[发明专利]一种多功能温敏壳聚糖水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明提出的一种多功能温敏壳聚糖水凝胶及其制备方法和应用，制备方法步骤如下：A将CS粉末和化疗药物溶解于溶剂中，均匀搅拌后得CS混合溶液；B将β‑GP粉末和光热转化材料溶于水中，均匀搅拌后得β‑GP混合溶液；C将β‑GP混合溶液逐滴滴入CS混合溶液中，边滴入边搅拌，后将该获得的混合液体升温至37℃，得复合水凝胶。作为负载抗肿瘤药物或光热转化材料的载体应用。在本申请中,利用温敏性的CS和光热转化材料，使混合液体在升温后自动凝胶，实现药物的靶向输送，增加肿瘤部位光热物质的积累。水凝胶兼具光热材料的光热杀死肿瘤和化疗药物的化疗治疗肿瘤的功效。光热材料和化疗药物被束缚于水凝胶材料内，不至于大量地进入血液循环。

技术领域

本发明涉及生物纳米材料领域，尤其涉及一种多功能温敏壳聚糖水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

作为传统肿瘤治疗方法的一个有效的替代方法，肿瘤的光热治疗在今年来受到广泛关注。肿瘤的光热治疗方法具有成本低、靶向性强(特别是对于一些难以进行切除手术的器官)、副作用小的特点。通过将一种具有高光热转换效率的材料聚集在肿瘤附近，在一定波长的激光照射下可以将红外激光转化为大量热量从而杀死癌细胞。然而由于光热材料不易在肿瘤部位长时间累积或者快速清除，并且产生的热量不足以彻底消灭癌细胞从而治疗效果不佳。

虽然通过局部瘤内注射光热材料或者其他治疗物质可实现肿瘤部位富集从而提高治疗效率，但由于肿瘤血管通透性和滞留效应(EPR效应)的增强，这些材料会很快进入血液循环而不能在胞间隙停留过长时间。因此，如何将光热材料长期固定在肿瘤部位以实现对肿瘤局部精准热传递依然是一项重大挑战。基于上述问题，能够负载光热材料、控制药物释放和实现局部给药的植入式给药系统受到了极大关注。

水凝胶系统作为其中一个典型代表，能够在某些刺激(例如，pH、磁场、光、温度等)下进行体内溶胶-凝胶相变，与一般的药物输送系统相比，可注射水凝胶具有许多独特优势。第一，水凝胶体系具有良好的生物相容性，易于制备，可以靶向注入肿瘤。第二，该体系可以高效负载化学治疗药物，只要该化学治疗药物可以分散在用于生产凝胶的溶剂中。由于凝胶在生物条件下具有典型的溶胀性质，因此可以在某些外部刺激下触发和控制药物的释放。

然而，制备传统水凝胶的过程很复杂，包括使用pH调节、氧化剂、有机溶剂、交联催化剂或紫外线等严苛条件。

壳聚糖(CS)是一种具有生物相容性的弱免疫原性物质，课通过酶在体内降解，并且其降解产物寡糖是无毒的。此外，壳聚糖(CS)可以通过调节上皮细胞之间的紧密度来增强药物的渗透性，这些优异性质使得壳聚糖(CS)在生物医学领域具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种功能温敏壳聚糖水凝胶及其制备方法和应用，能有效解决目前技术中缺乏的高效、安全的靶向输送系统以及肿瘤治疗技术有限的问题。

为了实现上述目的，本发明提出一种多功能温敏壳聚糖水凝胶，包括壳聚糖(CS)和β-甘油磷酸钠(β-GP)的混合溶液，所述混合溶液中负载光热转化材料和/或化疗药物。

进一步地，在所述的多功能温敏壳聚糖水凝胶中，所述光热转化材料为MBP纳米片，分散浓度为0.1～1mg/mL。

进一步地，在所述的多功能温敏壳聚糖水凝胶中，所述化疗药物为水溶性的抗癌药物,分散浓度为0.1～1mg/mL。

进一步地，在所述的多功能温敏壳聚糖水凝胶中，所述抗癌药物为盐酸阿霉素(DOX)或羧基喜树碱。

本发明还提出一种多功能温敏壳聚糖水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

A：将壳聚糖(CS)粉末和化疗药物溶解于溶剂中，均匀搅拌后得第一混合溶液；

B：将β-甘油磷酸钠(β-GP)粉末和光热转化材料溶解于水中，均匀搅拌后得第二混合溶液；