一种防护毫米波损伤的药物组合物、使用方法及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了水凝胶在制备防护毫米波损伤药物中的应用，由水凝胶制备的防护毫米波损伤的药物组合物及其使用方法。其核心在于将水凝胶外敷在动物皮肤表面上，形成一定厚度的凝胶防护层，即构成一层“人工假皮”防护层，可以充分吸收作用于皮肤表面的毫米波，从而显著减少或消除毫米波对皮肤等组织造成的损伤，并且无毒副作用。此外，水凝胶来源广泛，制作工艺简单，副作用少，质量稳定可控，可以其为起效成分制备防护毫米波损伤的药物，尤其可用于预防和治疗长期暴露于毫米波环境的生物损伤，应用前景广阔。
【专利说明】一种防护毫米波损伤的药物组合物、使用方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医药领域，特别是涉及一种用于防护毫米波损伤的药物组合物及这种 组合物的使用方法和在制备防护毫米波损伤的药物中的应用。
【背景技术】
[0002] 毫米波（Millimeter wave，MMW)是介于微波与光波之间的电磁波，频率为 30-300GHZ，波长l-10mm。毫米波的波长短，频率高，穿透深度小，且易被水和含水多的生 物组织吸收。人体组织富含水分，因而毫米波对人体皮肤的穿透能力差，只能透过浅层皮 肤，在深度为〇. 4mm的人体组织中就有约70%的能量被吸收；且随着毫米波频率的增加， 穿透深度降低，如30GHz毫米波对皮肤的穿透深度为0. 78mm，100GHz毫米波的穿透深度为 0. 318mm。
[0003] 随着高功率微波武器、激光武器等新概念武器在现代战争中的广泛应用，高功率 毫米波武器-非致命"主动拒止系统"（active denial system, ADS)在军事上的应用逐 渐受到重视。毫米波武器发射出的毫米波电磁脉冲以光速直接作用于皮肤，也能穿透衣物 作用于浅层皮肤，对人体皮肤造成火烧般的刺痛，毫米波电磁脉冲一离开皮肤这种痛感就 消失。毫米波持续直接照射可造成角膜、皮肤等组织的损伤，但对内脏器官等没有明显的损 伤，通常也不会产生致死效应。由于这种武器不会像其他武器一般给人体带来杀伤性伤害， t匕如，各种枪械、炸弹、火炮、生化武器等，因此这种毫米波武器除了可以用于作战，更适用 于维和行动、执行人道主义任务以及其它不需要置人于伤残、死亡的场合，如为了不造成平 民伤亡，用毫米波武器驱散拥挤的人群，从而避免武装分子借着拥挤人群的掩护发动袭击。
[0004] 虽然目前多国都在研发高功率的毫米波武器，但是用于防护毫米波损伤的药物却 尚未见报道。随着毫米波武器越来越大范围的推广，对毫米波损伤防护药物的需求也会越 来越多，尽快研发出防护毫米波损伤的药物成为当前本领域技术人员急需攻克的重要课 题。
【发明内容】
[0005] 本发明的主要目的在于提供水凝胶的一种新用途，即将水凝胶用于制备防护毫米 波损伤药物。
[0006] 所述水凝胶选自温度敏感型原位凝胶、卡波姆水凝胶、聚乙烯醇-明胶水凝胶、透 明质酸-羧甲基纤维素钠水凝胶、聚乙烯醇-壳聚糖水凝胶和海藻酸钠-壳聚糖衍生物水 凝胶中的一种。
[0007] 所述水凝胶为以下之一：
[0008] 温度敏感型原位凝胶：其中包括10-30% (质量/体积百分数，单位g/100mL)的 泊洛沙姆407和10-30% (质量/体积百分数，单位g/100mL)的泊洛沙姆188 ;
[0009] 卡波姆水凝胶：其中卡波姆含量为0. 5-3% (质量/体积百分数，单位g/100mL);
[0010] 聚乙烯醇-明胶水凝胶：其中聚乙烯醇含量为5-20% (质量/体积百分数，单位 g/lOOmL)，明胶含量为5-15% (质量/体积百分数，单位g/lOOmL);
[0011] 透明质酸-羧甲基纤维素钠水凝胶：其中包括〇. 5-4% (质量/体积百分数，单位 g/100mL)的透明质酸和0. 1-2% (质量/体积百分数，单位g/100mL)的羧甲基纤维素钠；
[0012] 聚乙烯醇-壳聚糖水凝胶：其中包括1-6% (质量/体积百分数，单位g/100mL)的 聚乙烯醇和0. 5-3% (质量/体积百分数，单位g/100mL)的壳聚糖；
