[发明专利]具有抗肿瘤和组织缺损修复作用的双功能支架和制备方法

说明书

本发明提供一种具有抗肿瘤和组织缺损修复作用的双功能支架及其制备方法，涉及生物医学材料技术领域。本发明的双功能支架采用以下方法制备得到：制备纳米颗粒：将铁盐、镁盐、多巴胺和/或盐酸多巴胺混合均匀，得到聚多巴胺络合铁离子和镁离子的纳米颗粒；制备乳化糊：将聚乳酸羟基乙酸、有机溶剂、磷酸三钙、表面活性剂以及上述纳米颗粒混合均匀，得到复合乳化糊；打印成型：以上述复合乳化糊为打印墨水，打印形成支架，即得。本发明的支架，具有协同CDT/PTT杀伤肿瘤细胞和促进成骨细胞分化的作用，可以应用于对抗骨转移瘤术后复发以及组织缺损。

技术领域

本发明涉及生物医学材料技术领域，特别是涉及一种具有抗肿瘤和组织缺损修复作用的双功能支架和制备方法。

背景技术

骨是许多晚期癌症最常见的转移部位，如肺癌、乳腺癌和前列腺癌。当癌细胞转移到骨组织后，在骨微环境中与破骨细胞、成骨细胞等相互作用，使骨吸收和骨形成失去平衡，最终造成病理性骨折、疼痛等骨相关事件，严重影响患者的生活质量。

目前，骨转移瘤的局部肿瘤消融主要是外科切除，但癌细胞难以完全切除，容易复发并且不可避免地会伴有骨缺损。除此之外，骨转移瘤患者的骨组织常被转移性肿瘤细胞侵蚀，成骨细胞分化障碍导致骨缺损部位难以自我再生，这是临床上尚未解决的一大难题。骨再生的临床治疗主要包括骨移植物和材料引导的组织再生，但通常存在二次手术并伴随着免疫炎症的风险。因此，研发对抗骨转移瘤术后复发以及骨组织缺损修复的双功能生物材料具有广泛的临床需求和巨大的经济价值。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种具有抗肿瘤和组织缺损修复作用的双功能支架，该支架具有协同CDT/PTT杀伤肿瘤细胞和促进成骨细胞分化的作用，可以用于对抗骨转移瘤术后复发以及组织缺损。

一种具有抗肿瘤和组织缺损修复作用的双功能支架的制备方法，包括以下步骤：

制备纳米颗粒：将铁盐、镁盐、多巴胺(DA)和/或盐酸多巴胺混合均匀，得到聚多巴胺络合铁离子和镁离子的纳米颗粒；

制备乳化糊：将聚乳酸羟基乙酸(PLAG)、有机溶剂、磷酸三钙(β-TCP)、表面活性剂以及上述纳米颗粒混合均匀，得到复合乳化糊；

打印成型：以上述复合乳化糊为打印墨水，打印形成支架，即得双功能支架。

上述制备方法，以络合铁盐和镁盐的聚多巴胺纳米颗粒为打印原料打印得到支架，金属络合物中的Fe³⁺发生芬顿反应产生活性氧的化学动力学治疗(chemokinetictherapy，CDT)和聚多巴胺良好的光热治疗(photothemal therapy，PTT)具有协同杀伤肿瘤细胞的作用，同时，金属络合物中的Mg²⁺具有高效的促成骨细胞分化作用，将该支架植入骨缺损部位可以进行骨再生。本发明制备得到的支架具有协同CDT/PTT杀伤肿瘤细胞和促进成骨细胞分化的作用，原位植入该支架可促进骨转移瘤的肿瘤消融以及缺损修复，为骨转移瘤治疗过程中避免二次手术和肿瘤复发提供了新的策略。

在其中一个实施例中，所述制备纳米颗粒步骤中，铁盐、镁盐和多巴胺的摩尔比为(0.020～0.025)：(1.4～1.6)：(0.20～0.25)。优选地，铁盐、镁盐和多巴胺的摩尔比为0.0229:1.5:0.2373。

在其中一个实施例中，铁盐为氯化铁，镁盐为氯化镁。

在其中一个实施例中，所述制备乳化糊步骤中，有机溶剂为二氯甲烷(DCM)，表面活性剂为吐温20(Tween 20)。

在其中一个实施例中，所述打印成型步骤中，采用3D打印机进行打印。

在其中一个实施例中，所述制备纳米颗粒步骤具体为：将铁盐、镁盐、多巴胺和/或盐酸多巴胺、水混合均匀后，加入Tris溶液继续混合，离心，去除上清液，得到聚多巴胺络合铁离子和镁离子的纳米颗粒。