一種抗腫瘤水凝膠的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種抗腫瘤水凝膠的制備方法，采用絲膠蛋白和明膠為基質，將裝載阿霉素的氧化石墨烯分散其中，并以戊二醛為交聯劑，促使絲膠蛋白與絲膠蛋白、絲膠蛋白與氧化石墨烯發生交聯反應，并有明膠分子穿插于其中，最終形成抗腫瘤水凝膠。本發明制備的抗腫瘤水凝膠一方面能夠通過調節水凝膠中絲膠蛋白的濃度，高效調控釋藥速度；另一方面由于氧化石墨烯的表面積極大，可以顯著增加水凝膠的載藥量，獲得增強抗腫瘤效果和減少因多次用藥給患者帶來痛苦的效果。
【專利說明】一種抗腫瘤水凝膠的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于生物醫學材料【技術領域】，尤其涉及一種抗腫瘤水凝膠的制備方法。
【背景技術】
[0002]水凝膠是常見的一種凝膠，是通過共價鍵、范德華力、氫鍵等作用相互交聯形成三維網絡結構，在水中能夠溶脹但不溶解的聚合物，具有良好的吸水性，是一類集吸水、保水和緩釋于一體的功能高分子材料。具有網狀交聯結構的水溶性高分子中引入一部分疏水基團和親水殘基，親水殘基與水分子結合，將水分子連接在網絡內部，而疏水殘基遇水膨脹的交聯聚合物。凡是水溶性或親水性的高分子，通過一定的方式(物理或化學)交聯成高分子網絡體系，均可形成水凝膠。
[0003]化療是腫瘤治療的常用方法之一。抗腫瘤藥物不但對腫瘤細胞有殺滅作用，而且對正常細胞也有損傷作用。高血藥濃度雖然能夠很好地殺滅腫瘤細胞，但對正常細胞的損傷也很大，患者通常難以忍受。血藥濃度低，對正常細胞的損傷小，但殺滅腫瘤細胞的能力也降低。因此穩定的血藥濃度對于殺滅腫瘤細胞和減輕正常細胞的損傷顯得尤為重要，如何確保長而穩定的血藥濃度是本領域要解決的難題。緩釋是通常采用的方法，有利于維持血藥穩態，同時也有利于減少毒副作用。將抗腫瘤藥物包裹在水凝膠中，是實現緩釋的方法之一 O
[0004]阿霉素(DOX)是治療腫瘤的常用藥物，它的作用機理是通過對RNA和DNA合成的抑制，殺死腫瘤細胞。但是該藥物除引起骨髓抑制、胃腸道毒性及脫發外，尚可引起嚴重的心臟毒性，這在一定程度上使其臨床應用受到限制。
[0005]阿霉素(DOX)水凝膠通常是以明膠為基質，采用簡單、分散的方式將DOX裝載于水凝膠中，但是存在釋放速度難以控制的問題，通常是釋放過快，釋放周期減短，尤其是裝載量大時，快速釋放會導致血藥濃度上升過快，對心臟的毒性將增大。
【發明內容】
[0006]解決的技術問題:針對現有技術存在的不足，本發明提供一種抗腫瘤水凝膠的制備方法，采用絲膠蛋白和明膠為基質，將裝載阿霉素的氧化石墨烯分散其中，并以戊二醛為交聯劑，通過控制絲膠蛋白濃度，實現高效調控阿霉素釋放速度。
[0007]技術方案:本發明提供的抗腫瘤水凝膠的制備方法，包括以下制備步驟:(I)將負載有阿霉素的氧化石墨烯溶液(溶液中阿霉素的濃度為f4mg/ml，氧化石墨烯濃度為r2mg/ml)與0.5^10%(ff/V)的絲膠蛋白溶液混合均勻得到混合液，氧化石墨烯溶液和絲膠蛋白溶液的體積比為1: (2?5) ;(2)將步驟(I)所得混合液與5?10% (W/V)明膠溶液混合，混合液與明膠溶液的體積比為(0.5?1.5): I，然后加入25%(W/V)戊二醛，絲膠蛋白與戊二醛的質量比為1: (0.05、.25)，置于2(T40°C下反應20mirTl2h，得到抗腫瘤水凝膠。
[0008]本發明采用絲膠蛋白和明膠為基質，將裝載阿霉素的氧化石墨烯分散其中，并以戊二醛為交聯劑，絲膠蛋白與絲膠蛋白、絲膠蛋白與氧化石墨烯發生交聯，并有明膠分子穿插于其中，最終形成抗腫瘤水凝膠。由于氧化石墨烯對阿霉素的吸附作用和水凝膠中網狀結構的協同作用，減慢了阿霉素的釋放，起了很好的緩釋作用；并且通過控制絲膠蛋白濃度，可以靈活調節阿霉素的釋放速度。