[0013] 海藻酸钠-壳聚糖衍生物水凝胶：其中包括0. 5-5% (质量/体积百分数，单位 g/100mL)的海藻酸钠和0. 5-3% (质量/体积百分数，单位g/100mL)的壳聚糖衍生物。
[0014] 所述水凝胶是由上面提及的水凝胶中的功能成分任意至少两种组合而成的复合 水凝胶；所述水凝胶中的功能成分分别为泊洛沙姆407、卡波姆、聚乙烯醇、透明质酸、聚乙 烯醇和海藻酸钠。
[0015] 所述复合水凝胶为以下之一：
[0016] 泊洛沙姆-卡波姆复合水凝胶：其中包括5-25 % (质量/体积百分数，单位 g/100mL)的泊洛沙姆407和0· 2-4% (质量/体积百分数，单位g/100mL)的卡波姆；
[0017] 透明质酸-海藻酸钠-聚乙烯醇复合水凝胶：其中包括0. 5-4% (质量/体积百 分数，单位g/l〇〇mL)的透明质酸、0. 5-5% (质量/体积百分数，单位g/100mL)的海藻酸钠 和1-3% (质量/体积百分数，单位g/100mL)的聚乙烯醇。
[0018] 所述水凝胶中还包括清凉制剂和/或促伤口愈合制剂。
[0019] 所述清凉制剂包括但不限于薄荷醇、冰片和芦荟提取物中的一种或多种；所述促 伤口愈合制剂包括但不限于血管内皮生长因子和/或碱性成纤维细胞生长因子。
[0020] 所述水凝胶中薄荷醇的浓度为20mg/mL ;所述水凝胶中血管内皮生长因子的浓度 为50μ g/mL ;所述水凝胶中碱性成纤维细胞生长因子的浓度为300-600IU/mL。
[0021] 本发明的另一目的在于提供一种用于防护毫米波损伤的药物组合物，该药物组合 物是由上述复合水凝胶制备而成。
[0022] 本发明还有一个目的在于提供由这种药物组合物的使用方法，将所述水凝胶涂抹 在皮肤表层，用量为0. 5-lmL水凝胶/25_2皮肤/次，一天涂2-3次，持续4-6天。
[0023] 以上本发明公开了水凝胶在制备防护毫米波损伤药物中的应用。其核心在于将上 述水凝胶外敷在动物皮肤表面上，形成一定厚度的凝胶防护层，即构成一层"人工假皮"防 护层，可以充分吸收作用于皮肤表面的毫米波，从而显著减少或消除毫米波对皮肤等组织 造成的损伤，并且无毒副作用。还可根据实际需要，在水凝胶中加载药物，在防护毫米波的 同时，治疗别的疾病。此外，水凝胶来源广泛，制作工艺简单，副作用少，质量稳定可控，可以 其为起效成分制备防护毫米波损伤的药物，尤其可用于预防和治疗长期暴露于毫米波环境 的生物损伤，应用前景广阔。
[0024] 下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图la为温度敏感型原位凝胶对小鼠毫米波辐射损伤的防护中各组小鼠出现逃逸 的时间和体表最高温度柱图；
[0026] 图lb为温度敏感型原位凝胶对小鼠毫米波辐射损伤的防护前后各组小鼠体表最 高温度柱图；
[0027] 图2a为卡波姆水凝胶对小鼠毫米波辐射损伤的防护中各组小鼠出现逃逸的时间 和体表最高温度柱图；
[0028] 图2b为卡波姆水凝胶对小鼠毫米波辐射损伤的防护前后各组小鼠体表最高温度 柱图；
[0029] 图3a为聚乙烯醇-明胶水凝胶对小鼠毫米波辐射损伤的防护中各组小鼠出现逃 逸的时间和体表最高温度柱图；
[0030] 图3b为聚乙烯醇-明胶水凝胶对小鼠毫米波辐射损伤的防护前后各组小鼠体表 最高温度柱图；
[0031] 图4a为载有BFGF水凝胶对小鼠毫米波辐射损伤的防护前后各组小鼠体表最高温 度柱图；
[0032] 图4b为载有BFGF水凝胶对伤口愈合作用的线条图。
【具体实施方式】
[0033] 水凝胶（Hydrogel)是一种以水为分散介质的凝胶，是在具有网状交联结构的水 溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基，其中，亲水残基与水分子结合，将水分子连 接在网状内部，而疏水残基遇水膨胀形成的交联聚合物，就称为水凝胶。水凝胶具有三维 网络，性质柔软，能保持一定的形状，同时能吸收大量的水份，被用作栓塞材料、药物控释载 体和组织工程支架等，但是将水凝胶用于制备防护毫米波损伤的药物还未见报道。因此若 能将各种水凝胶用于制备防护毫米波损伤的特效药物，将为本领域开拓出一个新的研究方 向，基于水凝胶制备出的特效药物也会具有潜在的应用前景。
