[发明专利]一种负载药物的水凝胶体系及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种负载药物的水凝胶体系及其制备方法。

背景技术

基于环糊精和嵌段聚合物的超分子水凝胶已经在药物控释和靶向输运方面有了一定的研究(Li J，Loh X.Adv.Drug.Deliv.Rev.2008，60：1000-1017)，其作用原理就是利用嵌段共聚物中的某一链段穿过环糊精的空腔并形成轮烷结构，根据不同结构组成的嵌段共聚物和不同空腔大小的环糊精可以形成功能多样的超分子水凝胶体系，可以用于药物分子的传输或基因传输。其释放原理为在大量的释放介质中，嵌段共聚物倾向于溶解在其中，进而与环糊精的包结作用被破坏，凝胶结构分解。然而其单一的作用形式对于药物分子的控释来说有一定的限制，释放过程单一使得其释放过程可控性差。

石墨烯是一种具有二维蜂巢状网络结构的碳纳米材料，由单层碳原子紧密连接而形成，它具有原子级的厚度、优异的导电性和出色的化学以及热稳定性。作为碳纳米材料，它具有较大的比表面积，在场效应晶体管、超级电容器、透明电极、化学生物传感器和药物及基因载体等方面有着重要的应用前景。石墨烯的制备可以先通过块体石墨材料经过氧化过程制备得到石墨烯氧化物，表面的含氧官能团使其具有很好的亲水性，经化学还原或者热还原得到石墨烯。由于石墨烯单层片之间的相互作用，在还原的过程中会导致聚集现象，所以需要引入稳定剂分子以得到稳定存在的还原态石墨烯是石墨烯氧化物应用的关键。

块体石墨材料制备石墨烯氧化物的过程是指通过热化学方法，将天然的鳞片状石墨原材料用硫酸进行插层处理，在高锰酸钾氧化下进行氧化剥离而获得具有较好分散性的石墨氧化物水溶液，其表面具有含氧官能团在增加其水中分散性的同时便于进行共价键修饰，通过不同的还原条件进行还原可制备单层或层数比较少的石墨烯，这是目前大量制备石墨烯的一种较好的方法。引入生物相容性较好的水溶性分子可在还原的同时稳定石墨烯，为石墨烯作为药物分子、生物分子的载体提供了很好的条件。近年来的研究表明，石墨烯作为一种新型的载体在药物运释方面有很好的应用前景(Liu Z，Robinson J，Sun X，Dai H.J.Am.Chem.Soc.2008，30：10876-10877；Yang X，Zhang X，Liu Z，Ma Y，Huang Y，Chen Y.J.Phys.Chem.C 2008，112：17554-17558等)。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中制备的超分子水凝胶载药体系的作用形式单一的缺陷，提供一种包含多种药物作用位点的、含有石墨烯纳米结构的超分子水凝胶的制备方法。

本发明的发明人经过大量研究发现：将石墨烯纳米材料引入到超分子凝胶中，增加其作用形式的同时提供一个多功能的作用位点，可以起到更好的缓释作用，由于药物和纳米结构表面的结合以及水凝胶结构对于药物的包覆，使得释放过程更为可控，通过调节纳米结构材料的种类、结构、用量等条件，可以对释放过程进行更精细的调节。

因此，本发明提供了一种负载药物的水凝胶体系，该水凝胶体系包括表面被嵌段共聚物修饰的石墨烯和/或石墨烯氧化物、药物分子和环糊精水凝胶。

本发明的水凝胶体系的结构组成主要包括：嵌段共聚物与石墨烯表面形成复合物，嵌段共聚物和环糊精形成轮烷结构，其性状为可触变的水凝胶，具有温度敏感可逆性。其各种组成的重量比可以为石墨烯和石墨烯氧化物∶嵌段共聚物∶环糊精∶药物分子＝1∶50-500∶100-400∶2-5，优选为石墨烯和石墨烯氧化物∶嵌段共聚物∶环糊精∶药物分子＝1∶100-300∶150-300∶3-4。

根据本发明提供的负载药物的水凝胶体系，其中，所述嵌段共聚物为非离子型表面活性剂。所述嵌段共聚物可以优选为聚氧乙烯-b-聚氧丙烯-b-聚氧乙烯、聚氧丙烯-b-聚氧乙烯-b-聚氧丙烯、聚氧乙烯-b-聚羟基丁酸-b-聚氧乙烯、聚氧乙烯-b-聚乙烯己二酸-b-聚氧乙烯、聚氧乙烯-b-聚环己烷己二酸-b-聚氧乙烯、聚氧乙烯-b-聚琥珀酸-b-聚氧乙烯等可以与环糊精形成轮烷结构的聚合物中的一种或多种，所述嵌段共聚物的链长优选为50-500纳米。例如，可以使用商品化的Pluronic系列三嵌段共聚物。

根据本发明提供的负载药物的水凝胶体系，其中，所述石墨烯氧化物中可以含有10-50重量％的含氧官能团，优选为20-40重量％，例如30重量％。所述含氧官能团可以包括任何通常存在于石墨烯氧化物中的含氧官能团，例如羧基、环氧基、羟基和羰基。