一种基于丝素蛋白的可触变水凝胶的制备方法及产品和应用技术

本发明专利技术涉及一种基于丝素蛋白的可触变水凝胶的制备方法及产品和应用，属于材料技术领域，首先制备丝素纤维膜，然后将其置于水中浸泡后，经离心处理，弃去未溶解的丝素纤维膜，得亲水性丝素蛋白提取液，静置即可。该方法中以天然蚕丝为原材料制备可触变水凝胶，具有生物安全性，同时具有优良的可触变性能和粘弹性，还具有pH、GSH、ROS和NIR红外光波刺激响应性，将其与抗肿瘤功能药或光敏剂中的至少一种混合制备抗肿瘤药，该药在肿瘤部位不但具有长时间的滞留性和可控药物释放性能，还能实现可触变水凝胶的刺激响应性与光热、光动力治疗的完美结合，实现对肿瘤的化疗、光热、光动力的协同治疗。该可触变水凝胶制备工艺简单，原料来源广泛，成本低，适合扩大化生产。

Preparation and application of thixotropic hydrogel based on Silk Fibroin

【技术实现步骤摘要】
一种基于丝素蛋白的可触变水凝胶的制备方法及产品和应用
本专利技术属于材料
，具体涉及一种基于丝素蛋白的可触变水凝胶的制备方法及产品和应用。
技术介绍
恶性肿瘤已经成为严重威胁人类健康的最主要疾病之一。根据最新的数据显示，中国癌症负担总体呈持续上升趋势，癌症负担的城乡差异和男女性别差异显著，癌谱呈现发达国家癌谱和发展中国家癌谱并存的局面，癌症防控形势十分严峻。其中，中国最常见的恶性肿瘤为肺癌、胃癌、结直肠癌和肝癌，占全部恶性肿瘤发病率的76.7％。然而，由于目前传统的癌症化疗方式存在治疗效果差、毒副作用大等缺陷，这给肿瘤治疗带来了极大挑战。因此，探索寻找有效的癌症治疗方式和药物递送体系是十分必要和迫切的。原位注射可触变水凝胶作为一种理想的局部药物递送体系，以其长的保留时间，较小的毒副作用，可控的药物释放等性能在癌症治疗方面受到越来越多的重视。相比于人工合成高分子水凝胶和无机水凝胶，天然高分子材料由于其良好的生物相容性、可控的生物可降解性、无免疫原性和无交联剂等特点，成为构建水凝胶体系的最理想材料。并且传统材料所蕴含的本质特殊性能也值得我们进一步的探究和发现。近年来，光热、光动力疗法是肿瘤治疗领域最热门的研究方向之一，将光热材料和光敏剂与其它材料“量身打造”的肿瘤“杀手”，尽可能实现低的全身毒性和增强治疗效果，是研究的主要方向。将光热光动力治疗与化疗和免疫治疗的结合，可以实现肿瘤的快速消除及有效防御肿瘤复发，显示出来了极大的应用潜力。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种基于丝素蛋白的可触变水凝胶的制备方法；目的之二在于提供一种基于丝素蛋白的可触变水凝胶；目的之三在于提供该可触变水凝胶在制备治疗肿瘤药物中的应用。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：1、一种基于丝素蛋白的可触变水凝胶的制备方法，所述方法如下：蚕茧经弱碱溶液脱胶后溶解于溴化锂溶液中，经透析后得再生丝素蛋白溶液；然后将所述再生丝素蛋白溶液平铺后干燥，得丝素纤维膜；最后将所述丝素纤维膜置于水中浸泡6-8h后，以5000-6000rpm的速度离心10-15min，弃去未溶解的丝素纤维膜，得亲水性丝素蛋白提取液，在37-40℃下静置1-6h后，制得可触变水凝胶。优选的，所述弱碱溶液是质量分数为0.5％的碳酸钠溶液。优选的，所述溴化锂溶液中溴化锂的浓度为9.3-10M。优选的，所述干燥具体为在温度为25-27℃、相对湿度为60-70％的条件下干燥至少24h。优选的，按丝素纤维膜与水的质量体积比10-20:1将所述丝素纤维膜置于水中浸泡，所述质量体积比的单位为mg:mL。2、由所述的方法制备的可触变水凝胶。3、所述的可触变水凝胶在制备治疗肿瘤药物中的应用。优选的，所述治疗肿瘤药物包含可触变水凝胶和抗肿瘤功能药或光敏剂中的至少一种。优选的，所述抗肿瘤功能药为多柔比星、喜树碱、EGCG或紫衫醇中的一种。优选的，所述光敏剂为Cy7、Ce6或ICG中的一种。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种基于丝素蛋白的可触变水凝胶的制备方法及产品和应用，该方法中以天然蚕丝为原材料制备可触变水凝胶，具有生物安全性，该可触变水凝胶相比于传统丝素水凝胶，极大的缩短了成胶时间和成胶所需的丝素浓度，并且具有优良的可触变性能和粘弹性。由于该可触变水凝胶内部含有大量β-折叠二级结构，其具有pH、谷胱甘肽(GSH)、活性氧(ROS)和NIR红外光波刺激响应性，将其与抗肿瘤功能药或光敏剂中的至少一种混合制备抗肿瘤药，该药在肿瘤部位不但具有长时间的滞留性和可控药物释放性能，还能实现可触变水凝胶的刺激响应性与光热、光动力治疗的完美结合，实现对肿瘤的化疗、光热、光动力的协同治疗。