[0034] 经过一定数量实验的筛选，以下水凝胶可用于制备防护毫米波损伤的药物：温度 敏感型原位凝胶、卡波姆水凝胶、聚乙烯醇-明胶水凝胶、透明质酸-羧甲基纤维素钠水凝 胶、聚乙烯醇-壳聚糖水凝胶、海藻酸钠-壳聚糖衍生物水凝胶，这些水凝胶都只含有一种 功能成分，因此也叫做单一功能成分的水凝胶；除了筛选出这些水凝胶外，还发现取上述水 凝胶中功能成分的至少两种组合而成的复合水凝胶也能够用于制备防护毫米波损伤的药 物，复合水凝胶可以是泊洛沙姆-卡波姆复合水凝胶、透明质酸-海藻酸钠-聚乙烯醇复合 水凝胶。
[0035] 实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的 操作过程，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发 明。
[0036] 实施例中所用到的生物材料的来源是广泛的，任何不违反法律和道德伦理能够获 取的生物材料都可以按照实施例中的提示替换使用。所用方法如无特别说明均为常规方 法。如无特别说明，各实施例中相同名称的材料或试剂内容相同。
[0037] 实施例1、水凝胶的制备
[0038] -、温度敏感型原位凝胶的制备
[0039] 原位凝胶（in situ gel)是一类以溶液状态给药后，能在用药部位立即发生相转 变，由液态转化成为非化学交联半固体凝胶的水凝胶。原位凝胶具有凝胶的亲水性三维网 络结构及良好的组织相容性，同时，独特的溶液-凝胶转变性质使其兼有制备简单、使用方 便、与黏膜组织亲和力强、滞留时间长等优点。原位凝胶的形成机制是利用高分子材料对外 界刺激的响应，使聚合物在生理条件下发生分散状态或构象的可逆变化，完成由溶液向凝 胶的转化过程。相应地，这种特殊的凝胶可分为温度、离子强度或pH敏感等类型。其中，温 度敏感型原位凝胶是目前研究最广泛的一种原位凝胶。其对温度变化的响应有两种类型， 一种是高温收缩型：随温度升高而水溶性降低，另一种是低温收缩型：温度降低时水溶性 降低。本实施例中使用的是前者。
[0040] 制备时，取12g泊洛沙姆407、12g泊洛沙姆188于20mL水中，搅拌使其分散，然后 置于4°C条件下放置6小时以上，再加水至50mL，即得到泊洛沙姆407浓度为24% (质量/ 体积百分数，单位g/l〇〇mL)的温度敏感型原位凝胶（由于泊洛沙姆407是该凝胶中的功能 成分，因此用此物质的浓度来表示该凝胶的浓度），编号为1 #水凝胶。
[0041] 二、卡波姆水凝胶的制备
[0042] 卡波姆（carbomer)是丙烯酸键合烯丙基蔗糖或季戊四醇烯丙醚的高分子聚合 物，是一类非常重要的流变调节剂，中和后的卡波姆是优秀的凝胶基质，有增稠、悬浮等重 要用途，工艺简单，稳定性好，广泛应用于乳液、膏霜、凝胶中。卡波姆溶液在pH为6-12时可 胶凝成稳定的水凝胶，是水凝胶中的功能成分，其释药快、易涂展，对皮肤和粘膜无刺激性， 具有很好的生物粘附性。
[0043] 制备时，取1. 2g卡波姆加入75mL水中，边加边搅拌，加完卡波姆后继续搅拌使其 完全溶解，放置6小时以上，得到卡波姆溶液；再取2g三乙醇胺与3mL乙醇混合均匀，然后 加入得到的卡波姆溶液中，边加边搅拌，加完后继续搅拌l〇min，得到卡波姆凝胶，编号为2 # 水凝胶。
[0044] 三、聚乙烯醇-明胶水凝胶的制备
[0045] 聚乙烯醇（PVA)是一种常见的水溶性高分子之一，其分子主链为碳链，每一个重 复单元上含有一个羟基，由于羟基尺寸小、极性强，容易形成氢键，因此PVA具有良好的水 溶性、成膜性、黏结力和乳化性，良好的耐油脂性和耐溶剂性；PVA在室温下通过氢键形成 水凝胶，该水凝胶由于其含水量高、毒性低、生物相容性好、易于加工等特点逐渐被广泛应 用，主要涉及农业、工业、医疗卫生等领域，但是它的机械性能很差，生物降解性也不能得到 控制，因此不能单独使用。明胶是由胶原蛋白水解得到，来源丰富，由于具有良好的生物亲 和性和可降解性而广泛用于医学领域；但未交联的明胶存在硬脆、力学性能差等缺点。而聚 乙烯醇和明胶交联后形成的PVA-明胶水凝胶则是一种新型的水凝胶伤口敷料，其中聚乙 烯醇是功能成分，研究证实该水凝胶膜具有良好的理化性能，如合适的溶胀度和抗涨强度， 具有良好的亲水性和通透性，能够允许氧和水分子通过而不让细菌通过。
