一种注射型酯类超分子凝胶材料及其应用，属于生物材料工程领域，涉及一种生物医用材料。其制备方法为：首先，以二氯亚砜酰化1,4‑萘二甲酸，得到1,4‑萘二甲酰氯；其次，将得到的1,4‑萘二甲酰氯在冰浴条件下与3‑羟基吡啶酯化，得到一种酯类凝胶因子(双(3‑吡啶基)‑1,4‑萘二甲酸二甲酯)；最后，将该凝胶因子配制成聚乙二醇溶液，继而加入一定量蒸馏水，摇匀、静置后即得。该方法简便、快捷，提供的凝胶材料药物缓释效果优异，在生命体内胶凝迅速、相容性好、易降解，且具备癌细胞灭活特性，可作为药物载体，亦可作为抗肿瘤材料，具有极大的医用价值与应用前景。
An injection type ester supramolecular gel material and its application
【技术实现步骤摘要】
一种注射型酯类超分子凝胶材料及其应用
本专利技术属于生物材料工程领域，涉及一种生物医用材料，更具体涉及一种注射型酯类超分子凝胶材料及其应用。技术背景众所周知，癌症是人类目前致死率最高的疾病之一，而在治疗恶性肿瘤的多种方法中，最广泛且有效的是化学疗法(即：化疗)。化疗能够有效杀灭癌细胞，但同时也伴随着较大的毒副作用，且以传统静脉注射的给药方式难以使药物精确有效地到达体内病变部位，最终致使非病变部位受到一定程度的伤害。因此，开发靶向型化疗制剂显得尤为重要。注射型原位凝胶由一类给药前为流动性强的溶液注入生命体内，在一定生理条件下迅速凝胶化而成。作为一种理想的局部持续给药系统，注射型原位凝胶表现出良好的靶向特性，其具备以下优点：1、可通过注射形式将掺杂药物或生物活性因子的凝胶剂植入生命体内；2、胶凝后，凝胶的三维网络结构能作为药物载体进行缓释治疗；3、能够较好地粘附在给药部位，延长药物缓释时间，从而提高药物的生物利用度。不同于化学交联的凝胶(聚合物凝胶)，超分子水凝胶属于物理交联类凝胶，是由有机小分子通过非共价键自组装而成，往往表现出良好的可逆性和刺激响应性。近年来，由超分子水凝胶制备的注射型原位凝胶(超分子原位凝胶)在生物材料工程领域正逐渐展示出极强的应用潜力。因此，合理调控有机小分子的自组装过程并制备出新的超分子原位凝胶，能够丰富超分子原位凝胶的种类与功能化。目前，已报道的酯类注射型原位凝胶大多由聚合物(如：聚丙交酯、聚己内酯、聚磷酸酯等)凝胶体系制备。鉴于酯类注射型超分子原位凝胶的报道相对较少，因此设计新型酯类凝胶因子、开发相应超分子原位凝胶并探究其癌细胞灭活特性有着极大的研究价值与应用前景。
技术实现思路
为丰富超分子原位凝胶的种类，制备新型生物相容性好、结构功能一体化的生物医学材料，本专利技术提供了一种注射型酯类超分子凝胶材料及其应用。该方法以二氯亚砜酰化1,4-萘二甲酸，将酰化后的产物与3-羟基吡啶酯化，得到一种酯类超分子凝胶因子(双(3-吡啶基)-1,4-萘二甲酸二甲酯)。之后，将该凝胶因子溶解于PEG-H2O混合溶剂中，继而凝胶化，最终制备成一种注射型酯类超分子凝胶材料。该方法流程简单、操作方便，提供的凝胶材料生物相容性好、易降解，可作为药物载体注射至生物体内，亦可杀灭癌细胞，具有极大的医用价值与应用前景。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种注射型酯类超分子凝胶材料制备方法，其包含如下步骤：A.1,4-萘二甲酰氯的合成：首先，将一定量的二氯亚砜与1,4-萘二甲酸混合；接着，加入3-5滴引发剂；最后，回流一定时间后减压蒸馏，得到金黄色1,4-萘二甲酰氯粉末。B.双(3-吡啶基)-1,4-萘二甲酸二甲酯的制备：首先，将一定量上述反应得到的产物1,4-萘二甲酰氯和3-羟基吡啶分别溶于二氯甲烷中；其次，向3-羟基吡啶的二氯甲烷溶液中滴加三乙胺；接着，在冰浴条件下搅拌上述混合液，并逐滴加入1,4-萘二甲酰氯的二氯甲烷溶液；最后，待温度升至室温，继续搅拌一段时间，经旋蒸、抽滤、洗涤、重结晶、二次抽滤、真空干燥，得到乳白色双(3-吡啶基)-1,4-萘二甲酸二甲酯。