[0009]有益效果:本發明制備的抗腫瘤水凝膠一方面能夠通過調節水凝膠中絲膠蛋白的濃度，高效調控釋藥速度，有助于延長水凝膠中抗腫瘤藥物釋放時間和維持穩定的釋放速率，另一方面由于氧化石墨烯的表面積極大，富含多種基團，具有疏水和親水性，因而可以顯著增加水凝膠的載藥量，獲得增強抗腫瘤效果和減少因多次用藥給患者帶來痛苦的效果O
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為實施例4制得的抗腫瘤水凝膠照片；
圖2為實施例4制備的水凝膠的阿霉素累積釋放曲線；
圖3為實施例5制備的水凝膠的阿霉素累積釋放曲線；
圖4為實施例6制備的水凝膠的阿霉素累積釋放曲線。
【具體實施方式】
[0011]下面通過實施例的方式進一步說明本發明，但本發明的保護范圍并不因此局限于下述實施例，而是由本發明的權利要求書和說明書限定。
[0012]實施例中絲膠蛋白和氧化石墨烯制備，以及氧化石墨烯吸附阿霉素的方法如下:
(I)絲膠制備:取干凈的削口繭，剪成面積大約Icrn2左右的繭片，取40g用蒸餾水清洗
2-3次，置于5000ml 0.5% (W/V)的NaHCO3溶液，煮沸45min，加水使與初始體積相同，再次煮沸30min，然后將蠶絲取出，浙干，擠出其中殘留的絲膠液；繼續蒸煮絲膠液使其濃縮，得到絲膠粗提液。將絲膠粗提液透析2-3天(透析袋截留分子量350(Γ7000)，以除去其中可溶性的小分子雜質；用聚乙二醇1200(Γ20000濃縮至蛋白含量10%左右，獲得絲膠蛋白溶液。
[0013](2)利用Hummers’法制備氧化石墨烯:將23ml98%的濃硫酸加入三角燒瓶中，置于冰浴上，保持溫度低于6°C，然后加入325目的鱗片狀石墨粉lg，低速攪拌lh，使充分混合，隨即在一小時內分批少量的加入3g高錳酸鉀，在溫度低于10°C的條件下反應4h，此過程中反應液逐漸呈墨綠色；將三角瓶移入35°C油浴鍋繼續反應30min后向反應液中緩慢連續注入46mL去離子水,溫度升至98°C反應15min,反應完成后,將反應液轉入燒杯中，趁熱加入約20mL濃度為5%的蒸餾水，直至不再產生氣泡為止，溶液變為亮黃色，然后用5%的鹽酸溶液和去離子水洗漆三到四次，洗漆方法為使用高速離心機8000r/min離心15min,直至氯化鋇檢測無白色沉淀產生，然后將反應液超聲剝離，使其高度分散在溶液中，使用磷酸鹽緩沖液將其調至PH6，儲存待用。
[0014](3)氧化石墨烯吸附阿霉素:稱取28mg鹽酸阿霉素溶于ImL蒸餾水中，加入到6mLlmg/ml的氧化石墨烯溶液中，超聲lh，在黑暗條件下于振蕩器上室溫反應24h，超聲lh，繼續攪拌24h ;取1/2體積的反應液于14000r/min下高速離心lh，檢測上清液中阿霉素含量，可計算出阿霉素的吸附率，沉淀為負載有阿霉素的氧化石墨烯，取沉淀，加水分散得溶液。
[0015]實施例1
將負載有阿霉素的氧化石墨烯溶液(阿霉素的含量為4mg/ml，氧化石墨烯濃度為2mg/ml)與7.5%(ff/V)的絲膠蛋白溶液在黑暗條件下混合均勻得到混合液，兩者的體積比為1:5 ；
將上述混合液與10%(W/V)明膠溶液混合，兩者的體積比為1.5:1，然后加入戊二醛，每Ig絲膠蛋白加入0.05g的25%(W/V)戊二醛，置于40°C下反應20min，得到氧化石墨烯-阿霉素-絲膠蛋白-明膠水凝膠，即本發明的抗腫瘤水凝膠。
[0016]實施例2
將負載有阿霉素的氧化石墨烯的溶液(阿霉素的含量為2.5mg/ml，氧化石墨烯濃度為
1.5mg/ml)與0.5%(ff/V)的絲膠蛋白溶液在黑暗條件下混合均勻得到混合液，兩者的體積比為1:3。
[0017]將上述混合液與5% (W/V)明膠溶液混合，兩者的體積比為1:1，然后加入戊二醛，每Ig絲膠蛋白加入0.15g的25%(W/V)戊二醛，置于30°C下反應4h，得到氧化石墨烯-阿霉素-絲膠蛋白-明膠水凝膠，即本發明的抗腫瘤水凝膠。
[0018]實施例3
將負載有阿霉素的氧化石墨烯的溶液(阿霉素的含量為lmg/ml，氧化石墨烯濃度為lmg/ml)與10%(W/V)的絲膠蛋白溶液在黑暗條件下混合均勻得到混合液，兩者的體積比為1:2。
