[發(fā)明專利]黒磷功能化的可注射水凝膠及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010163897.5
• 申請(qǐng)日: 2020-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN111265714A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建樹;趙耀;許曉洋;丁春梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): A61L27/12
• 分類號(hào): A61L27/12;A61L27/20;A61L27/50;A61L27/52;A61L27/54
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241
• 代理人: 茍銘

本發(fā)明提供一種黒磷功能化的可注射水凝膠及其制備方法和應(yīng)用，采用離子交聯(lián)方法，將黒磷量子點(diǎn)與海藻酸鈉基質(zhì)混合，再向其混合液中注射鈣離子液，使其由液態(tài)原位轉(zhuǎn)變?yōu)槟z態(tài)。本發(fā)明提供的BPQDs不僅具有強(qiáng)的紅外吸收能力，表現(xiàn)出很好的光熱效應(yīng)，可以有效殺滅腫瘤細(xì)胞，而且光照作用可以使得BPQDs發(fā)生氧化水解反應(yīng)，所得的磷離子對(duì)生物體安全性高、無毒，同時(shí)可以為局部細(xì)胞的生物礦化提供磷源，進(jìn)而促進(jìn)成骨。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，具體涉及黒磷功能化的可注射水凝膠及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

骨肉瘤及乳腺癌骨轉(zhuǎn)移等病變是骨科臨床治療中常面臨的復(fù)雜難題，良性的骨腫瘤一般容易根治，而惡性的骨腫瘤由于其強(qiáng)破壞性很難得到有效治療；此外，骨腫瘤部位還容易誘發(fā)骨畸變及骨折等嚴(yán)重問題。當(dāng)前，科研界針對(duì)骨肉瘤、乳腺癌骨轉(zhuǎn)移此類病癥的治療，更多是機(jī)械性的將功能化的組織工程支架材料通過外科手術(shù)的方式植入病灶部位，在外加刺激作用下，實(shí)現(xiàn)殺死腫瘤的效果(文獻(xiàn)Advanced Materials,2018,30(10):1705611；Chemical Engineering Journal 381(2020)122694；專利申請(qǐng)?zhí)?01610604486.9)；

對(duì)于體外控制體內(nèi)組織治療體系(如，藥物釋放、智能材料等)，具有很多不同的刺激方式，如電場(chǎng)、磁場(chǎng)、光、超聲及機(jī)械力等；然而，由于近紅外光具有強(qiáng)的組織滲透性、生物安全性，可控性以及所需設(shè)備簡(jiǎn)單，易操作的特點(diǎn)而受到科研界的廣泛關(guān)注。近紅外光照射光敏感粒子(如四氧化三鐵粒子等)，可以使得四氧化三鐵等吸光粒子通過光熱效應(yīng)殺死腫瘤細(xì)胞，因此可以應(yīng)用于腫瘤治療領(lǐng)域。

然而，常規(guī)的3D支架材料無法使其與病灶部位的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及微觀形貌良好的匹配，外加光/磁刺激支架時(shí)，支架因無法與目標(biāo)部位有效接觸，自然難以實(shí)現(xiàn)光熱/磁熱治療的最大化，同時(shí)光熱/磁熱轉(zhuǎn)換粒子對(duì)生物體正常組織的安全性難以得到保障；此外，這種通過手術(shù)方式將外源性材料植入病變部位，將會(huì)伴隨有較大范圍的創(chuàng)傷出現(xiàn)，而附加的第二術(shù)區(qū)不僅操作不便，而且容易出現(xiàn)術(shù)區(qū)感染風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而加劇體內(nèi)外損傷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種黒磷功能化的可注射水凝膠及其制備方法和應(yīng)用，針對(duì)乳腺癌骨轉(zhuǎn)移及骨肉瘤等骨腫瘤疾病治療，采用原位制備技術(shù)，將具有光熱效應(yīng)及原位誘導(dǎo)成骨功能的黒磷量子點(diǎn)(BPQDs)與生物相容性良好的海藻酸鈉(SA)混合，再通過鈣離子原位交聯(lián)固化過程，形成固態(tài)的BPQDs/SA水凝膠。

這種可塑性的凝膠可以適應(yīng)性的填充并匹配目標(biāo)部位拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及微觀形貌，通過近紅外光照作用，可以簡(jiǎn)單便捷的消除腫瘤細(xì)胞，并誘導(dǎo)缺損骨組織原位再生，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)病灶部位的微創(chuàng)治療。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用具體的技術(shù)方案：

該黒磷功能化的可注射水凝膠的制備方法包括以下步驟：

(1)將0.50～1.25g海藻酸鈉溶解于超純水中，充分?jǐn)嚢瑁纬删鶆蛉芤海?/p>

(2)磁力攪拌下，將液體剝離法結(jié)合超聲降解法制備的黒磷量子點(diǎn)按照0.25％～1％的質(zhì)量比加入步驟(1)的溶液中，形成均勻混合液，攪拌時(shí)間30min；

(3)將步驟(2)的混合溶液通過醫(yī)用注射器注射轉(zhuǎn)移至特定模具中，使其形成穩(wěn)定溶液；

(4)再于步驟(3)中的穩(wěn)定液中注射鈣離子液體，使步驟(3)的混合液原位轉(zhuǎn)變?yōu)槟z態(tài)BPQDs/SA。

步驟(1)中是將海藻酸鈉于室溫條件下磁力攪拌30min，形成均勻的粘稠液。

步驟(2)中所述黒磷量子點(diǎn)的制備步驟如下：

(2.1)將25mg的黒磷粉加入到50mL的試管中，再于試管中加入25mL的甲基吡咯烷酮，通過超聲探頭于1200W功率下超聲3h，超聲波頻率控制在19～25kHz；