一种基于功能化氧化石墨烯温敏水凝胶的制备方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医药领域，特别是一种基于功能化氧化石墨烯温敏水凝胶的制备方 法及其应用。
【背景技术】
[0002] 近年来，恶性肿瘤严重威胁人类生命和健康，其治疗一直是人类关注的焦点。随着 新型抗肿瘤药物的不断涌现，化疗显示出独特的优势和广阔的发展前景。但抗肿瘤药物并 不是选择性地作用于肿瘤细胞，而是同时作用于正常细胞，特别是生长旺盛的细胞如骨髓 和上皮组织等。泊洛沙姆原位凝胶作为一种智能化温敏给药系统，毒性低，刺激性小，生 物相容性好；可提高药物生物利用度和治疗效果，并可降低药物的毒副作用。
[0003] 温敏水凝胶是智能水凝胶的一种，它能够感知周围环境温度的变化并作出响应， 主要表现为体积的变化。在用于药物缓控释中时可以通过改变温敏水凝胶的温度而使其产 生相应的体积变化进而可以控制药物释放使药物按照患者病情需要进行脉冲式释放。而功 能化纳米材料的发展则为在体外控制温敏水凝胶的温度提供了可行的方法。氧化石墨烯 (Graphene oxide, G0)具有单原子层结构，其比表面积很大，两个基面都可通过较高的物理 吸附作用与芳香环类药物非共价结合，递送一些难溶性药物，因此非常适合用作药物载体。 此外，氧化石墨烯在近红外处有较强的光吸收效果，可用于肿瘤的热疗。尽管氧化石墨烯易 溶于水，但是它在生理盐水中由于电荷屏蔽效应的存在易团聚。众所周知，纳米材料的表 面化学是改善纳米材料的生物相容性以及控制其在生物系统中行为的关键因素。壳聚糖 (Chitosan，CS)是一种生物相容性较好的水溶性高分子材料，带有较强的正电荷，对细胞膜 具有较强的吸附能力，因此被广泛应用于基因药物和化学药物转运系统。
[0004] 目前，将功能化氧化石墨烯表面接枝一种天然高分子化合物-壳聚糖，并制备成 一种温敏水凝胶，以及其作为功能化热疗介质和药物转运载体在制备治疗肿瘤光热靶向药 物中的应用还未见有报道。
【发明内容】
[0005] 针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种基于功能化 氧化石墨烯温敏水凝胶的制备方法及其应用，可有效解决功能化氧化石墨烯温敏水凝胶的 制备以及作为热疗介质和药物转运载体在制备治疗肿瘤光热靶向药物中的应用。
[0006] 本发明解决的技术方案是：
[0007] 该基于功能化氧化石墨烯温敏水凝胶是由负载药物的功能化氧化石墨烯和泊洛 沙姆P4OT/P 188凝胶混合制成，负载抗肿瘤药物的功能化氧化石墨烯和泊洛沙姆P 4OT/P188凝胶 的体积比为1-3:1，也就是说，本发明所称的基于功能化氧化石墨烯温敏水凝胶是一种功能 化氧化石墨烯-壳聚糖聚合物，它是在原始的氧化石墨烯表面连接上反应活性较强的水溶 性大分子壳聚糖，形成水溶性功能化载体，该载体与壳聚糖温敏水凝胶混合，制备成功能化 氧化石墨烯温敏水凝胶，具体由以下步骤实现：
[0008] 1)称取氧化石墨烯（简称为G0,以下同）80-120mg和壳聚糖（简称为CS，以下 同）400-600mg溶于40-60ml的2-(N-吗啡啉）乙磺酸（简称为MES，以下同）缓冲液中， 超声Ih得到均匀分散的悬浮液，称取1-(3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（简 称为EDC，以下同）480-720mg和N-羟基琥珀酰亚胺（简称为NHS，以下同）640-960mg，依 次加入上述混合液中，继续超声6h ;接着，将反应液室温下磁力搅拌16h，反应停止后，将 混合液通过0. 2 μπι的水膜过滤，用超纯水抽洗至中性以除去未反应的壳聚糖，将所得滤 饼用16_24ml超纯水重悬后，-20°C预冻，冷冻干燥48h，即得功能化氧化石墨稀（简称为 G0-CS)；
[0009] 所述的2- (N-吗啡啉）乙磺酸缓冲液是由2- (N-吗啡啉）乙磺酸加水，调制成pH 值为5的溶液；