[0046] 制备时，取2g聚乙烯醇置于20mL水中，加热至90°C使聚乙烯醇溶解；加入lg明 胶搅拌均匀，再加入〇. OlmLIO% (v/v)的盐酸于室温20°C搅拌4h至混合均匀；反应充分后 浇注到模具中冷冻12h，再加热熔融，冷冻和加热熔融过程重复2-3次后，用水洗净残留的 盐酸，干燥，即得膜状PVA-明胶水凝胶，编号为3 #水凝胶。
[0047] 四、透明质酸-羧甲基纤维素钠水凝胶的制备
[0048] 透明质酸是一种酸性粘多糖，以其独特的分子结构和理化性质在机体内显示出多 种重要的生理功能，如润滑关节，调节血管壁的通透性，调节蛋白质、水电解质扩散及运转， 促进创伤愈合等。尤为重要的是，透明质酸具有特殊的保水作用（2%的透明质酸水溶液能 牢固地保持98%水分）。透明质酸是一种多功能基质，广泛分布于人体各部位，尤其是皮肤 中含有大量的透明质酸。它可以改善皮肤营养代谢，使皮肤柔嫩、光滑、增加弹性，在保湿的 同时又是良好的透皮吸收促进剂。
[0049] 竣甲基纤维素纳（Carboxymethylcellulose sodium，CMCNa)为纤维素竣甲基酿的 钠盐，易于分散在水中成透明胶状溶液，经WHO批准能够用于食品，在食品工业中用作增稠 齐IJ，医药工业中用作药物载体，日用化学工业中用作黏结剂、抗再沉凝剂，印染工业中用作 上浆剂和印花糊料的保护胶体等，在石油化工中可作为采油压裂液成分。
[0050] 制备时，将约50mL蒸馏水煮沸，加入丙二醇混匀，冷却至50-60°C，在搅拌状态下 加入2. 5g透明质酸和0. 5g羧甲基纤维素钠，混合均匀后静置24h，使其充分溶胀，再加水至 100mL并混合均匀，即得透明质酸-羧甲基纤维素钠水凝胶，编号为4 #水凝胶，其中透明质 酸是功能成分。
[0051] 五、聚乙烯醇-壳聚糖水凝胶的制备
[0052] 壳聚糖是自然界中唯一阳离子聚合物，其资源量仅次于自然界中含量最为丰富的 纤维素，由于壳聚糖具有良好的生物相容性和生物降解性，广泛应用于医学、食品、生物工 程和纺织等领域。壳聚糖分子中含有大量的氨基，使壳聚糖凝胶具有pH/离子敏感性，但单 一组分的壳聚糖凝胶强度较差，从而限制了其应用。
[0053] 由于聚乙烯醇高分子链上不含离子基团，故聚乙烯醇凝胶不具有pH/离子敏感 性。将聚乙烯醇与壳聚糖共混可得到既具有较好机械强度、又具有刺激响应性复合水凝胶， 聚乙烯醇为该类水凝胶中的功能成分。
[0054] 制备时，取3g聚乙烯醇于20mL水中，加热使聚乙烯醇溶解；冷却后加入2mL冰醋 酸混匀，搅拌状态下加入lg壳聚糖，静置12h，使其充分溶胀；再加水至100mL并混合均匀， 即得PVA-壳聚糖水凝胶，编号为5 #水凝胶。
[0055] 六、海藻酸钠-壳聚糖衍生物水凝胶的制备
[0056] 海藻酸钠是一种广泛存在于各类棕色海藻中的天然高分子，可与多价阳离子形成 简单的凝胶，是形成的水凝胶中的功能成分，成胶条件温和，且这种凝胶对机体无毒性，被 用作药物包埋材料。
[0057] 壳聚糖如本实施例中介绍，含有一级和二级羟基以及一级氨基基团，因此它可进 行许多衍生化反应，得到多种多样的衍生物。不同的基团对壳聚糖性质的影响不同，可以有 选择性地对壳聚糖进行定位化学修饰，制备出许多具有特殊功能的壳聚糖衍生物。
[0058] 制备时，取100mL水在搅拌状态下加入4g N，0-羧甲基壳聚糖，混合均匀后静置 12h，使其充分溶胀；取4. 8g海藻酸钠加入80mL水中，混合均匀后静置24h，使其充分溶胀； 将配制好的海藻酸钠溶液加入N，0-羧甲基壳聚糖水溶液中混匀，于37°C孵育15min，加水 至200mL，即得海藻酸钠-壳聚糖衍生物水凝胶，编号为6 #水凝胶。
[0059] 以上只制备了具有单一功能成分的水凝胶，为了更全面地证实水凝胶在防护毫米 波损伤中的应用，以下制备了几种具有多种功能成分的水凝胶。