C.注射型酯类超分子凝胶材料的制备：首先，将一定量上述纯化后的双(3-吡啶基)-1,4-萘二甲酸二甲酯与聚乙二醇混合，加热至溶解；其次，向双(3-吡啶基)-1,4-萘二甲酸二甲酯的聚乙二醇溶液中加入蒸馏水，混匀后静置一定时间，最终得到稳定的注射型酯类超分子凝胶材料。优选所述的步骤A中，1,4-萘二甲酸与二氯亚砜的摩尔比为1:(2.5-5.0)，引发剂优选为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，反应温度为75-85℃，反应时间为4.0-6.0小时。优选所述的步骤B中，1,4-萘二甲酰氯、3-羟基吡啶和三乙胺的摩尔比为1:2:(1-4)，1,4-萘二甲酰氯在混合前的浓度为0.05-0.15mol/L，3-羟基吡啶在混合前的浓度为0.10-0.30mol/L，三乙胺在混合后的浓度为0.10-0.30mol/L，反应温度为0-25℃，反应时间为6.0-10.0小时，旋蒸温度为25-35℃，洗涤所用溶剂为二氯甲烷，重结晶所用溶剂为二甲基亚砜和水(体积比为1:(1-5))，真空干燥温度为50-60℃。优选所述的步骤C中，聚乙二醇优选为医用级PEG300、PEG400或PEG600；加入蒸馏水后，双(3-吡啶基)-1,4-萘二甲酸二甲酯的浓度为2.27-5.26g/L，蒸馏水与PEG的体积为(1-2):1，溶解温度为80-95℃。进一步优选专利技术实施的具体工艺过程为：首先，制备摩尔比为(2.5-5.0):1的二氯亚砜与1,4-萘二甲酸混合液，向其中滴加1-5滴引发剂N,N-二甲基甲酰胺，于75-85℃下回流4.0-6.0小时，减压蒸馏后得到金黄色1,4-萘二甲酰氯粉末；其次，在冰浴搅拌下，将25mL0.05-0.15mol/L1,4-萘二甲酰氯的二氯甲烷溶液以每秒1-3滴的速度缓慢滴加至25mL含有0.10-0.30mol/L3-羟基吡啶和0.20-0.60mol/L三乙胺的二氯甲烷混合溶液中，0-25℃下反应6.0-10.0小时(出现絮状不溶物)；接着，将反应后的混合液在25-35℃下旋蒸，抽滤，以二氯甲烷洗涤滤饼，并将滤饼在75-95℃下溶解至二甲基亚砜中，冷却至室温后加入到1-5倍体积的蒸馏水中(产生白色絮状不溶物)，二次抽滤，50-60℃下真空干燥，得到双(3-吡啶基)-1,4-萘二甲酸二甲酯粉末；最后，将双(3-吡啶基)-1,4-萘二甲酸二甲酯于80-95℃下溶解至聚乙二醇中，继续向其中加入1-2倍体积的蒸馏水，使其浓度达到2.27-5.26g/L，混匀后静置数分钟，即得稳定的注射型酯类超分子凝胶材料。本专利技术的一种注射型酯类超分子凝胶材料，主要由酯类超分子双(3-吡啶基)-1,4-萘二甲酸二甲酯与PEG-H2O混合溶剂构成，冷冻干燥后呈纤维带状结构。本专利技术所得注射型酯类超分子凝胶材料，可作为药物(如：维生素B12(VB12)等)负载的支架或载体，对患者进行靶向缓释治疗。将VB12分别以200mg/L、250mg/L、300mg/L的浓度负载于该种酯类超分子凝胶材料中，每隔一定时间取上层缓冲液，以紫外-可见分光光度法测试，结果显示：药物缓释率均达到80％以上；同时，将该酯类超分子凝胶因子的PEG溶液注射至小鼠体内，随即在注射部位能够形成原位凝胶，其在小鼠体内可保持5天之久，之后被降解或代谢，且对小鼠生长状况几乎无影响，表现出良好的生物相容性。本专利技术的一种注射型酯类超分子凝胶材料，可杀灭癌细胞(如：人乳腺癌细胞(MDA-MB-231和MCF-7)、人肺癌细胞(H1299)等)，可用于对癌细胞的靶向化疗。