[发明专利]一种基于天然魔芋粉的复合水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种基于天然魔芋粉的复合水凝胶及其制备方法和应用。所述的基于天然魔芋粉的复合水凝胶，其特征在于，其制备方法包括：将光热转化材料和化疗药物溶解于碱性水溶液中，加入魔芋粉，水浴加热或室温下静置得到基于魔芋粉的复合水凝胶。本发明采取具有良好的生物相容性的多巴胺和食品级的魔芋粉为原材料，凝胶化过程简单易操作。材料安全性好，凝胶化过程可控，操作简便，更加适合临床转化。除了可实现对中晚期的实体瘤的光热治疗/化疗联合治疗外，这种水凝胶还有望阻塞由大量畸形血管组成的静脉血管瘤的血管，起到肿瘤栓塞治疗的效果。

技术领域

本发明涉及生物纳米材料领域，涉及一种简单易得的基于天然魔芋粉的复合水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

癌症是当前威胁人类健康的最危险疾病之一。手术、化疗和放疗是目前癌症治疗的几种常用手段。然而外科手术、化学疗法、放射疗法，这些早被证实有效的基础癌症疗法，其带来的副作用往往让许多患者难以承受。手术会给患者的身体带来沉重负担，甚至患者可能在术中、术后出现感染等并发症，严重时甚至会死亡。化疗和放疗方法是目前治疗癌症的两种主要手段，但这两种方法治疗癌症均存在着一系列的不足。对于化疗来说，首先，化疗药物会给患者带来强烈的痛苦和毒副作用，严重影响其生存质量；其次，目前化疗药物的有效利用率总体较差，而且癌细胞会产生耐药性，随着化疗的开展，患者体质下降，免疫力降低又会反过来促进癌细胞扩散。放疗对机体器官也有很大的毒副作用，X射线无法区分癌变细胞和健康细胞，经常会导致正常组织损伤，应用范围具有很大的局限性。在人们日益追求高质量生活的今天，研究新的癌症治疗方法，改善患者的生活质量，延长肿瘤患者的生存期，具有重要的研究和实用意义。

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，其原理是利用近红外激光照射富集在肿瘤部位的光热材料，利用材料的光热转化能力产生的高热量来杀死肿瘤细胞。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。利用一种具有高光热转换效率的材料，将其注射入人体内部，利用靶向性识别技术聚集在肿瘤附近，并在外部光源(一般是近红外光)的照射下可以将光能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。所以光热材料也应当具备以下几个优势：首先，最重要的就是具有良好的光热转化效率，这是这种材料被应用的关键；其次，应该无毒或只有较低生物毒性，这种材料要应用到生物体中，一旦毒性较大；材料应易功能化，可以在其表面修饰其他分子，如药物分子，光敏剂等。

水凝胶系统作为其中一个典型代表，是以水为分散介质的凝胶，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，亲水残基与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水基遇水膨胀的交联聚合物。是一种高分子网络体系，性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水而又不会溶于水，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。

多巴胺是一种神经传导物质，用来帮助细胞传送脉冲的化学物质，在生物体内具有良好的相容性。利用多巴胺在碱性条件下的自聚合反应生成黑色的具有良好光热转化效果的聚多巴胺。多巴胺被广泛用于材料表面涂覆以及参与形成复合材料。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种基于天然魔芋粉的复合水凝胶及其制备方法和应用。

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于天然魔芋粉的复合水凝胶，其特征在于，其制备方法包括：将光热转化材料和化疗药物溶解于碱性水溶液中，加入魔芋粉，水浴加热或室温下静置得到基于魔芋粉的复合水凝胶。

优选地，所述的光热转化材料为聚多巴胺，通过盐酸多巴胺于碱性溶液中发生自聚合反应而得到。