该可触变水凝胶制备工艺简单，原料来源广泛，成本低，适合扩大化生产。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：图1为实施例1中制备的含DOX和Cy7的可触变水凝胶经不同处理后的场发射扫描电子显微镜图；(图1中a为亲水性丝素蛋白提取液的场发射扫描电子显微镜图，图1中b为含DOX和Cy7的可触变水凝胶的场发射扫描电子显微镜图，图1中c为含DOX和Cy7的可触变水凝胶受到一个剪切力时的场发射扫描电子显微镜图，图1中d为含DOX和Cy7的可触变水凝胶撤去剪切力时的场发射扫描电子显微镜图)图2为实施例1中制备的含DOX和Cy7的可触变水凝胶对pH、GSH、ROS和NIR红外光波响应性测试结果图；(图2中a为实施例1中可触变水凝胶中DOX在各pH刺激释放PBS缓冲液中的体外释放曲线，图2中b为实施例1中可触变水凝胶中DOX在pH值均为7.4的各ROS刺激释放PBS缓冲液中的体外释放曲线，图2中c为实施例1中可触变水凝胶中DOX在pH值均为7.4的各GSH刺激释放PBS缓冲液中的体外释放曲线，图2中d为实施例1中可触变水凝胶中DOX在NIR红外光波照射下的体外释放曲线)图3为实施例1中制备的含DOX和Cy7的可触变水凝胶对pH、GSH、ROS和NIR红外光波刺激响应性能与其流变特性和二级结构的变化相的关联测试结果图；(图3中a为实施例1中可触变水凝胶的储能模量在不同刺激释放PBS缓冲液中随释放时间的变化图；图3中b为实施例1中可触变水凝胶的beta-structure在不同刺激释放PBS缓冲液中随释放时间的变化图)图4为实施例1中制备的含DOX和Cy7的可触变水凝胶在小鼠体内的作用测试结果图；(图4中a为各组荷瘤小鼠给药后肿瘤体积变化测试结果，图4中b为各组荷瘤小鼠给药后肿瘤体重变化测试结果)图5为实施例2中制备的含紫衫醇和ICG的可触变水凝胶的场发射扫描电子显微镜图；图6为实施例3中制备的含喜树碱和Ce6的可触变水凝胶的场发射扫描电子显微镜图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。实施例1制备含有抗肿瘤功能药和光敏剂的可触变水凝胶蚕茧经质量分数为0.5％的碳酸钠溶液脱胶后溶解于浓度为9.3M的溴化锂溶液中，经去离子水透析后得再生丝素蛋白溶液；然后将该再生丝素蛋白溶液平铺于塑料培养皿中，在温度为25℃、相对湿度为60％的条件下干燥至少24h，得丝素纤维膜；最后按丝素纤维膜与去离子水的质量体积比10:1(mg:mL)将丝素纤维膜置于去离子水中浸泡6h后，以5000rpm的速度离心10min，弃去未溶解的丝素纤维膜，得亲水性丝素蛋白提取液，向该提取液中加入多柔比星(DOX)和Cy7后在37℃下静置3h后，制得含DOX和Cy7的可触变水凝胶，其中DOX和Cy7的浓度均为500μg/mL。(1)利用场发射扫描电子显微镜观察实施例1中制备的含DOX和Cy7的可触变水凝胶经不同处理后的微观结构的变化，结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于丝素蛋白的可触变水凝胶的制备方法，其特征在于，所述方法如下：蚕茧经弱碱溶液脱胶后溶解于溴化锂溶液中，经透析后得再生丝素蛋白溶液；然后将所述再生丝素蛋白溶液平铺后干燥，得丝素纤维膜；最后将所述丝素纤维膜置于水中浸泡6‑8h后，以5000‑6000rpm的速度离心10‑15min，弃去未溶解的丝素纤维膜，得亲水性丝素蛋白提取液，在37‑40℃下静置1‑6h后，制得可触变水凝胶。

【技术特征摘要】
1.一种基于丝素蛋白的可触变水凝胶的制备方法，其特征在于，所述方法如下：蚕茧经弱碱溶液脱胶后溶解于溴化锂溶液中，经透析后得再生丝素蛋白溶液；然后将所述再生丝素蛋白溶液平铺后干燥，得丝素纤维膜；最后将所述丝素纤维膜置于水中浸泡6-8h后，以5000-6000rpm的速度离心10-15min，弃去未溶解的丝素纤维膜，得亲水性丝素蛋白提取液，在37-40℃下静置1-6h后，制得可触变水凝胶。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弱碱溶液是质量分数为0.5％的碳酸钠溶液。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溴化锂溶液中溴化锂的浓度为9.3-10M。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干燥具体为在温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖波，苟双全，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50