一种具有pH敏感特性的可注射性的纳米复合水凝胶的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种载药可注射性复合水凝胶的制备。
【背景技术】
[0002]水凝胶是通过单个聚合物链的物理或化学交联形成的聚合物网络，能吸收大量水且在水中不溶解。水凝胶的水溶液环境更有利于保护细胞以及易失活的药物如多肽、蛋白质、寡聚核苷酸和DNA等，也有利于运输营养和细胞分泌产物等，是一种优良的组织工程支架和药物载体材料。由于水凝胶可以在一定条件下保持流动状态而在外部物理或化学刺激下形成具有一定形状和强度的体型材料，因此可以利用这种智能性来制备注射型支架，发挥其在修复形状复杂缺损以及微创治疗等方面的优势。
[0003]水凝胶前驱物为溶液状态，极易注射，在体内可快速成型，是一类最常见的可注射型生物材料。水凝胶的结构兼有固体和液体双重特性的性质，这种结构可以实现药物在孔隙中的装载，并通过扩散、渗透、降解等方式实现药物的控制释放，同时水凝胶固体的特性可以保证药物在病变的部位的释放。此外，水凝胶水溶液的环境与人体组织极其相似，柔软、润湿的表面以及与组织的亲和力大大减少了材料对周围组织的刺激，使得水凝胶具有良好的生物相容性。但是大部分抗癌药物如阿霉素、紫杉醇等是疏水性药物，疏水性药物的水溶性比较差，这些药物在水凝胶中的装载收到一定的限制。此外，由于疏水性药物与亲水性的水凝胶主链相容性差，包埋在水凝胶网络中疏水性药物会很快通过渗透的方式释放出来，这样就不能保证治疗的效果。
[0004]具有特定响应特性纳米粒子也是一种常见且有效的抗肿瘤药物载体，由于肿瘤部位通常成弱酸性，因此具有低pH响应的纳米粒子在抗肿瘤药物传递方面备受青睐。但是纳米粒子在体内的循环也带来一定的风险。
【发明内容】
[0005]本发明克服了上述可注射性水凝胶和微载体(或纳米粒子)的不足，提供了利用超分子自主装技术通过一步成型法制备具有PH敏感特性的可注射性的纳米复合水凝胶，用于疾病治疗、控制药物释放的复合药物载体。
[0006]本发明提供了一种简易的制备可注射性复合水凝胶药物载体的方法。
[0007]本发明通过改性的Hummers氧化法制备氧化石墨稀(见专利申请号:2011800485312)，通过缩醛化反应得到具有pH敏感特性的环糊精(见专利申请号:2010101817859)，通过以聚乙烯醇为乳化剂利用乳液挥发法制备含抗肿瘤药物的具有pH敏感特性的环糊精纳米粒子，按比例将氧化石墨烯溶液与上述溶液混合后形成水凝胶。
[0008]本发明的目的是通过下列步骤实现的:
[0009]步骤1:材料的准备:根据现有技术，制备冻干后的氧化石墨烯，制备具有pH敏感特性的环糊精；
[0010]步骤2:含抗肿瘤药物的pH敏感特性的环糊精纳米粒子的乳液的制备，具体包括如下步骤:
[0011]配制喜树碱/ 二甲基亚砜溶液，浓度为0.1-lOmg/mL ；
[0012]将一定质量pH敏感环糊精衍生物溶解二氯甲烷中形成环糊精/ 二氯甲烷溶液，浓度为质量体积比1% -20% ;
[0013]将上述两种溶液按一定体积比混合成油相，配比为1:10-10:1 ;密封冰浴超声粉碎2分钟；
[0014]再加入一定浓度和体积的聚乙烯醇/PBS溶液为水相，浓度为质量体积比0.1% -10% ;水油比为 2:1-20:1 ；
[0015]密封超声波细胞粉碎3min形成初乳液；
[0016]接着加入一定浓度和体积的聚乙烯醇/PBS溶液得到混合乳液，浓度为质量体积比 0.03% -5% ；
[0017]初乳液与混合乳液比为2:1-1:10;
[0018]在磁力搅拌器1300r/min下搅拌10小时，让有机溶剂充分蒸发形成含抗肿瘤药物的pH敏感特性的环糊精纳米粒子的乳液；
[0019]步骤3:复合水凝胶药物载体的制备
[0020]氧化石墨烯水溶液的制备:将一定量的氧化石墨烯/石墨烯溶于水后超声分散，其氧化石墨烯优选的浓度为l_20mg/mL，超声均匀后放置待用；
[0021]可注射性复合水凝胶的制备:按一定的比例与上述含抗肿瘤药物的pH敏感特性的环糊精纳米粒子的乳液，混合20分钟后形成复合水凝胶，其中聚乙烯醇与氧化石墨烯的质量比为0.1:1?1:1。
[0022]其中，材料的准备依据现有技术制备:(I)冻干后的氧化石墨烯(见专利申请号:2011800485312)，(2)具有pH敏感特性的环糊精(见专利申请号:2010101817859)。
[0023]步骤2中，喜树碱/ 二甲基亚砜溶液浓度为0.1-lOmg/mL ;优选浓度为Img/mL-5mg/mL，最优的浓度为5mg/mL ；
