一种新型磁性复合水凝胶、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及复合材料制备技术领域，具体涉及一种新型磁性复合水凝胶、制备方法及其应用。该磁性水凝胶主要是由没食子酸

【技术实现步骤摘要】
一种新型磁性复合水凝胶、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及复合材料制备
，具体涉及一种新型磁性复合水凝胶、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]根据国际癌症研究机构研究，肝癌的发病率位居世界第六位，死亡率位居世界第三位，手术切除一线治疗仍然是肝癌的首选治疗方式之一，但是其存在缺点不可忽视:1、肝癌发病隐匿、进展较快，多数患者一经发现已属于中晚期阶段，无法手术切除；2、手术切除复发率极高；3、术中失血造成手术风险增加，传统止血方式无法满足，传统的机械止血技术和热止血技术在肝癌手术中限制了手术中的大量失血或延长的手术时间，这增加了感染的风险和对健康组织的损害。对于无法切除的肝癌，经皮局部热消融应用广泛，以微波热消融和射频消融为主，但是其温度较高，易伤害正常组织，无法用于临近重要组织的肿瘤治疗。单一治疗手段难以取得理想治疗效果。临床肝癌治疗指南明确指出综合治疗是用于肝癌治疗的理想治疗手段。因此，为推动肝癌综合治疗手段的研究与应用，开发出可同时满足早期肝癌切除后防复发及不可切除肝癌热消融需求的新材料迫在眉睫。
[0003]以磁性纳米颗粒介导的磁热疗(MHT)具有不受组织穿透深度的限度，具有靶向性，可远程控制等特点，已被批准用于脑胶质细胞瘤、前列腺癌的临床治疗并取得成功，有望成为肝癌治疗的新手段。但是，在磁热疗过程中向肿瘤部位直接注射单分散磁性纳米颗粒溶液会导致纳米材料的泄漏，并扩散至肿瘤周围正常组织中形成异常积聚。研究者将磁性纳米颗粒载入具有三维网络结构的水凝胶体系中，构建了具有磁热功能的磁性水凝胶，实现了磁性纳米颗粒在肿瘤部位的长期、稳定滞留，提高了肿瘤治疗效率。化学交联制备的磁性水凝胶具有良好的力学强度，但注射性能较差，难以结合临床微创注射治疗方式，如经皮注射热消融治疗；另外，化学交联剂和催化剂的残留降低了水凝胶的生物安全性。传统物理交联磁性水凝胶具有良好的生物安全性，然而通过静电作用、氢键等形成的凝胶网络机械强度较弱且多数缺乏组织粘附性和止血性能，难以满足肝癌术后防复发的治疗需求。
[0004]鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决现阶段大多数磁性水凝胶因缺乏生物安全性、机械强度、可注射性、组织粘附性及止血性能，而难以满足肝癌切除后防复发及不可切除肝癌热消融的综合治疗需求的问题，提供了一种新型磁性复合水凝胶、制备方法及其应用。
[0006]为了实现上述目的，我们开发了一种新型磁性复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1，将云母粉剥离成单层或少层云母片后，与乙酰丙酮铁、三缩四乙二醇通过高温热分解反应，在云母纳米片上原位生长四氧化三铁纳米颗粒，得到磁性云母纳米片；
[0008]S2，将壳聚糖用乙酸搅拌均匀后，用鼓泡法除氧后与没食子酸反应，得到没食子
酸
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壳聚糖；
[0009]S3，将步骤S1中得到的磁性云母纳米片和步骤S2中得到的没食子酸
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壳聚糖混合，混合均匀后静置，得到磁性复合水凝胶。
[0010]所述步骤S1云母片和乙酰丙酮铁的质量比为1：1。
[0011]所述步骤S2中壳聚糖和没食子酸的质量比为1.5：1。
[0012]所述步骤S2中壳聚糖通过鼓泡法进行除氧，具体步骤如下
[0013]S21，将壳聚糖溶解均匀后，装在三口烧瓶中，一头接氮气瓶，一头接油封；
[0014]S22，打开氮气用长针头插入液面以下进行鼓吹氮气，同时将壳聚糖中的空气通过油封排出。
[0015]所述步骤S3中的磁性云母纳米片和没食子酸
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壳聚糖总质量为50mg，磁性云母纳米片和没食子酸
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壳聚糖质量比为4：1～1：4。
[0016]本专利技术还公开了采用上述制备方法制得的新型磁性复合水凝胶以及这种新型磁性复合水凝胶在制备肝癌切除后防复发药物及不可切除肝癌热消融药物中的应用。
[0017]本专利技术以贻贝为灵感的没食子
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酸壳聚糖交联磁性纳米云母片(CGFM)水凝胶，通过壳聚糖(CS)接枝没食子酸(GA)和磁性纳米云母片(FM)的协同物理和化学相互作用制备的新型磁性水凝胶。磁性纳米云母片上四氧化三铁纳米颗粒和没食子酸
