[发明专利]基于聚N-苯基甘氨酸-聚乙二醇水凝胶的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了基于聚N‑苯基甘氨酸‑聚乙二醇水凝胶的制备方法及其应用，制备方法为，先制备聚N‑苯基甘氨酸‑聚乙二醇纳米复合物（PPG‑PEG），再将PPG‑PEG纳米复合物粉末和环糊精（α‑CD）分别配制成一定浓度的水溶液，将两者混合均匀，室温静置一段时间，得到聚N‑苯基甘氨酸‑聚乙二醇水凝胶。本发明制得的水凝胶的紫外吸收峰转移至近红外第二窗口，通过近红外第二窗口激光照射可增加激光穿透深度，降低活体组织对激光的吸收,减小对正常组织的损伤。此种水凝胶具有温度及剪切敏感双重响应的可注射型智能水凝胶，能负载化疗药物从而实现药物的定点按需释放，是增强化疗及光热联合治疗的光热水凝胶运载体系。

技术领域

本发明涉及一种光热治疗试剂，属于生物医用材料技术领域，具体涉及一种基于聚N-苯基甘氨酸-聚乙二醇水凝胶的制备方法及其在近红外第二窗口的应用。

背景技术

光热治疗是一种在激光照射下光热材料吸收近红外光，将光能转换为热能，使肿瘤组织产生高热从而杀死病变细胞的疗法。其具有精准、高效、可控、无创、副作用低等特点。近几年来，近红外激光由于其对活体组织的穿透能力强而被广泛应用于热疗。其中，大部分纳米粒子的吸收处于近红外第一窗口（750 nm~900 nm），相较之下，近红外第二窗口激光对血液和活体组织的吸收和散射更小，对活体组织具有更强的穿透能力。因此，研究具有近红外第二窗口吸收的热疗纳米粒子是一个值得探索和发展的方面。目前光热治疗通常是将光热材料制备光热纳米粒或水凝胶制剂进行治疗。智能光热水凝胶具有可原位注射及可重复治疗的特点，对于易复发性肿瘤有较好的疗效。同时水凝胶具有光热触发的温度响应性，可用于药物负载的定点按需释放，使其智能和可控性更强。

聚N-苯基甘氨酸是一种类聚苯胺结构的高分子，聚苯胺能够被路易斯酸、过渡金属和碱金属离子等进行掺杂，可以使聚苯胺骨架的苯-苯结构转变为苯-醌结构，从而使紫外-可见吸收峰红移至近红外区域。这一特点使聚苯胺具备作为光热试剂的潜能。2011年由Yang等将聚乙二醇化的脂肪酸修饰到聚苯胺上实现水溶性后，用于癌细胞的光热消融治疗（Yang, J. Choi, D. Bang, E. Kim, E.-K. Lim, H. Park, J.-S. Suh, K. Lee, K.-H.Yoo, E.-K. Kim, Y.-M. Huh, S. Haam. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 441-444.）之后陆续有研究报道用F127(J. Zhou, Z. G. Lu, X. J. Zhu, X. J. Wang, Y.Liao, Z. F. Ma, F. Y. Li. Biomaterials 2013, 34, 9584-9592.)及透明质酸（B.-P.Jiang, L. Zhang, Y. Zhu, X.-C. Shen, S.-C. Ji, X.-Y. Tan, L. Cheng, H. Liang.J. Mater. Chem. B, 2015, 3, 3767-3776）等得到非共价复合水溶性聚苯胺纳米粒进行光热治疗。上述制备的聚苯胺类高分子光热试剂的激光为近红外第一窗口的激光，而尚未有制备成光热水凝胶在近红外第二窗口的激光进行治疗的报道。

环糊精是一种从淀粉提取的环状低聚糖，因具有内腔疏水，外腔亲水的结构，能与高分子发生主客体自组装形成准聚轮烷凝胶。1994年，日本科学家研究发现环糊精（α-CD）与高分子量的能够形成超分子水凝胶。α-CD可以通过主客体识别作用到PEG链端形成管道状的准聚轮烷结构(PPR)，利用PPR之间强的氢键作用形成物理交联点，并与未包合的PEG链共同作用形成了具有三维空间网状结构的水凝胶。并发现这类水凝胶具有温度敏感的溶胶—凝胶可逆转化的相转变性质。此后大量文献报道环糊精与线型、梳型、星型、树型高分子发生主客体自组装，形成环糊精基准聚轮烷超分子(CD-PPR)水凝胶。CD-PPR水凝胶通常具有剪切敏感和温度敏感的双重智能响应性，被广泛用于药物控释研究。

发明内容

本发明的目的是提供基于聚N-苯基甘氨酸-聚乙二醇水凝胶的制备方法及其应用，该水凝胶在近红外光第二窗口的激光照射下具有高的光热转换效率，且能负载化疗药物，实现化疗及光热协同治疗。