一種抗腫瘤水凝膠的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗腫瘤水凝膠的制備方法，采用絲膠蛋白和明膠為基質(zhì)，將裝載阿霉素的氧化石墨烯分散其中，并以戊二醛為交聯(lián)劑，促使絲膠蛋白與絲膠蛋白、絲膠蛋白與氧化石墨烯發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，并有明膠分子穿插于其中，最終形成抗腫瘤水凝膠。本發(fā)明制備的抗腫瘤水凝膠一方面能夠通過調(diào)節(jié)水凝膠中絲膠蛋白的濃度，高效調(diào)控釋藥速度；另一方面由于氧化石墨烯的表面積極大，可以顯著增加水凝膠的載藥量，獲得增強(qiáng)抗腫瘤效果和減少因多次用藥給患者帶來痛苦的效果。
【專利說明】一種抗腫瘤水凝膠的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種抗腫瘤水凝膠的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]水凝膠是常見的一種凝膠，是通過共價(jià)鍵、范德華力、氫鍵等作用相互交聯(lián)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在水中能夠溶脹但不溶解的聚合物，具有良好的吸水性，是一類集吸水、保水和緩釋于一體的功能高分子材料。具有網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水溶性高分子中引入一部分疏水基團(tuán)和親水殘基，親水殘基與水分子結(jié)合，將水分子連接在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，而疏水殘基遇水膨脹的交聯(lián)聚合物。凡是水溶性或親水性的高分子，通過一定的方式(物理或化學(xué))交聯(lián)成高分子網(wǎng)絡(luò)體系，均可形成水凝膠。
[0003]化療是腫瘤治療的常用方法之一。抗腫瘤藥物不但對(duì)腫瘤細(xì)胞有殺滅作用，而且對(duì)正常細(xì)胞也有損傷作用。高血藥濃度雖然能夠很好地殺滅腫瘤細(xì)胞，但對(duì)正常細(xì)胞的損傷也很大，患者通常難以忍受。血藥濃度低，對(duì)正常細(xì)胞的損傷小，但殺滅腫瘤細(xì)胞的能力也降低。因此穩(wěn)定的血藥濃度對(duì)于殺滅腫瘤細(xì)胞和減輕正常細(xì)胞的損傷顯得尤為重要，如何確保長(zhǎng)而穩(wěn)定的血藥濃度是本領(lǐng)域要解決的難題。緩釋是通常采用的方法，有利于維持血藥穩(wěn)態(tài)，同時(shí)也有利于減少毒副作用。將抗腫瘤藥物包裹在水凝膠中，是實(shí)現(xiàn)緩釋的方法之一 O
[0004]阿霉素(DOX)是治療腫瘤的常用藥物，它的作用機(jī)理是通過對(duì)RNA和DNA合成的抑制，殺死腫瘤細(xì)胞。但是該藥物除引起骨髓抑制、胃腸道毒性及脫發(fā)外，尚可引起嚴(yán)重的心臟毒性，這在一定程度上使其臨床應(yīng)用受到限制。
[0005]阿霉素(DOX)水凝膠通常是以明膠為基質(zhì)，采用簡(jiǎn)單、分散的方式將DOX裝載于水凝膠中，但是存在釋放速度難以控制的問題，通常是釋放過快，釋放周期減短，尤其是裝載量大時(shí)，快速釋放會(huì)導(dǎo)致血藥濃度上升過快，對(duì)心臟的毒性將增大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]解決的技術(shù)問題:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種抗腫瘤水凝膠的制備方法，采用絲膠蛋白和明膠為基質(zhì)，將裝載阿霉素的氧化石墨烯分散其中，并以戊二醛為交聯(lián)劑，通過控制絲膠蛋白濃度，實(shí)現(xiàn)高效調(diào)控阿霉素釋放速度。