[0010] 2)称取功能化氧化石墨稀4-6mg溶于超纯水4-6ml中，在功率400w下探超40 次，每间隔5s探超一次，每次5s，成为功能化氧化石墨烯分散液；然后称取抗肿瘤药物多 西他赛（Docetaxel，简称DTX，以下同）4_6mg，溶于200-300 μ 1的二甲基亚砜（Dimethyl Sulphoxide，简称DMS0,以下同）中，制成多西他赛溶液；将功能化氧化石墨烯分散液边超 声边缓慢滴加到多西他赛溶液中；滴加完毕，在功率400w下探超20次，每间隔5s探超一 次，每次5s，然后，10000r/min离心10min，弃去上清，去除二甲基亚砜，得沉淀物；取沉淀 物加入浓度为l〇mg/ml的泊洛沙姆188溶液4-6ml溶解，在功率400w下探超20次，每间 隔5s探超一次，每次5s，；4000r/min离心10min，取上清液，弃去沉淀，去除游离的多西他 赛，-20°C预冻，冷冻干燥48h，制得负载多西他赛的功能化氧化石墨烯（简称为G0-CS/DTX， 以下同）；
[0011] 3)采用冷溶法制备原位凝胶溶液：称取泊洛沙姆407 (P4tl7) 0. 16-0. 24g加入到4°C 预冷的超纯水4-6ml中溶解，再加入泊洛沙姆188 (P188) 0. 88-1. 32g，于4°C冰箱中过夜至充 分溶胀，得P4OT/P188温敏水凝胶溶液；
[0012] 4)室温下，将负载多西他赛的功能化氧化石墨烯按体积比1-3:1缓慢滴加入P4tl7/ P188温敏水凝胶溶液，搅拌均匀，成负载多西他赛的功能化氧化石墨烯温敏水凝胶，即基于 功能化氧化石墨烯温敏水凝胶。
[0013] 该功能化氧化石墨烯温敏水凝胶可有效用于肿瘤光热靶向治疗，实现作为热疗介 质和药物转运载体在制备治疗肿瘤光热靶向药物中的应用。
[0014] 本发明的功能化氧化石墨烯温敏水凝胶作为药物转运载体采用瘤内注射的方法 给药，可以更多的分布在肿瘤组织中，与正常组织相比，它可以长时间的高浓度的保留在肿 瘤组织中，这样当采用适当的手段使用近红外激光照射时能够控制在肿瘤组织中温敏温敏 水凝胶的温度使其发生形变，使其装载的药物在肿瘤部位浓度提高，大大提高了肿瘤的治 疗效果，本发明原料丰富，成本低，效果好，是制备治疗肿瘤药物上的创新。
【具体实施方式】
[0015] 以下结合实施例对本发明的【具体实施方式】作详细说明。
[0016] 本发明在具体实施中，可由以下实施例给出。
[0017] 实施例1
[0018] 本发明所述的一种基于功能化氧化石墨烯温敏水凝胶的制备方法，在具体实施 中，由以下步骤实现：
[0019] 1)称取氧化石墨稀80mg和壳聚糖400-600mg溶于40ml的2-(N_吗啡啉）乙磺酸 缓冲液中，超声Ih得到均匀分散的悬浮液，将1- (3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸 盐480mg和N-羟基琥?自酰亚胺640mg，依次加入悬浮液中，继续超声6h，得反应液；将反应 液室温下磁力搅拌16h，然后通过0. 2 μπι的水膜过滤，用超纯水抽洗至中性以除去未反应 的壳聚糖，将所得滤饼用16ml超纯水重悬后，-20°C预冻，冷冻干燥48h即得功能化氧化石 墨烯（GO-CS);
[0020] 2)称取功能化氧化石墨烯4mg溶于超纯水4ml中，在功率400w下探超40次，每 间隔5s探超一次，每次5s，得功能化氧化石墨烯分散液；将4mg多西他赛溶于200 μ 1的 二甲基亚砜中，得多西他赛溶液，将功能化氧化石墨烯分散液边超声边缓慢滴加到多西他 赛溶液中；在功率400w下探超20次，每间隔5s探超一次，每次5s，然后，lOOOOr/min离 心lOmin，弃去上清，去除二甲基亚砜，得沉淀物；取沉淀物加入浓度为10mg/ml的泊洛沙姆 188溶液4ml溶解，在功率400w下探超20次，每间隔5s探超一次，每次5s，4000r/min离 心10min，取上清液，弃去沉淀以去除游离的多西他赛，-20°C预冻，冷冻干燥48h，得负载多 西他赛的功能化氧化石墨烯；
[0021] 3)采用冷溶法制备原位凝胶溶液：称取泊洛沙姆4070. 16g加入到4°C预冷的超纯 水4ml中溶解