[发明专利]一种具有光热响应性的水凝胶微球及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种具有光热响应性的水凝胶微球及其制备方法和应用，该水凝胶微球的制备方法以二氧化硅光子晶体微球为模板，在该光子晶体微球中灌注光热响应水凝胶溶液并紫外交联固化，再通过氢氟酸腐蚀法去除二氧化硅光子晶体微球模板，获得具有光热响应性的水凝胶微球，制备工艺简单、原料易得、生产成本低，采用该方法制备的水凝胶微球具有近红外光响应和热响应性，且能够负载药物及在肿瘤治疗位点可控释放，释放的抗体还可以激活T细胞，使其浸润到肿瘤中，促进肿瘤细胞的清除，可应用于制备肿瘤免疫治疗药物，具有重要的医学应用价值。

技术领域

本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种具有光热响应性的水凝胶微球及其制备方法和应用。

背景技术

肿瘤已经成为危害人类健康的重大疾病，针对肿瘤的传统治疗手段包括外科手术切除、放疗和化疗等，这些治疗手段存在着创伤大、容易复发等问题。肿瘤免疫治疗是新兴的一种肿瘤治疗方案，其通过激活肿瘤患者自身免疫系统而增强自身抗肿瘤能力，进而实现对肿瘤的强有力杀伤治疗，具有副作用小、适应症广等优势。不幸的是，免疫抑制的肿瘤微环境总是削弱T细胞对肿瘤的杀伤过程，在临床上，这一问题主要通过向病人体内输注经体外激活的免疫效应细胞来解决，这一治疗方法又称为过继性细胞疗法（ACT）。尽管这些免疫效应细胞具有强大的抗肿瘤活性，但过继性免疫细胞的制备却费时费力。因此，选择更多的策略来增强人体内源性免疫细胞的肿瘤杀伤活力具有重要意义。

此外，肿瘤的局部治疗非常具有吸引力，可用于一些浅表肿瘤的治疗，如黑色素瘤和乳腺癌。与静脉注射相比，肿瘤的局部治疗由于具有直接靶向性，减少了药物用量，进而减少了药物的副作用。然而，瘤内注射的药物很容易被毛细血管和淋巴管吸收并转移到血液中，导致肿瘤患者需要接受重复的药物注射。为了克服这一缺点，基于微载体的药物释放系统应运而生，可用于药物的持续释放并维持血液中药物浓度在很小的范围内波动。然而，大多数药物缓释微载体都是由普通水凝胶制备而成，而水凝胶中负载药物往往是通过自由扩散的方式穿过水凝胶材料内部交联的网络结构来释放的，其释放效率低下，不够智能。水凝胶微球由于具有典型的自监测结构色、高的比表面积、有序的多孔结构和相互连接的纳米通道等优点，在药物装载和释放方面显示出显著的优势。抗体作为一种肿瘤治疗药物，可阻断肿瘤细胞的信号转导，诱导肿瘤细胞凋亡，增强免疫细胞对肿瘤的杀伤作用。因此，通过开发一些对生理信号或外界刺激响应的材料，在药物缓释微载体中引入具有响应能力的特异性材料，作为肿瘤免疫治疗的智能载药平台，将在肿瘤免疫治疗中具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种具有光热响应性的水凝胶微球及其制备方法和应用，该水凝胶载药微球为具有光热响应性的反蛋白石结构水凝胶光子晶体微球，其具有近红外光响应和热响应性，且能够负载药物并进行药物的可控释放，可应用于制备肿瘤免疫治疗药物。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：一种具有光热响应性的水凝胶微球的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1、制备二氧化硅光子晶体微球模板（SiO₂光子晶体微球模板）：利用不同粒径的二氧化硅纳米粒子自组装成二氧化硅光子晶体微球；

步骤S2、制备反蛋白石结构水凝胶光子晶体微球：将光热响应水凝胶溶液灌注到步骤S1制备的SiO₂光子晶体微球模板中，通过紫外固化形成光子晶体-水凝胶微球中间体，然后去除固化的光子晶体-水凝胶微球中间体中的SiO₂光子晶体微球模板，制备得到具有光热响应性的反蛋白石结构水凝胶光子晶体微球；

进一步地，步骤S1中，不同粒径的二氧化硅纳米粒子通过微流控自组装法或液滴自组装法制得二氧化硅光子晶体微球模板，所述二氧化硅纳米粒子的粒径为350～500nm。

进一步地，所述光热响应水凝胶溶液由光热响应性材料和水凝胶预聚溶液组成。