[发明专利]金纳米棒-高分子复合可注射水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明提出了一种金纳米棒‑高分子复合可注射水凝胶，所述金纳米棒‑高分子复合可注射水凝胶为嵌段共聚物在掺杂负载药物的纳米颗粒和光热材料的碱性水溶液中发生反应而形成；所述嵌段共聚物包括聚（3‑甲基丙烯酰胺基多巴胺‑co‑聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯）和聚（乙烯基苯硼酸‑co‑聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯）。本发明提供的水凝胶药物递送系统设计简单，操作简便，成本低廉，有利于大规模批量化生产。

技术领域

本发明涉及一种金纳米棒-高分子复合可注射水凝胶及其制备方法和应用，属于高分子生物材料技术领域。

背景技术

自二十一世纪以来，无论是发达国家还是发展中国家癌症对人类的健康和生命造成了巨大的威胁。目前，化学药物疗法（化疗）是全球范围内用于癌症治疗的主要方法之一。然而，化疗具有较大的细胞毒副作用和较低的药物利用率等缺点，因此，研究者广泛开展对药物载体材料的研究，以克服传统化疗手段的不足，降低毒副作用，改善治疗效果。据报道，焦体峰教授课题组与闫学海课题组通过超分子自组装成功制备了纳米金颗粒-胶原蛋白复合水凝胶，利用原位矿化所形成的金纳米颗粒一方面起到了调控胶原蛋白水凝胶机械性能的作用，另一方面用于光动力/光热治疗，纳米金颗粒-胶原蛋白复合水凝胶显著增强抗抗肿瘤效果，治疗采用一次瘤内注射水凝胶的方法，多次局部光照实现了可控的药物的释放。

目前，常规药物载体材料存在着如下缺点：对癌细胞的靶向性差，无法在其病灶部位适时释放；结构不稳定，载药量较低；生物相容性差；不适合工业化生产等。另一方面，药物递送系统的单一载药性及单一功能化也已经不能满足于未来复杂病情的治疗需求。在癌症的治疗手段方面，以递送系统作为运载平台输送抗癌药物，有着常规手段所不具备的优点，如通过协同的光热作用，实现药物的释放的同时并产生光热抑制肿瘤的协同效果。设计具有协同效果的智能药物递送材料对于癌症的治疗有着非凡的意义。

在肿瘤治疗方面，光热治疗由于其具有简单的可控性，能精准作用以及对正常组织极少的损坏性，在过去十年里，得到了广泛的研究。在癌症治疗治疗过程中，通过局部的近外光的集中刺激肿瘤部位，过热的温度作为药物释放的促进开关，停止近红外关的照射，则能有效的控制药物的释放。金纳米材料（如金纳米棒，金纳米笼，金纳米壳，金纳米颗粒等）具有明显的光热效应，且有特殊的稳定性、表面可修饰性及良好的生物相容性等, 已被广泛应用于化学和生物医学研究。其中，金纳米棒由于在近红外范围拥有突出的光热转换效率，并且通过调节金纳米棒的形貌尺寸比例改变光的吸收，大量体外细胞以及动物实验证明了，金纳米棒作为最有潜力的光热转换纳米材料对抑制癌细胞生长以及肿瘤的治疗方面有明显的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足而提供一种金纳米棒-高分子复合可注射水凝胶及其制备方法和应用，该复合可注射水凝胶药物递送系统在水凝胶的基础上掺杂金纳米棒和负载药物的纳米颗粒，通过金纳米棒（AuNRs）和负载的抗癌药物阿霉素（DOX）来产生对肿瘤的热疗和化疗，使该水凝胶药物递送系统具有热疗和化疗的协同增强的作用。水凝胶药物递送系统是将携带抗癌药物阿霉素（DOX）的纳米颗粒和金纳米棒（AuNRs）添加到聚合物溶液中形成的，能够实现在凝胶的作用下缓慢释放药物的长期治疗以及热疗的效果。

本发明提供一种金纳米棒-高分子复合可注射水凝胶，所述金纳米棒-高分子复合可注射水凝胶为嵌段共聚物在掺杂负载药物的纳米颗粒和光热材料的碱性水溶液中发生邻苯二酚与苯硼酸配位反应而形成；

所述嵌段共聚物包括聚（3-甲基丙烯酰胺基多巴胺-co-聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯）和聚（乙烯基苯硼酸-co-聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯）。