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壳聚糖上的酚羟基的动态配位交联提高了水凝胶的结构稳定性，且具有可逆性，在不牺牲水凝胶注射性能的前提下，提高了水凝胶的机械性能，克服了单一没食子酸
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壳聚糖聚合物成胶后机械性能较弱的缺点。此外，磁性云母纳米片能够均匀的分布在水凝胶结构中，对水凝胶骨架起到支撑作用，从而提高CGMF的机械强度。磁性云母纳米片具有高效的磁
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热转换能力，使得水凝胶具有良好的磁热性能，赋予CGMF磁热杀伤肿瘤的能力；云母片上表面的负电荷分布可以激活血小板/红细胞的凝血功能，赋予水凝胶优异的止血性能。没食子酸
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壳聚糖具有良好的组织粘附性，赋予CGMF优异的湿组织粘附能力，使CGMF能够长久的粘附在肝脏表面，可以多次磁热，提高肿瘤治疗效果。
[0018]与现有技术比较本专利技术的有益效果在于：
[0019]1、本专利技术制备的新型磁性水凝胶CGMF中磁性云母纳米片上的四氧化三铁纳米颗粒和没食子酸
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壳聚糖聚合物上的酚羟基动态配位交联，动态配位键具有可逆性，在不牺牲水凝胶注射性能的前提下，提高了水凝胶的机械性能，克服了单一没食子酸
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壳聚糖聚合物成胶后机械性能较弱的缺点，同时又赋予了所制备水凝胶磁热、止血和抗菌性能。此外，磁性云母纳米片能够均匀的分布在水凝胶结构中，对水凝胶骨架起到支撑作用，进一步提高CGMF的机械强度；
[0020]2、本专利技术制备的新型磁性水凝胶CGMF具有良好的磁热性能和止血性能，磁性云母纳米片具有高效的磁
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热转换能力，赋予CGMF磁热杀伤肿瘤的能力；云母片上表面的负电荷分布可以激活血小板/红细胞的凝血功能，提高了凝血能力；
[0021]3、本专利技术制备的新型磁性水凝胶CGMF具有良好的湿组织粘附性，可持久粘附肝脏表面，封闭肝癌切缘，减少术中失血；
[0022]4、CGMF磁性水凝胶制备方法简单，制备条件温和，所含组装基元(云母片、四氧化三铁纳米颗粒、壳聚糖、没食子酸)均为已获批的临床药物或药用辅料，生物安全性高；本专利技术提供的CGMF磁性水凝胶对小鼠皮下肝癌及新西兰兔原位肝癌均表现出优异的磁热治疗
效果，具有较高的临床和市场应用潜力；
[0023]5、本专利技术中多功能化的新型磁性水凝胶可以有效地粘附组织、改善凝血、磁热治疗、可注射等，该磁性水凝胶各种功能的结合有助于肝癌术后止血的加强，更好的适用于肝癌切除后防复发治疗及不可切除肝癌热消融的综合治疗。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例中新型磁性复合水凝胶的磁性纳米片基础表征，(a)磁性云母纳米片(FM)透射电子显微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型磁性复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将云母粉剥离成单层或少层云母片后，与乙酰丙酮铁、三缩四乙二醇通过高温热分解反应，在云母纳米片上原位生长四氧化三铁纳米颗粒，得到磁性云母纳米片；S2，将壳聚糖用乙酸搅拌均匀后，除氧后与没食子酸反应，得到没食子酸
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壳聚糖；S3，将步骤S1中得到的磁性云母纳米片和步骤S2中得到的没食子酸
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壳聚糖混合，混合均匀后静置，得到磁性复合水凝胶。2.如权利要求1所述的一种新型磁性复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S1云母片和乙酰丙酮铁的质量比为1：1。3.如权利要求2所述的一种新型磁性复合水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中壳聚糖和没食子酸的质量比为1.5：1。4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆杨，龚金玉，闫旭，曹葆强，胡金龙，宋永红，刘东全，项露瑶，董良，徐运军，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：