[0060] 七、泊洛沙姆-卡波姆复合水凝胶的制备
[0061] 取12g泊洛沙姆407和lg卡波姆于50mL水中，搅拌使其分散，然后置于4°C条件 下放置6h以上，得到泊洛沙姆-卡波姆溶液；再取2g三乙醇胺与3mL乙醇混合均匀，然后加 入得到的泊洛沙姆-卡波姆溶液中，边加边搅拌，加完后继续搅拌l〇min，再加水至100mL， 即得到泊洛沙姆-卡波姆复合水凝胶，编号为7 #水凝胶。
[0062] 八、透明质酸-海藻酸钠-聚乙烯醇复合水凝胶的制备
[0063] 取2g聚乙烯醇、2g透明质酸于20mL水中，加热至90°C使其充分溶解，得到透明 质酸-聚乙烯醇溶液；取3g海藻酸钠于50mL水中，静置24h，使其充分溶胀，得到海藻酸 钠溶液；将透明质酸-聚乙烯醇溶液和海藻酸钠溶液混合均匀，加水至l〇〇mL，即得透明质 酸-海藻酸钠-PVA复合水凝胶，编号为8 #水凝胶。
[0064] 实施例2、载有药物水凝胶的制备
[0065] 一、载有VEGF水凝胶的制备
[0066] 血管内皮细胞生长因子（vascular endothelial growth factor, VEGF)是一种与 血管生长有关的特异性生长因子，能特异性作用于血管内皮细胞上的特异性受体，使内皮 细胞发生迁移、增殖，从而具有促进内皮增生、加速新生血管形成、减少瘢痕的作用。
[0067] 制备时，用水溶解VEGF，得到VEGF的水溶液，再将其VEGF的水溶液加入实施例1 制备的水凝胶中，混合均匀，即可。
[0068] 例如，取12g泊洛沙姆407、12g泊洛沙姆188于20mL水中，搅拌使其分散，然后置 于4°C条件下放置6小时以上，即得到泊洛沙姆407浓度为60% (质量/体积百分数，单位 g/100mL)的温度敏感型原位凝胶；用10mL水溶解2. 5mgVEGF得到VEGF的水溶液；将两者 混合再加水至50mL，即得到50 μ g/mL的载有VEGF泊洛沙姆水凝胶，编号为9#水凝胶。
[0069] 二、载有BFGF水凝胶的制备
[0070] 喊性成纤维细胞生长因子（basic fibrablast growth facetor, BFGF)是一种多 功能细胞生长因子，对各种创面修复疗效显著，可提高创面愈合质量。将其加入水凝胶基质 中，除发挥防护毫米波损伤作用之外，还能延长BFGF自身在创面局部滞留时间，发挥促愈 合作用。
[0071] 制备时，在实施例1制备好的水凝胶中加入BFGF，搅拌均匀后放置6小时以上，即 可。
[0072] 例如，取12g泊洛沙姆407、12g泊洛沙姆188于20mL水中，搅拌使其分散，加入 30,000IU的BFGF，搅拌均匀然后置于4°C条件下放置6小时以上，再加水至50mL，即得到载 有VEGF泊洛沙姆水凝胶，编号为10 #水凝胶。或者取1. 2g卡波姆加入75mL水中，边加边 搅拌，加完卡波姆后继续搅拌使其完全溶解，再加入30, 000IU的BFGF，放置6小时以上，得 到BFGF卡波姆溶液；再取2g三乙醇胺与3mL乙醇混合均匀，然后加入得到的BFGF卡波姆 溶液中，边加边搅拌，加完后加水至100mL，继续搅拌10min，得到载有BFGF卡波姆水凝胶。
[0073] 三、载有清凉制剂水凝胶的制备
[0074] 清凉制剂顾名思义是能够使皮肤局部产生清凉感的制剂，常用的有薄荷醇、冰片、 芦荟提取物等。薄荷醇能刺激皮肤神经末梢感受器，产生凉的感觉，并能缓慢地渗透入皮 内，达到治疗表皮充血的效果，发挥局部止痒、止痛、清凉的作用；冰片还有消肿止痛的功 效；芦荟提取物具有保护皮肤黏膜、泻火、凉血、止痛的功效，尤其适用于烧烫伤。在水凝胶 中加入这样的清凉制剂不仅能起到防护毫米波损伤的作用，还能够增加皮肤舒适度并起到 治疗毫米波损伤的效果。
[0075] 例如，取12g泊洛沙姆407、12g泊洛沙姆188于20mL水中，搅拌使其分散，然后置 于4°C条件下放置6小时以上，即得到泊洛沙姆407浓度为60% (质量/体积百分数，单位 g/100mL)的温度敏感型原位凝胶；用2mL乙醇溶解lg薄荷醇得到薄荷醇的乙醇溶液；将两 者混合再加水至50mL，即得到20mg/mL的载有薄荷醇泊洛沙姆水凝胶，编号为11#水凝胶。 [0076] 实施例3、检测水凝胶对小鼠高功率毫米波辐射损伤的防护效应