[0019]將上述混合液與7.5% (W/V)明膠溶液混合，兩者的體積比為0.5:1，然后加入戊二醛，每Ig絲膠蛋白加入0.25g的25%(W/V)的戊二醛，置于20°C下反應12h，得到氧化石墨烯-阿霉素-絲膠蛋白-明膠水凝膠，即本發明的抗腫瘤水凝膠。
[0020]實施例4
將負載有阿霉素的氧化石墨烯的溶液(阿霉素的含量為2mg/ml，氧化石墨烯濃度為lmg/ml)與10%(W/V)的絲膠蛋白溶液在黑暗條件下混合均勻得到混合液，兩者的體積比為1:4。
[0021]將上述混合液與7.5% (W/V)明膠溶液混合，兩者的體積比為1:1，然后加入戊二醛，每Ig絲膠蛋白加入0.15g的25%(W/V)的戊二醛，置于30°C下反應8h，得到氧化石墨烯-阿霉素-絲膠蛋白-明膠水凝膠，即本發明的抗腫瘤水凝膠。
[0022]實施例5
將負載有阿霉素的氧化石墨烯的溶液(阿霉素的含量為2mg/ml，氧化石墨烯濃度為lmg/ml)與5%(W/V)的絲膠蛋白溶液在黑暗條件下混合均勻得到混合液，兩者的體積比為1:4。
[0023]將上述混合液與7.5% (W/V)明膠溶液混合，兩者的體積比為1:1，然后加入戊二醛，每Ig絲膠蛋白加入0.15g 25%(W/V)的戊二醛，置于30°C下反應8h，得到氧化石墨烯-阿霉素-絲膠蛋白-明膠水凝膠，即本發明的抗腫瘤水凝膠。
[0024]實施例6
在本發明中，氧化石墨烯對阿霉素釋放有重要影響。為與實施例4對比，采用阿霉素溶液制備水凝膠，具體方法如下:
將阿霉素溶液(2mg/ml)與10%(W/V)的絲膠蛋白溶液在黑暗條件下混合，兩者的體積比為1:4，混合均勻得到混合液；
將上述混合液與7.5% (W/V)明膠溶液混合，兩者的體積比為1:1，然后加入戊二醛，每Ig絲膠蛋白加入0.15g的25%(W/V)戊二醛，置于30°C下反應8h，得到阿霉素-絲膠蛋白-明膠水凝膠。
[0025]在實施例中，以實施例4所得的水凝膠的緩釋效果最好；圖1是實施例4制備所得的水凝膠圖片，圖2是實施例4阿霉素的釋放曲線。
[0026]實施例4與實施例5相比，僅是絲膠蛋白濃度不同，實施例4的濃度高，實施例5濃度低；圖2和圖3分別為實施例4和實施例5的阿霉素釋放曲線，由圖可見，實施例5中阿霉素的釋放比實施例4的阿霉素要快很多。
[0027]實施例4與實施例6相比，實施例4中阿霉素是荷載于氧化石墨烯上，實施例6中阿霉素是游離的；圖4是實施例6的阿霉素釋放曲線，由圖4可見實施例6中阿霉素的釋放比實施例4的阿霉素要快很多。
【權利要求】
1.一種抗腫瘤水凝膠的制備方法，其特征在于包括以下制備步驟: (1)將負載有阿霉素的氧化石墨烯溶液與0.5^10%(W/V)的絲膠蛋白溶液混合均勻得到混合液，氧化石墨烯溶液和絲膠蛋白溶液的體積比為1: (2?5)； (2)將步驟(1)所得混合液與5?10%(W/V)明膠溶液混合，混合液與明膠溶液的體積比為(0.5?1.5):1，然后加入戊二醛，絲膠蛋白與戊二醛的質量比為1:(0.05?0.25)，置于2(T40°C下反應20mirTl2h，得到抗腫瘤水凝膠。
2.根據權利要求1所述的抗腫瘤水凝膠的制備方法，其特征在于所述負載有阿霉素的氧化石墨烯溶液中阿霉素的濃度為l?4mg/ml。
3.根據權利要求1所述的抗腫瘤水凝膠的制備方法，其特征在于所述阿霉素為鹽酸阿霉素。
4.根據權利要求1所述的抗腫瘤水凝膠的制備方法，其特征在于所述負載有阿霉素的氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯濃度為f2mg/ml。
5.根據權利要求1所述的抗腫瘤水凝膠的制備方法，其特征在于所述戊二醛濃度為25%(ff/V)。
【文檔編號】A61K31/704GK104306325SQ201410543601
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月14日 優先權日:2014年10月14日
【發明者】顏輝, 郭成, 蔡豪, 江明珠, 賈俊強, 吳瓊英 申請人:江蘇科技大學