[0007]技術(shù)方案:本發(fā)明提供的抗腫瘤水凝膠的制備方法，包括以下制備步驟:(I)將負(fù)載有阿霉素的氧化石墨烯溶液(溶液中阿霉素的濃度為f4mg/ml，氧化石墨烯濃度為r2mg/ml)與0.5^10%(ff/V)的絲膠蛋白溶液混合均勻得到混合液，氧化石墨烯溶液和絲膠蛋白溶液的體積比為1: (2?5) ;(2)將步驟(I)所得混合液與5?10% (W/V)明膠溶液混合，混合液與明膠溶液的體積比為(0.5?1.5): I，然后加入25%(W/V)戊二醛，絲膠蛋白與戊二醛的質(zhì)量比為1: (0.05、.25)，置于2(T40°C下反應(yīng)20mirTl2h，得到抗腫瘤水凝膠。
[0008]本發(fā)明采用絲膠蛋白和明膠為基質(zhì)，將裝載阿霉素的氧化石墨烯分散其中，并以戊二醛為交聯(lián)劑，絲膠蛋白與絲膠蛋白、絲膠蛋白與氧化石墨烯發(fā)生交聯(lián)，并有明膠分子穿插于其中，最終形成抗腫瘤水凝膠。由于氧化石墨烯對(duì)阿霉素的吸附作用和水凝膠中網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用，減慢了阿霉素的釋放，起了很好的緩釋作用；并且通過控制絲膠蛋白濃度，可以靈活調(diào)節(jié)阿霉素的釋放速度。
[0009]有益效果:本發(fā)明制備的抗腫瘤水凝膠一方面能夠通過調(diào)節(jié)水凝膠中絲膠蛋白的濃度，高效調(diào)控釋藥速度，有助于延長(zhǎng)水凝膠中抗腫瘤藥物釋放時(shí)間和維持穩(wěn)定的釋放速率，另一方面由于氧化石墨烯的表面積極大，富含多種基團(tuán)，具有疏水和親水性，因而可以顯著增加水凝膠的載藥量，獲得增強(qiáng)抗腫瘤效果和減少因多次用藥給患者帶來痛苦的效果O

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為實(shí)施例4制得的抗腫瘤水凝膠照片；
圖2為實(shí)施例4制備的水凝膠的阿霉素累積釋放曲線；
圖3為實(shí)施例5制備的水凝膠的阿霉素累積釋放曲線；
圖4為實(shí)施例6制備的水凝膠的阿霉素累積釋放曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不因此局限于下述實(shí)施例，而是由本發(fā)明的權(quán)利要求書和說明書限定。
[0012]實(shí)施例中絲膠蛋白和氧化石墨烯制備，以及氧化石墨烯吸附阿霉素的方法如下:
(I)絲膠制備:取干凈的削口繭，剪成面積大約Icrn2左右的繭片，取40g用蒸餾水清洗
2-3次，置于5000ml 0.5% (W/V)的NaHCO3溶液，煮沸45min，加水使與初始體積相同，再次煮沸30min，然后將蠶絲取出，浙干，擠出其中殘留的絲膠液；繼續(xù)蒸煮絲膠液使其濃縮，得到絲膠粗提液。將絲膠粗提液透析2-3天(透析袋截留分子量350(Γ7000)，以除去其中可溶性的小分子雜質(zhì)；用聚乙二醇1200(Γ20000濃縮至蛋白含量10%左右，獲得絲膠蛋白溶液。
