一种多功能铁基光热可控释琼脂糖水凝胶系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多功能铁基光热可控释琼脂糖水凝胶系统。以硫酸亚铁铵和硫代乙酰胺为原料，制备得到硫化亚铁二维纳米片；用甲氧基聚乙二醇硫醇修饰硫化亚铁二维纳米片得到FeS

【技术实现步骤摘要】
一种多功能铁基光热可控释琼脂糖水凝胶系统


[0001]本专利技术涉及生物医药
，具体涉及一种多功能铁基光热可控释琼脂糖水凝胶系统。

技术介绍

[0002]以目前手段治疗子宫内膜异位症疾病时，一般使用创伤性极大的手术方式来切除比病灶范围更大的正常组织，以防止子宫内膜异位症复发，且无法同时处理多发散在病灶，因此会对正常组织的功能产生巨大伤害，甚至导致无法生育；而长期药物治疗会导致机体生理功能紊乱，引起一系列的并发症。
[0003]水凝胶在纳米生物
显示了良好的临床应用前景。在肿瘤治疗领域水凝胶已被广泛用于药物载体负载临床药物，通过不同方式控制药物释放、降低药物的毒副作用和提高对肿瘤细胞的杀伤作用。研究表明，铁基材料由于具有低毒性、高生物相容性、高光热转换效率，其光热效应能引起细胞的死亡，在生物医用领域具有极大的应用潜力。申请号为202210860912.0的专利公开了光热可控释药聚多巴胺铁载药纳米粒子水凝胶的制备方法，虽然将铁基材料与水凝胶结合，但制备得到的是聚多巴胺铁纳米颗粒，不是超薄铁基纳米片，铁基纳米颗粒难降解。并且目前对于其他非肿瘤性疾病，如子宫内膜异位症，水凝胶材料还未进行广泛应用。因此有必要开发一种多功能铁基光热可控释琼脂糖水凝胶系统，具有良好生物相容性、可控释性以及可降解性，同步实现内异症的多种方式联合治疗，填补现有水凝胶系统在治疗子宫内膜异位症上的空缺。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种多功能铁基光热可控释琼脂糖水凝胶系统。本专利技术的水凝胶系统可通过控释抗坏血酸钙使得水凝胶和铁基纳米片均可降解，同时实现药物载体和光敏剂的可控降解，从而有望显著提高子宫内膜异位症治疗的临床疗效。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术的第一方面，提供一种多功能铁基光热可控释琼脂糖水凝胶系统，包括琼脂糖水凝胶载体、以及负载在琼脂糖水凝胶载体中的抗坏血酸钙和铁基二维纳米片。
[0007]所述铁基二维纳米片为甲氧基聚乙二醇硫醇修饰硫化亚铁二维纳米片。
[0008]优选的，所述甲氧基聚乙二醇硫醇修饰硫化亚铁二维纳米片由以下方法制备：
[0009](1)在氮气保护下，将硫酸亚铁铵和柠檬酸三钠溶于乙二醇中得到混合液，向其中滴加聚乙烯亚胺的乙二醇溶液，进行第一次搅拌反应，滴加硫代乙酰胺的乙二醇溶液，进行第二次搅拌反应，然后滴加三乙醇胺，进行第三次搅拌反应，将得到的产物进行溶剂热反应，离心、洗涤后，得到硫化亚铁二维纳米片。
[0010](2)将步骤(1)得到的硫化亚铁二维纳米片和甲氧基聚乙二醇硫醇(mPEG
‑
SH)溶于无水乙醇中的，冰浴，避光搅拌，然后离心、洗涤得到FeS
‑
PEG。
[0011]优选的，步骤(1)中，所述混合液中硫酸亚铁铵、柠檬酸三钠和乙二醇的加入量之比为0.6mmoL：0.2mmoL：15mL；所述聚乙烯亚胺的乙二醇溶液中聚乙烯亚胺和乙二醇的加入量之比为500mg：5mL；所述硫代乙酰胺的乙二醇溶液的浓度为0.05M；所述硫酸亚铁铵、聚乙烯亚胺、硫代乙酰胺的乙二醇溶液和三乙醇胺的加入量之比为0.6mmoL：500mg：15mL：2mL。
[0012]优选的，步骤(1)中，所述第一次搅拌反应的时间为2h，所述第二次搅拌反应和第三次搅拌反应的时间均为5min；所述溶剂热反应的温度为200℃、时间为24h。
[0013]优选的，步骤(2)中，所述硫化亚铁二维纳米片、甲氧基聚乙二醇硫醇和无水乙醇的加入量之比为1mg：1mg：1mL；所述避光搅拌的时间为6h。
[0014]优选的，所述多功能铁基光热可控释琼脂糖水凝胶系统由以下方法制备：
[0015]将FeS
‑
PEG分散于水中，超声处理得到FeS
‑
PEG水溶液；将抗坏血酸钙分散在水中，斡旋振荡得到抗坏血酸钙水溶液；将琼脂糖溶解在TAE缓冲液中水浴加热至完全溶解，降温至液态得到琼脂糖溶液；将琼脂糖溶液、抗坏血酸钙水溶液和FeS
‑
PEG水溶液依次混合，室温放置形成凝胶，得到多功能铁基光热可控释琼脂糖水凝胶系统。
[0016]优选的，所述FeS
‑