[0024]步骤2中，将一定质量pH敏感环糊精衍生物溶解二氯甲烷中形成环糊精/ 二氯甲烷溶液，浓度为 I %-20% (w/v);优选 5%-15% (w/v)，最优为 9%-11% (w/v);
[0025]步骤2中，喜树碱/ 二甲基亚砜溶液与环糊精/ 二氯甲烷溶液按一定体积混合成油相，其配比为1:10-10:1，优选配比为1:5-5:1，最优的为1:2-1:1 ；
[0026]步骤2中，聚乙烯醇/PBS (pH = 7.5)溶液，其浓度为0.1% ~10% (w/v)，优选浓度^ 0.5% -3% (w/v)，最优的浓度为 0.8% -1.2% (w/v)；
[0027]步骤2中，聚乙烯醇/PBS (pH = 7.5)溶液作为水相与作为油相的喜树碱/ 二甲基亚砜溶液与环糊精/ 二氯甲烧溶液混合液的水油比为为2:1-20:1，优选5:1-15:1，最优为9:1-10:1 ；
[0028]步骤3中，所述的氧化石墨稀的浓度5mg/mL-10mg/mL。
[0029]步骤3中，所述聚乙稀醇与氧化石墨稀的质量比为0.15:1?1:0.5，优选0.2:1?0.3:1，最优为最优的为0.2:1?0.3:1。
[0030]经过本发明的步骤本发明得到一种具有pH敏感特性的可注射性的纳米复合水凝胶。
[0031]本发明的有益效果:
[0032]本发明提供的一种具有可注射性和药物控释能力氧化石墨烯/石墨烯复合水凝胶药物载体，所得产品的性能符合药物载体的基本要求，可控制药物的释放，具有较大的社会效益和经济效益。
【附图说明】
[0033]图1是实施例1、实施例2、对比例的储能模量的流变图。
[0034]图2是实施例1、实施例2、对比例的损耗模量的流变图。
[0035]图3是载着喜树碱(包含在纳米微球中)的氧化石墨烯水凝胶在不同PH条件下药物释放的曲线。
[0036]图标说明:A代表对比例、B代表实施例1、C代表实施例2。
【具体实施方式】
[0037]下面结合具体实施例和【附图说明】本发明的具体过程。
[0038]实施例1
[0039]配制一定溶度的喜树碱/ 二甲基亚砜溶液，最终的浓度为5mg/mL ;将一定质量pH敏感环糊精衍生物溶解二氯甲烷中形成环糊精/ 二氯甲烷溶液，浓度为5% (w/v);将上述两种溶液按一定体积混合成油相，配比1:1 ;密封冰浴超声粉碎2min，再加入一定浓度和体积的聚乙烯醇/PBS (pH = 7.5)溶液，浓度为1% (w/v);水油比为10:1 ;密封超声波细胞粉碎3min形成初乳液，接着加入一定浓度和体积的聚乙烯醇/PBS (pH = 7.5)溶液得到混合乳液，浓度为0.3% (w/v);初乳液与混合乳液比为1:2，在磁力搅拌器1300r/min下搅拌1h,让有机溶剂充分蒸发形成含抗肿瘤药物的pH敏感特性的环糊精纳米粒子的乳液。
[0040]氧化石墨烯水溶液的制备:将一定量的氧化石墨烯/石墨烯溶于水后超声分散，其氧化石墨稀的为7.8mg/mL，超声均勾后放置待用。
[0041]可注射性复合水凝胶的制备:按一定的比例与上述含抗肿瘤药物的pH敏感特性的环糊精纳米粒子的乳液，混合20min后形成复合水凝胶。聚乙烯醇与氧化石墨烯的质量比为最优的为0.25:1。
[0042]实施例2
[0043]配制一定溶度的喜树碱/ 二甲基亚砜溶液，最终的浓度为5mg/mL ;将一定质量pH敏感环糊精衍生物溶解二氯甲烷中形成环糊精/二氯甲烷溶液，浓度为10% (w/v);将上述两种溶液按一定体积混合成油相，配比1:1 ;密封冰浴超声粉碎2min，再加入一定浓度和体积的聚乙烯醇/PBS (pH = 7.5)溶液，浓度为1% (w/v);水油比为10:1 ;密封超声波细胞粉碎3min形成初乳液，接着加入一定浓度和体积的聚乙烯醇/PBS (pH = 7.5)溶液得到混合乳液，浓度为0.3% (w/v);初乳液与混合乳液比为1:2，在磁力搅拌器1300r/min下搅拌1h,让有机溶剂充分蒸发形成含抗肿瘤药物的pH敏感特性的环糊精纳米粒子的乳液。
[0044]氧化石墨烯水溶液的制备:将一定量的氧化石墨烯/石墨烯溶于水后超声分散，其氧化石墨稀的为7.8mg/mL，超声均勾后放置待用。
[0045]可注射性复合水凝胶的制备:按一定的比例与上述含抗肿瘤药物的pH敏感特性的环糊精纳米粒子的乳液，混合20min后形成复合水凝胶。聚乙烯醇与氧化石墨烯的质量比为最优的为0.25:1。
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