[0013](2)利用Hummers’法制備氧化石墨烯:將23ml98%的濃硫酸加入三角燒瓶中，置于冰浴上，保持溫度低于6°C，然后加入325目的鱗片狀石墨粉lg，低速攪拌lh，使充分混合，隨即在一小時(shí)內(nèi)分批少量的加入3g高錳酸鉀，在溫度低于10°C的條件下反應(yīng)4h，此過程中反應(yīng)液逐漸呈墨綠色；將三角瓶移入35°C油浴鍋繼續(xù)反應(yīng)30min后向反應(yīng)液中緩慢連續(xù)注入46mL去離子水,溫度升至98°C反應(yīng)15min,反應(yīng)完成后,將反應(yīng)液轉(zhuǎn)入燒杯中，趁熱加入約20mL濃度為5%的蒸餾水，直至不再產(chǎn)生氣泡為止，溶液變?yōu)榱咙S色，然后用5%的鹽酸溶液和去離子水洗漆三到四次，洗漆方法為使用高速離心機(jī)8000r/min離心15min,直至氯化鋇檢測(cè)無白色沉淀產(chǎn)生，然后將反應(yīng)液超聲剝離，使其高度分散在溶液中，使用磷酸鹽緩沖液將其調(diào)至PH6，儲(chǔ)存待用。
[0014](3)氧化石墨烯吸附阿霉素:稱取28mg鹽酸阿霉素溶于ImL蒸餾水中，加入到6mLlmg/ml的氧化石墨烯溶液中，超聲lh，在黑暗條件下于振蕩器上室溫反應(yīng)24h，超聲lh，繼續(xù)攪拌24h ;取1/2體積的反應(yīng)液于14000r/min下高速離心lh，檢測(cè)上清液中阿霉素含量，可計(jì)算出阿霉素的吸附率，沉淀為負(fù)載有阿霉素的氧化石墨烯，取沉淀，加水分散得溶液。
[0015]實(shí)施例1
將負(fù)載有阿霉素的氧化石墨烯溶液(阿霉素的含量為4mg/ml，氧化石墨烯濃度為2mg/ml)與7.5%(ff/V)的絲膠蛋白溶液在黑暗條件下混合均勻得到混合液，兩者的體積比為1:5 ；
將上述混合液與10%(W/V)明膠溶液混合，兩者的體積比為1.5:1，然后加入戊二醛，每Ig絲膠蛋白加入0.05g的25%(W/V)戊二醛，置于40°C下反應(yīng)20min，得到氧化石墨烯-阿霉素-絲膠蛋白-明膠水凝膠，即本發(fā)明的抗腫瘤水凝膠。
[0016]實(shí)施例2
將負(fù)載有阿霉素的氧化石墨烯的溶液(阿霉素的含量為2.5mg/ml，氧化石墨烯濃度為
1.5mg/ml)與0.5%(ff/V)的絲膠蛋白溶液在黑暗條件下混合均勻得到混合液，兩者的體積比為1:3。
[0017]將上述混合液與5% (W/V)明膠溶液混合，兩者的體積比為1:1，然后加入戊二醛，每Ig絲膠蛋白加入0.15g的25%(W/V)戊二醛，置于30°C下反應(yīng)4h，得到氧化石墨烯-阿霉素-絲膠蛋白-明膠水凝膠，即本發(fā)明的抗腫瘤水凝膠。
[0018]實(shí)施例3
將負(fù)載有阿霉素的氧化石墨烯的溶液(阿霉素的含量為lmg/ml，氧化石墨烯濃度為lmg/ml)與10%(W/V)的絲膠蛋白溶液在黑暗條件下混合均勻得到混合液，兩者的體積比為1:2。
[0019]將上述混合液與7.5% (W/V)明膠溶液混合，兩者的體積比為0.5:1，然后加入戊二醛，每Ig絲膠蛋白加入0.25g的25%(W/V)的戊二醛，置于20°C下反應(yīng)12h，得到氧化石墨烯-阿霉素-絲膠蛋白-明膠水凝膠，即本發(fā)明的抗腫瘤水凝膠。
[0020]實(shí)施例4
將負(fù)載有阿霉素的氧化石墨烯的溶液(阿霉素的含量為2mg/ml，氧化石墨烯濃度為lmg/ml)與10%(W/V)的絲膠蛋白溶液在黑暗條件下混合均勻得到混合液，兩者的體積比為1:4。
[0021]將上述混合液與7.5% (W/V)明膠溶液混合，兩者的體積比為1:1，然后加入戊二醛，每Ig絲膠蛋白加入0.15g的25%(W/V)的戊二醛，置于30°C下反應(yīng)8h，得到氧化石墨烯-阿霉素-絲膠蛋白-明膠水凝膠，即本發(fā)明的抗腫瘤水凝膠。
[0022]實(shí)施例5
將負(fù)載有阿霉素的氧化石墨烯的溶液(阿霉素的含量為2mg/ml，氧化石墨烯濃度為lmg/ml)與5%(W/V)的絲膠蛋白溶液在黑暗條件下混合均勻得到混合液，兩者的體積比為1:4。