PEG水溶液的浓度为2mg/mL；所述抗坏血酸钙水溶液的浓度为2mg/mL；所述琼脂糖溶液的浓度为3.125mg/mL；所述水浴加热的温度为90～100℃；所述琼脂糖溶液降温至40～45℃后使用。
[0017]优选的，所述FeS
‑
PEG水溶液、抗坏血酸钙水溶液和琼脂糖溶液的体积比为1：1：8。
[0018]优选的，所述多功能铁基光热可控释琼脂糖水凝胶系统中，琼脂糖的质量含量为0.25％，FeS
‑
PEG水溶液的含量为0.2mg/mL，抗坏血酸钙水溶液的含量为0.2mg/mL。
[0019]本专利技术的第二方面，提供多功能铁基光热可控释琼脂糖水凝胶系统在制备治疗子宫内膜异位症的药物中的用途。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021](1)该水凝胶体系以琼脂糖为水凝胶基质，包裹二维硫化亚铁纳米片，并加入抗坏血酸钙，赋予其抗炎能力，并能够通过该体系的光热作用直接引起细胞死亡。该多功能水凝胶能够在近红外光照射下表现出优异的光热杀伤效果，并且实现抗坏血酸钙的同步释放，使其与光热协同作用，用于子宫内膜异位症的治疗。药物可控释放的能力能够避免有效药物在局部积累，使得光毒性副作用最小化。这种多功能铁基光热可控释琼脂糖水凝胶有望实现子宫内膜异位症多发散在病灶的联合治疗，并广泛应用于生物、医药及组织工程领域。
[0022](2)本专利技术的系统中，琼脂糖水凝胶载体由琼脂糖与TAE缓冲液构成，琼脂糖的质量含量为0.25％。甲氧基聚乙二醇硫醇修饰硫化亚铁二维纳米片的含量为0.2mg/mL，抗坏血酸钙的含量为0.2mg/mL。该含量的甲氧基聚乙二醇硫醇修饰硫化亚铁二维纳米片具有最高的光热转化效率，有利于提高近红外光控释系统的稳定性和控释抗坏血酸的能力。硫化亚铁二维纳米片的长径为200nm
‑
300nm，厚度为2nm左右，是一种极薄的片状结构。
[0023](3)本专利技术该水凝胶系统具有近红外光(700nm
‑
1500nm)响应性，同时发挥光热材料的光热治疗效果、铁死亡导致病灶细胞死亡和多发病灶死亡作用，具有极好的临床应用价值。
附图说明
[0024]图1：多功能铁基光热可控释琼脂糖水凝胶系统示意图：(a)多功能铁基光热可控
释琼脂糖水凝胶系统结构示意图，(b)多功能铁基光热可控释琼脂糖水凝胶系统(AG
‑
VcCa
‑
FeS)在子宫内膜异位症中的光控释放抗坏血酸钙示意图；
[0025]图2：(a)甲氧基聚乙二醇硫醇包覆的硫化亚铁(FeS
‑
PEG)二维纳米片的透射电镜图，(b)甲氧基聚乙二醇硫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能铁基光热可控释琼脂糖水凝胶系统，其特征在于，包括琼脂糖水凝胶载体、以及负载在琼脂糖水凝胶载体中的抗坏血酸钙和铁基二维纳米片。所述铁基二维纳米片为甲氧基聚乙二醇硫醇修饰硫化亚铁二维纳米片。2.根据权利要求1所述的多功能铁基光热可控释琼脂糖水凝胶系统，其特征在于，所述甲氧基聚乙二醇硫醇修饰硫化亚铁二维纳米片由以下方法制备：(1)在氮气保护下，将硫酸亚铁铵和柠檬酸三钠溶于乙二醇中得到混合液，向其中滴加聚乙烯亚胺的乙二醇溶液，进行第一次搅拌反应，滴加硫代乙酰胺的乙二醇溶液，进行第二次搅拌反应，然后滴加三乙醇胺，进行第三次搅拌反应，将得到的产物进行溶剂热反应，离心、洗涤后，得到硫化亚铁二维纳米片。(2)将步骤(1)得到的硫化亚铁二维纳米片和甲氧基聚乙二醇硫醇溶于无水乙醇中的，冰浴，避光搅拌，然后离心、洗涤得到FeS
‑
PEG。3.根据权利要求2所述的多功能铁基光热可控释琼脂糖水凝胶系统，其特征在于，步骤(1)中，所述混合液中硫酸亚铁铵、柠檬酸三钠和乙二醇的加入量之比为0.6mmoL：0.2mmoL：15mL；所述聚乙烯亚胺的乙二醇溶液中聚乙烯亚胺和乙二醇的加入量之比为500mg：5mL；所述硫代乙酰胺的乙二醇溶液的浓度为0.05M；所述硫酸亚铁铵、聚乙烯亚胺、硫代乙酰胺的乙二醇溶液和三乙醇胺的加入量之比为0.6mmoL：500mg：15mL：2mL。4.根据权利要求2所述的多功能铁基光热可控释琼脂糖水凝胶系统，其特征在于，步骤(1)中，所述第一次搅拌反应的时间为2h，所述第二次搅拌反应和第三次搅拌反应的时间均为5min；所述溶剂热反应的温度为200℃、时间为24h。5.根据权利要求2所述的多功能铁基光热可控释琼脂糖水凝胶系统，其特征在于，步骤(2)中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓，王辰宇，田伟，万吉鹏，许学莉，李长忠，
申请(专利权)人：山东第一医科大学山东省医学科学院，
类型：发明
国别省市：