一种多功能水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术属于生物医学材料领域，具体涉及一种多功能水凝胶及其制备方法和应用，更具体的，涉及一种抗肿瘤可注射水凝胶和骨支撑的水凝胶体系的制备及应用。本发明专利技术的一种多功能水凝胶，主要由PVA和大黄酸组成，按照质量比PVA：大黄酸＝0.2~2 g：10~100 mg，优选为0.48~1.5 g：36～72 mg，更优选为0.64~1.2g：36~72 mg。本发明专利技术构建的抗肿瘤水凝胶具有可注射性，能通过单次给药抑制肿瘤细胞的生长，构建的骨支撑的水凝胶具有很强的支撑强度。水凝胶具有很强的支撑强度。水凝胶具有很强的支撑强度。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能水凝胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于药物领域，具体涉及一种多功能水凝胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]骨肉瘤(osteosarcoma)是一种青少年最常见的原发性恶性骨肿瘤，恶性程度高，进展快，且易发生远端转移，其常见特征是肿瘤细胞形成不成熟骨或骨样组织，占所有骨肿瘤的20
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40％。骨肉瘤全球发病率约为3/100万，存在两个高峰，第一个高峰发生在骨骼快速生长的青春期，发病率约为4.4/100万，第二个高峰则发生在65岁以上的老年人中，发病率约为4.2/100万。骨肉瘤最常发生在靠近生长板的长骨干骺端，2/3的肿瘤出现在股骨远端膝关节周围，其次是胫骨近端，肱骨近端是第三常见的肿瘤部位，占肿瘤总数的10％，骨肉瘤患者通常表现为发病部位局部肿胀或疼痛，给患者带来巨大的疼痛和生活的不便，特别是发生在膝关节附近的肿瘤，肿胀和疼痛使患者无法正常行走。目前治疗骨肉瘤的给药方案因为静脉给药的方式，会带来全身的毒性，不利于对患者的治疗。
[0003]水凝胶作为一种可以原位注射的生物材料，具有优异的生物相容性，不仅可以实现在肿瘤部位的持续给药，还因其结构与细胞外基质相似，可以为细胞生长提供适宜的生长环境，满足骨肉瘤治疗过程中对消除肿瘤的需要。因此，水凝胶体系在骨肉瘤的治疗中受到越来越多的关注。考虑到生物相容性，聚乙烯醇(PVA)是一个合适的制备水凝胶的材料，物理交联法不添加化学交联剂，更加安全，但是其制备工艺耗时长，需要改善。大黄酸(RH)作为一种中药成分，具有较好的抗炎和抗肿瘤功能，其自组装可形成水凝胶，但是稳定性较差。
[0004]为了能够应对骨肉瘤目前的治疗瓶颈，设计一种能缓慢释放药物，有效杀伤肿瘤细胞、对正常组织无害、不依赖于成胶时间的剪切变稀性多功能水凝胶体系是很有必要的。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术的第一个目的是提供一种多功能水凝胶，该水凝胶通过将PVA与大黄酸按质量比进行复合，形成PVA与大黄酸交联的网络体系，克服现有治疗骨肉瘤的制剂所存在的不足，具有制备工艺简单，可注射性、单次注射缓释性、优良载药性的多功能水凝胶体系，能够在手术前，通过原位单次注射载药水凝胶，使得药物在肿瘤附近有效蓄积，并在长达两周的时间内缓慢释放，有效抑制肿瘤的生长，减少肿瘤的体积。
[0006]本专利技术的第二个目的是提供一种多功能水凝胶的制备方法，本专利技术提高了水凝胶的机械强度，并且载药范围广，载入不同的药物就可以起到不同的治疗效果。因此，应用此方法制备的多功能水凝胶体系，可以有效减少肿瘤大小，降低对患者的伤害，对患者的治疗具有显著的意义。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0008]第一方面，本专利技术保护一种多功能水凝胶，主要由PVA和大黄酸(RH)组成，按照质量比PVA：大黄酸＝0.2～2g：10～100mg，优选为0.48～1.5g：36～72mg，更优选为0.64～
1.2g：36～72mg。
[0009]本专利技术将PVA与大黄酸交联形成的PVA/RH水凝胶具有三维网状结构，可以高效负载药物分子、控制药物分子的释放速度，进而达到在较长一段时间内抑制肿瘤复发的效果。
[0010]作为本申请的优选技术方案，所述水凝胶中还添加有化疗药物和/或促进骨修复的材料；
[0011]当水凝胶中仅添加有化疗药物时，按照质量比PVA：大黄酸：化疗药物＝0.2～2g：10～100mg：5～35mg，优选为0.64～1.2g：36～72mg：10～25mg；
[0012]当水凝胶中仅添加有促进骨支撑的材料时，按照质量比PVA：大黄酸：促进骨支撑的材料＝0.2～2g：10～100mg：2～20mg；优选为0.64～1.2g：36～72mg：5～15mg。
[0013]当水凝胶中添加有化疗药物和促进骨支撑的材料时，按照质量比PVA：大黄酸：化疗药物：促进骨支撑的材料＝0.2～2g：10～100mg：5～35mg：2～20mg；优选为0.64～1.2g：36～72mg：10～25mg：5～15mg。
[0014]本专利技术保护一种用于骨肉瘤治疗的可注射水凝胶，包括：PVA与大黄酸水凝胶以及化疗药物；其中，按照质量比PVA：大黄酸：化疗药物＝0.2～2g：10～100mg：5～35mg，优选为0.64～1.2g：36～72mg：10～25mg。
[0015]本专利技术保护一种用于骨肉瘤治疗和促进骨修复的骨支撑性水凝胶，包括：PVA与大黄酸水凝胶、化疗药物、以及促进骨支撑的材料；其中，按照质量比PVA：大黄酸：化疗药物：促进骨支撑的材料＝0.2～2g：10～100mg：5～35mg：2～20mg；优选为0.64～1.2g：36～72mg：10～25mg：5～15mg。
[0016]作为本申请的优选技术方案，所述化疗药物为盐酸阿霉素，阿霉素，阿苯达唑中的任意一种或多种，优选为盐酸阿霉素。
[0017]作为本申请的优选技术方案，所述促进骨支撑的材料为纳米羟基磷灰石。
[0018]作为本申请的优选技术方案，所述PVA分子量为：89000