[0023]將上述混合液與7.5% (W/V)明膠溶液混合，兩者的體積比為1:1，然后加入戊二醛，每Ig絲膠蛋白加入0.15g 25%(W/V)的戊二醛，置于30°C下反應(yīng)8h，得到氧化石墨烯-阿霉素-絲膠蛋白-明膠水凝膠，即本發(fā)明的抗腫瘤水凝膠。
[0024]實(shí)施例6
在本發(fā)明中，氧化石墨烯對(duì)阿霉素釋放有重要影響。為與實(shí)施例4對(duì)比，采用阿霉素溶液制備水凝膠，具體方法如下:
將阿霉素溶液(2mg/ml)與10%(W/V)的絲膠蛋白溶液在黑暗條件下混合，兩者的體積比為1:4，混合均勻得到混合液；
將上述混合液與7.5% (W/V)明膠溶液混合，兩者的體積比為1:1，然后加入戊二醛，每Ig絲膠蛋白加入0.15g的25%(W/V)戊二醛，置于30°C下反應(yīng)8h，得到阿霉素-絲膠蛋白-明膠水凝膠。
[0025]在實(shí)施例中，以實(shí)施例4所得的水凝膠的緩釋效果最好；圖1是實(shí)施例4制備所得的水凝膠圖片，圖2是實(shí)施例4阿霉素的釋放曲線。
[0026]實(shí)施例4與實(shí)施例5相比，僅是絲膠蛋白濃度不同，實(shí)施例4的濃度高，實(shí)施例5濃度低；圖2和圖3分別為實(shí)施例4和實(shí)施例5的阿霉素釋放曲線，由圖可見，實(shí)施例5中阿霉素的釋放比實(shí)施例4的阿霉素要快很多。
[0027]實(shí)施例4與實(shí)施例6相比，實(shí)施例4中阿霉素是荷載于氧化石墨烯上，實(shí)施例6中阿霉素是游離的；圖4是實(shí)施例6的阿霉素釋放曲線，由圖4可見實(shí)施例6中阿霉素的釋放比實(shí)施例4的阿霉素要快很多。
【權(quán)利要求】
1.一種抗腫瘤水凝膠的制備方法，其特征在于包括以下制備步驟: (1)將負(fù)載有阿霉素的氧化石墨烯溶液與0.5^10%(W/V)的絲膠蛋白溶液混合均勻得到混合液，氧化石墨烯溶液和絲膠蛋白溶液的體積比為1: (2?5)； (2)將步驟(1)所得混合液與5?10%(W/V)明膠溶液混合，混合液與明膠溶液的體積比為(0.5?1.5):1，然后加入戊二醛，絲膠蛋白與戊二醛的質(zhì)量比為1:(0.05?0.25)，置于2(T40°C下反應(yīng)20mirTl2h，得到抗腫瘤水凝膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗腫瘤水凝膠的制備方法，其特征在于所述負(fù)載有阿霉素的氧化石墨烯溶液中阿霉素的濃度為l?4mg/ml。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗腫瘤水凝膠的制備方法，其特征在于所述阿霉素為鹽酸阿霉素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗腫瘤水凝膠的制備方法，其特征在于所述負(fù)載有阿霉素的氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯濃度為f2mg/ml。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗腫瘤水凝膠的制備方法，其特征在于所述戊二醛濃度為25%(ff/V)。
【文檔編號(hào)】A61K31/704GK104306325SQ201410543601
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】顏輝, 郭成, 蔡豪, 江明珠, 賈俊強(qiáng), 吳瓊英 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)