一种二氧化钛碳纳米复合材料-聚合物复合水凝胶的制备方法与应用

摘要

本发明涉及二氧化钛碳纳米复合材料-聚合物复合水凝胶的制备方法与应用，可有效解决肿瘤治疗的用药，以及抗肿瘤热疗、光动力治疗中热敏剂、光敏剂、引发剂中的应用，方法是，由水热法在碳纳米管表面原位生长二氧化钛分子，光照作用下生成氧自由基引发聚乙二醇修饰的光敏单体聚合形成水凝胶，粒径为1-1000nm，碳纳米管和二氧化钛的质量比为1︰1-20，所述的二氧化钛为锐钛型二氧化钛或金红石型二氧化钛，本发明水凝胶层可有效阻止光敏剂及热敏剂流失，降低对周围正常细胞的伤害，提高二氧化钛碳纳米复合材料在肿瘤组织的有效浓度，实现肿瘤部位一次给药多次治疗的目的，增加抗肿瘤疗效，可包封具有抗肿瘤活性的光敏药物、化疗药物或基因药物。

主权项

一种二氧化钛碳纳米复合材料‑聚合物复合水凝胶的制备方法，其特征在于，由水热法在碳纳米管表面原位生长二氧化钛分子，光照作用下生成氧自由基引发聚乙二醇修饰的光敏单体聚合形成水凝胶，粒径为1‑1000nm，碳纳米管和二氧化钛的质量比为1︰1‑20，所述的二氧化钛为锐钛型二氧化钛或金红石型二氧化钛，由以下步骤实现：（1）羧基化碳纳米管的合成：称取100‑150mg碳纳米管，加入质量浓度96%‑98%的HNO₃和质量浓度65%‑68%的H₂SO₄的混合溶液100‑150ml，HNO₃和H₂SO₄的体积比1︰3，磁力搅拌24h，向混合溶液中缓慢加入质量浓度30%的20‑25ml H₂O₂，反应48h，成反应液，向反应液中加入500‑600ml超纯水进行稀释，抽滤，得滤饼，滤饼用超纯水洗至pH为7，洗涤后的滤饼60℃恒温真空干燥12‑24h，得羧基化碳纳米管；（2）二氧化钛碳纳米复合材料的合成：取上述羧基化碳纳米管90‑110mg，加入质量浓度10%的15‑20ml硝酸，搅拌、超声使其分散均匀，120℃反应60‑90min，对其表面进行改性处理，抽滤得滤饼，滤饼用超纯水洗至pH为7，60℃恒温真空干燥12‑24h，得到干燥的表面改性的羧基化碳纳米管，将1.08‑1.79gTi(SO₄)₂用水10‑15ml溶解成溶液，再将干燥的表面改性的羧基化碳纳米管加入到Ti(SO₄)₂溶液中，搅拌4h，向溶液中加入0.217‑0.362g十六烷基三甲基溴化铵，继续搅拌12h，再在120‑200℃水热反应72h，离心分离，得粗产物，将粗产物用去离子水和无水乙醇分别洗3次，然后离子交换12h，抽滤，得滤饼，滤饼60℃恒温真空干燥12h，400℃煅烧3h，得二氧化钛碳纳米复合材料；（3）二氧化钛碳纳米复合材料‑聚合物复合水凝胶的合成：配制质量浓度为0.5‑4.0 mg/ml的二氧化钛碳纳米复合材料水溶液，超声、搅拌使其均匀分散，然后加入体积量1︰1的聚乙二醇修饰的光敏单体溶液，混合均匀成预聚物，在37℃下，用可见光或近红外光对预聚物溶液进行光照1‑30 min，引发单体聚合反应成二氧化钛碳纳米复合材料‑聚合物复合水凝胶；所述的聚乙二醇修饰的光敏单体为聚乙二醇丙烯酸二酯，聚乙二醇‑N‑异丙基丙烯酸酯，聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇‑a‑羟基酸双丙烯酸酯和聚乙二醇甲基丙烯酸酯中的任一种。