将双(3-吡啶基)-1,4-萘二甲酸二甲酯的聚乙二醇溶液于80-95℃下加热，使之完全溶解，继而以移液枪将之转移至96孔板内，继续向其中加入1-2倍体积的磷酸盐溶液(PBS，缓冲液)，混匀后静置数分钟，即得酯类超分子凝胶材料。将癌细胞制成含有培养基的细胞本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种注射型酯类超分子凝胶材料制备方法，其特征在于，包含如下步骤：/nA.1,4-萘二甲酰氯的合成：首先，将一定量的二氯亚砜与1,4-萘二甲酸混合；接着，加入3-5滴引发剂；最后，回流一定时间后减压蒸馏，得到金黄色1,4-萘二甲酰氯粉末。/nB.双(3-吡啶基)-1,4-萘二甲酸二甲酯的制备：首先，将一定量上述反应得到的产物1,4-萘二甲酰氯和3-羟基吡啶分别溶于二氯甲烷中；其次，向3-羟基吡啶的二氯甲烷溶液中滴加一定量三乙胺；接着，在冰浴条件下搅拌上述混合液，并逐滴加入1,4-萘二甲酰氯的二氯甲烷溶液；最后，待温度升至室温，继续搅拌一定时间，经旋蒸、抽滤、洗涤、重结晶、二次抽滤、真空干燥，得到乳白色双(3-吡啶基)-1,4-萘二甲酸二甲酯。/nC.注射型酯类超分子凝胶材料的制备：首先，将一定量上述纯化后的双(3-吡啶基)-1,4-萘二甲酸二甲酯与聚乙二醇混合，加热至溶解；其次，向双(3-吡啶基)-1,4-萘二甲酸二甲酯的聚乙二醇溶液中加入蒸馏水，混匀后静置一段时间，最终得到稳定的注射型酯类超分子凝胶材料。/n
【技术特征摘要】
1.一种注射型酯类超分子凝胶材料制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
A.1,4-萘二甲酰氯的合成：首先，将一定量的二氯亚砜与1,4-萘二甲酸混合；接着，加入3-5滴引发剂；最后，回流一定时间后减压蒸馏，得到金黄色1,4-萘二甲酰氯粉末。
B.双(3-吡啶基)-1,4-萘二甲酸二甲酯的制备：首先，将一定量上述反应得到的产物1,4-萘二甲酰氯和3-羟基吡啶分别溶于二氯甲烷中；其次，向3-羟基吡啶的二氯甲烷溶液中滴加一定量三乙胺；接着，在冰浴条件下搅拌上述混合液，并逐滴加入1,4-萘二甲酰氯的二氯甲烷溶液；最后，待温度升至室温，继续搅拌一定时间，经旋蒸、抽滤、洗涤、重结晶、二次抽滤、真空干燥，得到乳白色双(3-吡啶基)-1,4-萘二甲酸二甲酯。
C.注射型酯类超分子凝胶材料的制备：首先，将一定量上述纯化后的双(3-吡啶基)-1,4-萘二甲酸二甲酯与聚乙二醇混合，加热至溶解；其次，向双(3-吡啶基)-1,4-萘二甲酸二甲酯的聚乙二醇溶液中加入蒸馏水，混匀后静置一段时间，最终得到稳定的注射型酯类超分子凝胶材料。
2.按照权利要求1所述的一种注射型酯类超分子凝胶材料制备方法，其特征在于，所述步骤A中，1,4-萘二甲酸与二氯亚砜的摩尔比为1:(2.5-5.0)。
3.按照权利要求1所述的一种注射型酯类超分子凝胶材料制备方法，其特征在于，所述步骤A中，引发剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)。
4.按照权利要求1所述的一种注射型酯类超分子凝胶材料制备方法，其特征在于，所述步骤A中，反应温度为75-85℃，反应时间为4.0-6.0小时。
5.按照权利要求1所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾新建，付鸿宇，罗序中，罗海清，柳辉金，钟地长，廖烈强，刘瑞东，徐雨，颜浈桐，
申请(专利权)人：赣南师范大学，
类型：发明
国别省市：江西;36
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