[0077] ―、材料、方法
[0078] 辐射源：工作频率为35GHz、最大输出功率13. 2W;8mm高功率毫米波源购自西安黄 河机电有限公司。
[0079] 实验动物：雄性Balb/c小鼠20只，购自北京维通利华实验动物有限公司。小鼠饲 养环境温度为22±2°C，湿度为50±5%，动物可自由取食，实验开始时动物体重为20-24g。
[0080] 实验分组：对照组：背部表皮涂lmL蒸馏水、辐射组：处于屏蔽室中接受毫米波辐 射、给药组：背部表皮涂lmL水凝胶。
[0081] 评价药物：使用实施例1及2制备的产品。
[0082] 实验方法：去除小鼠背部毛发，称量体重后，用胶布将小鼠固定在特制木板上，高 功率毫米波辐射动物背部；照射参数为：脉宽〇. 5 μ S，重复频率1000Hz，电压13KV，辐射 2min。实验中动物背部置于高功率毫米波源聚焦天线的正下方接受辐射。辐射过程中用红 外测温仪实时测量动物背部的温度，并用视频监控系统实时记录小鼠的逃逸行为发生时间 以及行为学变化。
[0083] 二、结果
[0084] 1、温度敏感型原位凝胶对小鼠毫米波辐射损伤的防护效应的检测结果如图la和 lb〇
[0085] 结果显示，辐射组小鼠于照射14. 29±0. 92s出现逃逸反应；给药组小鼠于辐射 后65. 39±9. 41s发生逃逸，显著滞后于辐射组（p〈0. 05,图la);对照组小鼠于辐射后 17. 62±6. 72s发生逃逸，逃逸发生时间与辐射组无显著差异、与给药组差异显著（p〈0. 05， 图la)。小鼠体表涂抹水凝胶或蒸馏水后（即给药组和对照组），体表温度稍低于辐射组 (图lb)，但无显著差异，辐射结束时的最高体表温度在三组间也未见显著差异（图lb)。
[0086] 上述结果表明，温度敏感型原位凝胶可以显著推迟小鼠出现逃逸的时间，且给药 组小鼠的背部皮肤组织未见明显损伤，而辐射组小鼠的背部皮肤出现红肿且皮肤温度短时 间内迅速升至痛觉阈值（42°C )，导致小鼠出现逃逸反应。这是由于水凝胶能够在动物体表 形成防护层，充分吸收毫米波的能量，显著推迟动物感受毫米波刺痛的时间，从而显著推迟 了动物发生逃逸的时间。可见，温度敏感型原位凝胶具有很好的高功率毫米波损伤防护效 果，且具有生物安全性。因而，可以将温度敏感型原位凝胶作为制备高功率毫米波辐射损伤 防护的药物。
[0087] 2、卡波姆水凝胶对小鼠毫米波辐射损伤的防护效应的检测结果如图2a和2b。
[0088] 结果显示，辐射组小鼠于照射14. 29±0. 92s出现逃逸反应（图2a);给药组小鼠 于辐射后61. 35±6. 78s发生逃逸，显著滞后于辐射组（p〈0. 01，图2a);对照组小鼠于辐射 后17. 62±6. 72s发生逃逸（图2a)，逃逸发生时间与辐射组无显著差异、与给药组差异显著 (p〈0.01，图2a)。小鼠体表涂抹水凝胶或蒸馏水后（即给药组和对照组），体表温度稍低于 辐射组（图2b)，但无显著差异，辐射结束时的最高体表温度在三组间也未见显著差异（图 2b)。
[0089] 上述结果表明，辐射组小鼠的背部皮肤出现红肿，温度短时间内迅速升至痛觉阈 值（42°C)，导致小鼠出现逃逸反应，而卡波姆水凝胶不仅可以显著推迟小鼠出现逃逸的时 间，且小鼠的背部皮肤组织未见明显损伤。这是由于卡波姆水凝胶能够在动物体表形成防 护层，充分吸收毫米波的能量，显著推迟动物感受毫米波刺痛的时间，从而显著推迟了动物 发生逃逸的时间。可见，卡波姆水凝胶具有很好的高功率毫米波损伤防护效果，且具有生物 安全性。因而，可以将卡波姆水凝胶作为制备高功率毫米波辐射损伤防护的药物。
[0090] 3、聚乙烯醇-明胶水凝胶对小鼠毫米波辐射损伤的防护效应的检测结果如图3a 和3b。
[0091] 结果显示，辐射组小鼠于照射14. 29±0. 92s出现逃逸反应（图3a);给药组小鼠 于辐射后110. 19 ±5. 78s发生逃逸，显著滞后于辐射组（p〈0. 01，图3a);对照组小鼠于辐射 后17. 62±6. 72s发生逃逸（图3a)，逃逸发生时间与辐射组无显著差异、与给药组差异显著 (p〈0.01，图3a)。小鼠体表涂抹水凝胶或蒸馏水后（即给药组和对照组），体表温度稍低于 辐射组（图3b)，但无显著差异，辐射结束时的最高体表温度在三组间也未见显著差异（图 3b)。
