min；(f)为8.25min。

通过图3至图4可以明显观察到，固定脉宽和脉冲数，与未注射脂质体相比，注射表面修饰的复合脂质体，达到血管完全收缩所需的最低入射激光能量明显降低(从e＝50j/cm²降低至e＝35～40j/cm²)，激光治疗窗口明显提高，从1.1(e＝57j/cm²/e＝50j/cm²)至1.78(e＝57j/cm²/e＝32j/cm²)。

请参阅图4和图5，图中分别显示在不同入射激光能量密度下囊泡的生长过程。可以明显观察到，当激光能量为e＝35j/cm²时最终形成直径200μm的囊泡，明显大于激光能量为e＝32j/cm²时形成直径80μm的囊泡。

综上所述，本发明储氢纳米钯光热效应靶向释放脂质体功能团结构，结合光热响应以及血流动力学响应，利用脂质体的物理特性以及储氢纳米金颗粒的光学特性，形成尺寸较大的囊泡有效堵塞血管，保证脂质体内部储氢纳米钯颗粒在病变区域的氢气释放以及有效停留，促进血栓形成，进而完全堵塞血管，有效治疗眼底血管性疾病。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

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