[发明专利]一种花粉水凝胶杂化载药微球的制备方法及其在光热刺激下响应性释放药物中的应用

说明书

本发明提供一种花粉水凝胶杂化载药微球，包括以下步骤：步骤一、制备具有刺状结构的花粉空腔微球；步骤二、药物装载：将步骤一制备的花粉空腔微球浸泡在含有药物和近红外光转换材料的水凝胶溶液中，通过真空减压的方式将水凝胶填充至花粉的空腔内，再通过紫外光照射将水凝胶固化并锁定细胞因子，获得花粉水凝胶杂化载药微球；所述药物为细胞因子；所述近红外光转换材料为BP、BPNSs、BPQDs中的一种或多种。本发明所提供的花粉水凝胶杂化载药微球可装载小分子药物、蛋白类药物，能够经光热刺激可控释放药物，实现智能给药。

技术领域

本发明涉及生物材料领域，尤其涉及一种花粉水凝胶杂化载药微球的制备方法及其在光热刺激下响应性释放药物中的应用。

背景技术

智能响应性生物材料已被用于输送生物活性物质以治疗癌症。作为这些创新材料之一，刺激响应性水凝胶能够在外部环境，如光、温度、pH值和离子的刺激下发生结构变化。近红外光是一类常用的外部刺激信号，借助水凝胶的热响性赋予光响应潜力，即通过光热转化材料，将近红外光转换为热能，使得温度敏感的水凝胶材料发生体积的收缩或舒张，从而释放水凝胶内包裹的药物和活性因子，从而实现近红外光智能响应。黑磷纳米片(BPNSs)是石墨烯以外的二维材料中的后起之秀，在光催化、生物医学、能量存储和转换以及电子和光电设备中具有应用价值。基于BPNSs出色的生物相容性，生物降解性以及光热和光敏特性，BPNSs在生物应用方面也具有巨大潜力，其无毒降解产物可以进一步通过生物矿化作用用于骨骼再生。然而，刺激响应性水凝胶的体内应用受到体内生理环境的影响而发生逐步崩解，如何延长其体内驻留时间，以实现长效释放仍有待于进一步研究。

花粉粒是来自天然生物质的微型颗粒材料，由于容易获得、可生物降解和成本低，已受到越来越多的关注。特别是，花粉粒表现出独特的形态，表面有刺，内部有空腔，这赋予了它们大的接触面积和封装能力。基于此，花粉粒已被用作新型载体材料，并在生物医学领域显示出良好的潜力，包括生物粘附、药物输送、有机物吸附、多重生物测定等。然而，花粉粒很少被用作免疫治疗的载体，它们在增强细胞免疫疗法中的应用仍未被发掘。鉴于成熟的DCs也具有复杂的不规则形状和薄的树突，花粉粒类似的刺状结构可能对有效的识别和目标粘附是有利的。因此，花粉粒可以被构建为生物启发式免疫药物递送支架，用于刺激肿瘤患者免疫系统，增强肿瘤患者的肿瘤抑制能力。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种花粉水凝胶杂化载药微球的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、制备具有刺状结构的花粉空腔微球；

步骤二、药物装载：将步骤一制备的花粉空腔微球浸泡在含有药物和近红外光转换材料的水凝胶溶液中，通过真空减压的方式将水凝胶填充至花粉空腔微球的空腔内，再通过紫外光照射将水凝胶固化并锁定细胞因子，获得花粉水凝胶杂化载药微球；

所述药物为细胞因子；

所述近红外光转换材料为BP、BPNSs、BPQDs中的一种或多种。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，步骤一中，所述花粉空腔微球为向日葵花粉空腔微球。

进一步地，步骤一中，花粉空腔微球的制备方法为：采用丙酮对花粉粒进行脱脂处理，然后使用KOH对花粉粒进行裂解处理，制备得到具有刺状结构的花粉空腔微球。

进一步地，步骤二中，所述水凝胶溶液为烯酰胺、PEG8000、丙烯酸中的一种或两种以上材料混合的水溶液。

进一步地，所述丙烯酰胺和丙烯酸的浓度均为5-10v/v％。

进一步地，步骤二中，所述水凝胶溶液中混有光引发剂，所述光引发剂的添加量为水凝胶溶液体积的1％。

进一步地，步骤二中，所述细胞因子为IL-2，IL-15和IL-21的一种或多种，细胞因子的浓度为100-1000ng/ml。