[0092] 上述结果表明，辐射组小鼠的背部皮肤出现水泡，温度短时间内迅速升至痛觉阈 值（42°C )，导致小鼠出现逃逸反应，而聚乙烯醇-明胶水凝胶不仅可以显著推迟小鼠出现 逃逸的时间，而且小鼠的背部皮肤组织未见明显损伤。这是由于聚乙烯醇-明胶水凝胶能 够在动物体表形成防护层，充分吸收毫米波的能量，显著推迟动物感受毫米波刺痛的时间， 从而显著推迟了动物发生逃逸的时间。可见，聚乙烯醇-明胶水凝胶具有很好的高功率毫 米波损伤防护效果，且具有生物安全性。因而，可以将聚乙烯醇-明胶水凝胶作为制备高功 率毫米波辐射损伤防护的药物。
[0093] 4、其他水凝胶对小鼠毫米波辐射损伤的防护效应
[0094] 水凝胶均可以显著推迟小鼠出现逃逸的时间（结果见表1)，且给药组小 鼠的背部皮肤组织未见明显损伤，而辐射组小鼠的背部皮肤不同程度的烧伤，如红肿、有渗 出、水肿、甚至水泡，皮肤温度短时间内迅速升至痛觉阈值（42°C )，导致小鼠出现逃逸反 应。这是均是由于水凝胶能够在动物体表形成防护层，充分吸收毫米波的能量，显著推迟动 物感受毫米波刺痛的时间，从而显著推迟了动物发生逃逸的时间。
[0095] 5、结论
[0096] 上述多种水凝胶组中小鼠的逃逸时间均不同（见表1)，呈现出复合水凝胶组>单 一功能成分的水凝胶组>对照组>辐射组的现象；在复合水凝胶中，8 #水凝胶组的小鼠逃 逸时间> 7#水凝胶组；载药水凝胶组中，当载药基质相同的情况下，载有清凉制剂组>载有 BFGF组>载有VEGF组，但只有载有清凉制剂组比单一功能成分水凝胶的逃逸时间都长，载 有BFGF和VEGF组均与单一功能成分的水凝胶组无异；单一功能成分的水凝胶组中，3 #水凝 胶组> 5#水凝胶组> 4#水凝胶组> 6#水凝胶组> 1#水凝胶组> 2#水凝胶组。这个结果 说明了复合水凝胶比单一功能成分水凝胶和载药水凝胶的对毫米波损伤的防护效果更好； 加入了清凉制剂的单一功能成分水凝胶比其它载药和不载药的单一功能成分水凝胶的逃 逸时间长，说明清凉制剂能够一定程度上降低毫米波损伤带来的痛感；此外，无论是复合水 凝胶还是单一功能成分水凝胶，含有聚乙烯醇的水凝胶效果都显著优于不含它的，表明聚 乙烯醇在防护毫米波损伤方面表现突出。
[0097] 由表1可以看出各组小鼠在实验结束后背部皮肤温度的升高程度均不同，总体呈 现出辐射组 > 对照组 > 给药组。小鼠背部皮肤温度升高得越高说明毫米波对背部皮肤的损 伤越大，这与观察到的背部皮肤损伤情况一致，辐射组最严重，对照组次之，而给药组则无 明显损伤，说明水凝胶能够很有效地防护毫米波的损伤。但是不难发现，虽然涂抹水凝胶 后，小鼠的背部皮肤均无明显损伤，但各水凝胶组小鼠的背部皮肤温度升高程度是不同的， 具有单一功能成分的水凝胶组> 载药水凝胶组 > 复合水凝胶组的特点，说明复合水凝胶对 防护毫米波的损伤效果最好，载药水凝胶次之。其中，复合水凝胶组中，8#水凝胶组的防护 效果优于7 #水凝胶组；载药水凝胶组中，在载药基质相同的情况下，载有薄荷醇水凝胶组的 防护效果优于载有VEGF组和载有BFGF组，说明清凉制剂确实能够降低背部皮肤的温度；单 一功能成分的水凝胶组中，防护效果是这样的：3 #水凝胶组> 5#水凝胶组> 4#水凝胶组> 6#水凝胶组> 1#水凝胶组> 2#水凝胶组，由此可以看出，功能成分为聚乙烯醇的水凝胶优 于其他各组水凝胶，4#水凝胶组的防护能力因为其功能成分透明质酸具有很强的保水能力 而仅次于功能成分为聚乙烯醇的组。综合来看，功能成分含有聚乙烯醇的组对毫米波损伤 的防护效果明显优于同类型的其他各组，这个结果与小鼠逃逸时间的结果不谋而合，充分 表明了聚乙烯醇在防护毫米波损伤中的显著效果，此外，载有清凉制剂（如薄荷醇）、载有 VEGF和BFGF的水凝胶也能一定程度上降低皮肤温度，尤其是载有清凉制剂的水凝胶，不仅 能带来清凉感，降低背部皮肤对温度升高带来的痛感，而且能够降低皮肤表层的温度，对毫 米波的防护作用更好，仅次于复合水凝胶。其他组水凝胶的防护效果都优于对照组，说明对 毫米波的防护也是有较好效果的。