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98000，如89000，90000，91000，92000，93000，94000，95000，96000，97000，98000等等。
[0019]可选的，所述水凝胶材料表面和/或内部负载有用于治疗骨肉瘤的药物。
[0020]第二方面，本专利技术还保护前述多功能水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0021]步骤1，制备PVA溶液：将PVA分散于水中，在加热条件下搅拌，使其完全溶解，形成均一的溶液；其中，PVA水溶液中，PVA的质量浓度为4
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20％，优选为8
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15％，可以为8％，10％，12％，15％等；
[0022]步骤2，制备大黄酸溶液；将大黄酸溶解在碱性溶液中，使其完全溶解，然后使用盐酸调节pH到8.0
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9.4，优选为8.8
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9.0；盐酸的浓度为：1mmol/L
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5mmol/L；
[0023]步骤3，将步骤(2)的大黄酸溶液加入步骤(1)所述的PVA溶液中，搅拌均匀后超声；
[0024]步骤4，在
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80℃冰箱冷冻1小时后取出，37℃水浴锅水浴融解30min，此为一个冻融循环。
[0025]本专利技术将PVA与大黄酸结合，两种物质形成凝胶网络时互穿，形成互穿网络，1次冻融即可形成水凝胶，不仅缩短了制备时间，并且使得水凝胶具有很好的机械性能。
[0026]本专利技术还保护前述用于骨肉瘤治疗的可注射水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0027]步骤1，制备PVA溶液：将PVA分散于水中，在加热条件下搅拌，使其完全溶解，形成均一的溶液；其中，PVA水溶液中，PVA的质量浓度为4
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20％，优选为8
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15％，可以为8％，...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能水凝胶，其特征在于，主要由PVA和大黄酸组成，按照质量比PVA：大黄酸＝0.2~2 g：10~100 mg，优选为0.48~1.5 g：36～72 mg，更优选为0.64~1.2g：36~72 mg。2.根据权利要求1所述的多功能水凝胶，其特征在于，所述水凝胶中还添加有化疗药物和/或促进骨修复的材料；当水凝胶中仅添加有化疗药物时，按照质量比PVA：大黄酸：化疗药物＝0.2~2g：10～100 mg：5～35 mg，优选为0.64~1.2 g：36～72 mg：10～25 mg；当水凝胶中仅添加有促进骨支撑的材料时，按照质量比PVA：大黄酸：促进骨支撑的材料＝0.2~2 g：10～100 mg：2~20 mg；优选为0.64~1.2 g：36～72 mg：5～15 mg；当水凝胶中添加有化疗药物和促进骨支撑的材料时，按照质量比PVA：大黄酸：化疗药物：促进骨支撑的材料＝0.2~2 g：10～100 mg：5～35 mg：2~20 mg；优选为0.64~1.2 g：36～72 mg：10～25 mg：5～15 mg。3.一种可注射水凝胶，其特征在于，包括：PVA与大黄酸水凝胶以及化疗药物；其中，按照质量比PVA：大黄酸：化疗药物＝0.2~2 g：10～100 mg：5～35 mg，优选为0.64~1.2 g：36～72 mg：10～25 mg。4.一种骨支撑性水凝胶，其特征在于，包括：PVA与大黄酸水凝胶、化疗药物、以及促进骨支撑的材料；其中，按照质量比PVA：大黄酸：化疗药物：促进骨支撑的材料＝0.2~2 g：10～100 mg：5～35 mg：2~20 mg；优选为0.64~1.2 g：36～72 mg：10～25 mg：5～15 mg。5.根据权利要求2
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4任一所述的水凝胶，其特征在于，所述化疗药物为盐酸阿霉素，阿霉素，阿苯达唑中的任意一种或多种，优选为盐酸阿霉素。6.根据权利要求2
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4任一所述的水凝胶，其特征在于，所述促进骨支撑的材料为纳米羟基磷灰石；优选的，所述PVA分子量为89000
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98000。7.权利要求5所述的一种可注射水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，制备PVA溶液：将PVA分散于水中，在加热条件下搅拌，使其完全溶解，形成均一的溶液；其中，PVA水溶液中，PVA的质量浓度为4
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20％，优选为8
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15%；步骤2，制备大黄酸溶液；将大黄酸溶解在碱性溶液中，使其完全溶解，然后使用盐酸调节pH到8.0
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9.4，优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜虎林，刘璎萱，姚亚婷，邢磊，周天娇，
申请(专利权)人：中国药科大学，
类型：发明
国别省市：