[发明专利]一种自组装可成像丝素蛋白水凝胶的制备方法

说明书

本发明涉及一种可用于治疗肿瘤的自组装可成像丝素蛋白水凝胶的制备方法。本发明将丝素蛋白溶液、PEG400溶液、聚维酮碘(PVP‑I)溶液、泛影葡胺(MD)溶液于室温下混合，静置，所述共混液经过约38min后自组装，形成复合水凝胶。本发明制备的自组装可成像丝素蛋白水凝胶可以在X线引导下通过注射器直接注入肿瘤内部，用于向肿瘤组织内部传递单质碘，促使肿瘤细胞发生凋亡，实现治疗肿瘤的目的。本发明制备方法简单易行，可长期保存，可用于抗肿瘤药物领域。

技术领域

本发明涉及一种简便的医用自组装可成像丝素蛋白水凝胶的制备方法及其应用，具体涉及一种以天然来源的丝素蛋白和人工合成的聚维酮碘为基础制备的自组装可成像丝素蛋白水凝胶的方法及其在组织再生修复、肿瘤治疗、预防感染、药物缓释等医疗领域的应用，属于生物材料和生物医学领域。

背景技术

水凝胶具有良好三维立体网络结构，适合于包载转运药物、细胞因子等，由于水凝胶中含有大量的水分，分子链可随意伸展，能够保持较好的流体性质，所以水凝胶可以更容易植入到肿瘤组织内部并且可以在肿瘤内部弥散均匀地分布，被广泛地应用骨肉瘤等肿瘤治疗领域。近年来，生物医学及组织工程领域研究方向将不同的生物材料复合丝素蛋白，制备出新型的生物材料-丝素蛋白水凝胶。丝素蛋白复合水凝胶因其优异的生物相容性、稳定的解缓速度、优良的力学强度等优点引起研究人员的重视，具有广阔的临床应用前景。

丝素蛋白溶液经物理和化学处理后可形成水凝胶，聚乙二醇(PEG)是一种有机化合物。将聚乙二醇与丝素蛋白混合可形成丝素蛋白凝胶。它可作为生物因子和药物的缓释体系，此外，丝素蛋白水凝胶可以通过注射器直接注射到特定部位，这一特性允许丝素水凝胶以一种微创的方式通过注射进入体内，然后将药物或生物因子输送到局部病灶。

聚维酮碘(PVP-I)能有效杀灭细菌、病毒、真菌和原生动物。作为广谱抗菌剂，它通常用于皮肤消毒和清洁伤口。PVP-I可释放游离碘单质，对微生物有较强的杀灭作用。同样，碘单质也是一种有效的杀瘤剂，作为一种抗肿瘤治疗手段，在临床上也越来越受欢迎。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是应用简单的操作方法制备出一种可用于治疗肿瘤的自组装可成像丝素蛋白水凝胶。

本发明制备上述目标水凝胶的技术方法如下：将丝素蛋白冻干粉溶解于去离子水中，充分震荡后，制得一定浓度的丝素蛋白水溶液。将PVP-I溶液与丝素蛋白水溶液吸入一侧注射器，PEG400溶液与泛影葡胺溶液吸入另一侧注射器，将两个注射器使用双头鲁尔接头对接，通过多次互推溶液形成共混液，所述的共混液经过约37min后凝固形成一种可成像丝素蛋白复合水凝胶。

本发明的发明点在于是：

(1)安全无毒，无明显过敏反应：本复合生物材料中，应用的丝素蛋白是一种生物相容性良好的材料，而医用聚维酮碘是一种临床常用的消毒药剂，广泛的临床应用证实其安全无毒。

(2)促进丝素蛋白形成水凝胶。单纯丝素蛋白溶液自然状态下不易形成水凝胶，加入PEG400溶液，可促进丝素蛋白形成水凝胶。

(3)良好的抗肿瘤效果。本发明由于采用聚维酮碘，将聚维酮碘控制在有效浓度比例时，能够使复合水凝胶具有明显的抗肿瘤效果。将复合水凝胶在X光引导下注射入裸鼠皮下骨肉瘤模型内，一段时间后，可以看到肿瘤体积的增长明显减缓，经小动物成像仪检测生物发光的荧光强度也较对照组和单纯凝胶组明显降低。说明自组装可成像丝素蛋白水凝胶实现了抑制肿瘤增长的作用。为了进一步验证自组装水凝胶对骨肉瘤的治疗效果，我们通过免疫组化染色实验观察肿瘤组织中caspase-3和PARP蛋白表达水平来评估水凝胶传递的碘在体内是否诱导细胞凋亡。我们发现复合水凝胶处理组肿瘤组织中PARP和caspase-3的蛋白表达明显高于对照组和单纯凝胶治疗组。这些结果表明碘可以在体内诱导骨肉瘤组织发生凋亡。