[发明专利]负载石墨烯与纳米羟基磷灰石的可注射自愈合复合水凝胶抗癌系统的制备方法

说明书

本发明提供了一种负载石墨烯与纳米羟基磷灰石的可注射自愈合复合水凝胶抗癌系统的制备，制备方法为：将聚乙二醇与对醛基苯甲酸反应修饰为醛基化聚乙二醇；将羟基磷灰石、氧化石墨烯、醛基化聚乙二醇和羧甲基壳聚糖混合后即可通过醛基化聚乙二醇上的醛基于羧甲基壳聚糖分子中的氨基形成动态可逆席夫碱键的交联网络结构；羟基磷灰石可以抑制肿瘤细胞的增殖并促进其凋亡，氧化石墨烯对于近红外光有较好的红外光谱吸收能力，可作为光热治疗载体应用于肿瘤治疗。该凝胶同时还具有良好的生物相容性、自愈合性和注射性，使得本发明在肿瘤治疗领域具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于生物医学工程领域，智能仿生材料中的高分子材料，具体涉及一种负载石墨烯与纳米羟基磷灰石的可注射自愈合复合水凝胶抗癌系统的制备。

背景技术

现如今癌症仍然是一个严重的全球健康问题，随着人们对癌症生理学知识的不断认识，在诊断与治疗方面达到十足的发展。当前癌症治疗仍然以手术治疗为主，化学治疗手段为主要辅助。但是广泛用于治疗癌症的化疗药物对肿瘤组织生物特异性差、疏水性差、细胞抗药性等缺点，在临床应用受到很大程度上限制。随着医学发展，精准医疗逐渐成为当今研究热点，以肿瘤细胞生理微环境与正常细胞生理微环境的理化差异作为内源性刺激信号，再结合外源性刺激信号(温度、光照、磁场、超声波)共同治疗肿瘤细胞。因此多种手段产生协同治疗，对于推动癌症治疗技术的发展具有重要意义。

自愈合高分子水凝胶(self-healing polymer hydrogel)一种在基体损伤后，触发其自动恢复过程来再生结构及初始功能的一类智能水凝胶。自主要通过离子键、金属配位、疏水相互作用或者通过动态化学键来达到的自愈合能力，可以分为化学交联与物理交联两种。前者更便于通过分离动态共价键来实现同时刺激响应 (例如热、光、pH)。在体内，外部机械力或生理侵蚀容易破坏水凝胶结构的完整性，使其丧失功能。而自愈合水凝胶可以在外界刺激情况下修复自身损伤并恢复其原有结构和性能，从而提高水凝胶的可靠性与安全性。自愈合水凝胶是由共价键和非共价键交联而形成三维网络结构具有较高含水量的材料，由于其与细胞外基质组成较为相似，具有较好的生物相容性等原因，成为替代天然生物软组织材料的优先选项，因此广泛应用于药物递送、细胞培养、组织工程等生物医用领域。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的首要目的是提供一种掺杂羟基磷灰石、氧化石墨烯的近红外响应性自愈合水凝胶的制备方法。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种负载石墨烯与纳米羟基磷灰石的可注射自愈合复合水凝胶抗癌系统的制备方法，其包括步骤：

将纳米针状羟基磷灰石(HAP)和纳米氧化石墨烯(GO)加入羧甲基壳聚糖 (CMC)的磷酸盐缓冲液内超声分散均匀得到混合物，将醛基化聚乙二醇 (DF-PEG)的磷酸盐缓冲液加入到混合物中并搅拌，5min内实现溶胶至凝胶的转变，得到包载两种纳米粒子的自愈合水凝胶。

其中，纳米针状羟基磷灰石和纳米氧化石墨烯属于物理掺杂，不参与该自愈合水凝胶骨架的构建。

优选地，醛基化聚乙二醇的磷酸盐缓冲液和羧甲基壳聚糖的磷酸盐缓冲液的体积比为3:2。

优选地，所述醛基化聚乙二醇的磷酸盐缓冲液中醛基化聚乙二醇的含量为 5.0±0.5wt％，所述羧甲基壳聚糖的磷酸盐缓冲液中羧甲基壳聚糖的含量为 4.0±0.5wt％；加入的纳米针状羟基磷灰石含量为0.4±0.1wt％，纳米氧化石墨烯含量为0.6±0.1wt％。

优选地，醛基化聚乙二醇的制备过程包括：