[0098] 表1水凝胶对小鼠高功率毫米波辐射损伤的防护效应
[0099]
【权利要求】
1. 水凝胶在制备防护毫米波损伤药物中的应用。
2. 根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述水凝胶选自温度敏感型原位凝胶、卡波 姆水凝胶、聚乙烯醇-明胶水凝胶、透明质酸-羧甲基纤维素钠水凝胶、聚乙烯醇-壳聚糖 水凝胶和海藻酸钠-壳聚糖衍生物水凝胶中的一种。
3. 根据权利要求2所述应用，其特征在于，所述水凝胶为以下之一： 温度敏感型原位凝胶：其中包括10-30% (质量/体积百分数，单位g/100mL)的泊洛 沙姆407和10-30% (质量/体积百分数，单位g/100mL)的泊洛沙姆188 ; 卡波姆水凝胶：其中卡波姆含量为0.5-3% (质量/体积百分数，单位g/100mL); 聚乙烯醇-明胶水凝胶：其中聚乙烯醇含量为5-20 % (质量/体积百分数，单位 g/100mL)，明胶含量为5-15% (质量/体积百分数，单位g/100mL); 透明质酸-羧甲基纤维素钠水凝胶：其中包括0.5-4% (质量/体积百分数，单位 g/100mL)的透明质酸和0. 1-2% (质量/体积百分数，单位g/100mL)的羧甲基纤维素钠； 聚乙烯醇-壳聚糖水凝胶：其中包括1-6 % (质量/体积百分数，单位g/100mL)的聚 乙烯醇和0. 5-3% (质量/体积百分数，单位g/100mL)的壳聚糖； 海藻酸钠-壳聚糖衍生物水凝胶：其中包括〇. 5-5 % (质量/体积百分数，单位 g/100mL)的海藻酸钠和0. 5-3% (质量/体积百分数，单位g/100mL)的壳聚糖衍生物。
4. 根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述水凝胶是由权利要求2或3中提及的水 凝胶中的功能成分任意至少两种组合而成的复合水凝胶；所述水凝胶中的功能成分分别为 泊洛沙姆407、卡波姆、聚乙烯醇、透明质酸、聚乙烯醇和海藻酸钠。
5. 根据权利要求4所述应用，其特征在于，所述复合水凝胶为以下之一： 泊洛沙姆-卡波姆复合水凝胶：其中包括5-25% (质量/体积百分数，单位g/100mL) 的泊洛沙姆407和0. 2-4% (质量/体积百分数，单位g/100mL)的卡波姆； 透明质酸-海藻酸钠-聚乙烯醇复合水凝胶：其中包括〇. 5-4% (质量/体积百分数， 单位g/l〇〇mL)的透明质酸、0.5-5% (质量/体积百分数，单位g/100mL)的海藻酸钠和 1-3% (质量/体积百分数，单位g/100mL)的聚乙烯醇。
6. 根据权利要求2-5任一所述应用，其特征在于，所述水凝胶中还包括清凉制剂和/或 促伤口愈合制剂。
7. 根据权利要求6所述应用，其特征在于，所述清凉制剂包括但不限于薄荷醇、冰片和 芦荟提取物中的一种或多种；所述促伤口愈合制剂包括但不限于血管内皮生长因子和/或 碱性成纤维细胞生长因子。
8. 根据权利要求7所述应用，其特征在于，所述水凝胶中薄荷醇的浓度为20mg/mL ;所 述水凝胶中血管内皮生长因子的浓度为50 μ g/mL ;所述水凝胶中碱性成纤维细胞生长因 子的浓度为300-600IU/mL。
9. 基于权利要求4-9任一所述复合水凝胶制备出的防护毫米波损伤的药物组合物。
10. 权利要求2-8中任一所述水凝胶的使用方法，其特征在于，将所述水凝胶涂抹在皮 肤表层，用量为0. 5-lmL水凝胶/25_2皮肤/次，一天涂2-3次，持续4-6天。
【文档编号】A61K31/77GK104116705SQ201410162953
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2013年4月23日
【发明者】张成岗, 金义光, 杜丽娜, 高艳, 李志慧 申请人:中国人民解放军军事医学科学院放射与辐射医学研究所, 苏州科景生物医药科技有限公司, 北京百乐宁生物技术有限公司