[发明专利]一种近红外响应型纳米复合超分子水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开一种近红外响应型纳米复合超分子水凝胶及其制备方法，首先以柠檬酸钠为还原剂制备了不同粒径的球形金纳米粒子，在碱性环境中利用多巴胺自聚反应在金纳米粒子表面形成纳米薄膜，之后以多巴胺包裹的金纳米粒子，丙烯酰基甘氨酰胺和丙烯酰胺为原料，在引发剂的存在下以自由基聚合制备出含有不同粒径的纳米复合超分子水凝胶，并作为填充材料用于乳腺癌手术后的复发治疗。本发明的水凝胶具有高临界溶解温度，高于此温度时可以发生凝胶‑溶胶转变，通过近红外光可以调控凝胶的热塑性和可注射性，以及填充后产生的光热效应可以有效杀死癌细胞控制乳腺癌的复发和转移，具有很好的生物相容性，单体及水凝胶的制备方法简单易行。

技术领域

本发明涉及一种水凝胶的制备方法及应用，更具体地说，涉及一种丙烯酰胺和丙烯酰基甘氨酰胺复合多巴胺-金纳米粒子的共聚物(PAAm-PNAGA-AuNPs-PDA)水凝胶的制备方法及应用，具有高度稳定性、温敏性，热塑性和光热转化性等功能，作为乳腺癌术后填充材料，在近红外光调控下防止乳腺癌的复发和转移。

背景技术

水凝胶是以水为分散介质，亲水性而又不溶于水的且能够吸收大量水分(通常含水量大于总质量的50％)具有交联结构的高分子聚合物材料。因为聚合物链间的物理交联和化学交联作用而不会溶解于水中，只能溶胀且保持一定的形状，同时，还具有良好的水渗透性，生物相容性，作为人体植入物可以减少不良反应。因而水凝胶作为优良的生物医用材料得到广泛应用。刺激-响应性水凝胶可通过刺激来改变水凝胶结构或性质，从而达到多功能响应的目的，是现阶段研究热点。近红外响应型水凝胶是一种有具有广泛应用前景的刺激-响应性水凝胶，能够通过精确控制光源的辐照强度、辐照时间及照射位点实现多方面的响应目的。

近红外刺激响应性水凝胶是受到近红外光照射后可发生体积转变或相转变的智能水凝胶，该水凝胶属于光刺激响应型水凝胶，光刺激响应型纳米水凝胶可在光辐照的情况下作用于人体特定部位，因其不直接接触刺激部位，避免介入式损伤的性质，可以作为远程控制释放系统(Li W,Wang J,Ren J,Qu X.3D Graphene oxide-polymer hydrogel:near-infrared light-triggered active scaffold for reversible cell capture andon-demand release.Adv.Mater.2013,25,6737-6743)。传统光刺激响应型水凝胶含光活性基团如偶氮苯、螺吡喃、三苯甲烷等的光响应性聚合物，这些活性基团受到光照后构型发生变化或形成带电荷的基团，导致聚合物分子链的构象或亲疏水性发生变化，引起纳米水凝胶发生体积相转变(Li M-H,Keller P.Stimuli-responsive polymer vesicles.SoftMatter.2009,5,927-937)。然而，引发这类光刺激响应性纳米水凝胶发生体积相转变的光为紫外光或蓝光，这些波长较短的光会对生物组织或细胞产生一定的伤害，在临床应用中受到很大限制。而传统近红外响应材料的报道集中在氧化石墨烯、纳米金、碳纳米管、聚化咯等，但这些材料由于细胞毒性，光热转换效率低等问题限制了其在生物医学领域的应用(Zhang Z,Wang J,Nie X,et al.Near infrared laser-induced targeted cancertherapy using thermoresponsive polymer encapsulated goldnanorods.J.Am.Chem.Soc.2014,136,7317-7326)。