放疗防护水凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种放疗防护水凝胶及其制备方法和应用，涉及高分子材料技术领域，本发明专利技术提供的放疗防护水凝胶，通过选择具有特定结构、分子量以及同时含有亲电官能团和含碘官能团的多臂聚乙二醇衍生物，以及生物相容性的多氨基化合物交联剂，制备了一种能够在接近中性pH的条件下快速成胶，具有X射线可见性，且力学强度以及降解时间可满足不同要求的可注射放疗防护水凝胶。疗防护水凝胶。疗防护水凝胶。

【技术实现步骤摘要】
放疗防护水凝胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，尤其是涉及一种放疗防护水凝胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]放射治疗(简称放疗)是治疗癌症的主要方式之一，可以用于几乎所有类型癌症的治疗。然而，射线杀死癌变细胞的同时，也会对正常组织细胞产生损害，从而带来副作用。随着影像技术、计算机化治疗计划系统、放射治疗机器的不断进步以及人们对放射治疗放射生物学的深入理解，放疗技术也在快速发展，不同的放疗技术得到了应用，如图像引导放疗、立体定位放疗、调强放疗以及容积弧形调强放疗等。新放疗技术的应用使放疗的靶区越来越精确，对正常组织的辐射剂量越来越多小。然而由于某些组织会紧挨肿瘤组织(如直肠前壁紧挨前列腺)，在确保肿瘤组织接受足够的剂量时，正常组织也会受到较大的辐射剂量。
[0003]从放疗的原理来说，增大正常组织与肿瘤组织的间距是减少正常组织辐射剂量的有效方法，因此人们开始采用物理隔离的方法在放疗中保护正常组织。专利CN109646723B公开了一种具有辐射防护作用的医用水凝胶，该水凝胶由醛基封端的星形多臂聚乙二醇和多氨基化合物原位交联而成，在水溶液中具有长期稳定性，在多次辐照后仍然具有很好的溶胀性能和稳定性，可以作为医用放疗防护垫片用于辐射防护。专利CN112225912A公开了一种可降解医用水凝胶，该水凝胶由醛基封端的星形多臂聚乙二醇和多氨基化合物原位交联而成。该专利通过选择醛基与星形多臂聚乙二醇之间以酯键连接的醛基封端的星形多臂聚乙二醇，星形多臂聚乙二醇具有特定的臂数和分子量范围，获得具有短期可降解的水凝胶。
[0004]然而上述水凝胶都不具备X射线显影性能，在CT成像中与人体组织较难区分，不利于精确地勾画放疗区域，降低放疗副作用。专利CN114891242A公开了一种可显影水凝胶及其制备方法。该水凝胶第一相溶液中的含碘聚乙二醇为4臂
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聚乙二醇
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2,3,5
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三碘
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苯甲酰胺
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琥珀酰亚胺戊二酸酯，或4臂
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聚乙二醇
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2,4,6
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三碘
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苯甲酰胺
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琥珀酰亚胺戊二酸酯，或8臂
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聚乙二醇
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2,3,5
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三碘
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苯甲酰胺
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琥珀酰亚胺戊二酸酯，或8臂
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聚乙二醇
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2,4,6
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三碘
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苯甲酰胺
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琥珀酰亚胺戊二酸酯；第二相溶液中的氨基化合物为三赖氨酸、聚乙烯亚胺、四臂氨基聚乙二醇或八臂氨基聚乙二醇。通过向水凝胶中引入三碘
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苯甲酰胺基团而使凝胶在X射线下具有可见性。然而，该水凝胶性能存在局限，无法满足不同的使用需求。例如，三赖氨酸在中性条件下交联速度较慢，当需要快速成胶时就需要在碱性条件下成胶，此时凝胶体系会对人体组织有一定的刺激；当采用聚乙烯亚胺作为交联剂时，该交联剂具有毒性，对人体有一定危害；四臂氨基聚乙二醇或八臂氨基聚乙二醇氨基密度较小，影响凝胶的成胶速度、溶胀率以及力学性能等。此外，三赖氨酸、四臂氨基聚乙二醇以及八臂氨基聚乙二醇价格较高，使用时会增加成本。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种放疗防护水凝胶，以至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0007]本专利技术的目的之二在于提供上述放疗防护水凝胶的制备方法。
[0008]本专利技术的目的之三在于提供上述放疗防护水凝胶的应用。
[0009]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种放疗防护水凝胶，所述放疗防护水凝胶制备原料包括第一组分和第二组分；
[0011]所述第一组分包括多臂聚乙二醇衍生物，所述多臂聚乙二醇臂包括亲电官能团和含碘官能团；
[0012]所述第二组分包括多氨基化合物。
[0013]选择具有特定结构、分子量以及含碘基团的多臂聚乙二醇衍生物，以及具有生物相容性的多氨基化合物交联剂作为原料，制备得到的水凝胶能够在接近中性pH的条件下快速成胶，具有X射线可见性，且力学强度以及降解时间均可满足不同的应用需求。
[0014]多臂聚乙二醇衍生物
[0015]在一些实施方式中，所述多臂聚乙二醇衍生物的臂数为4～8，例如可以为，但不限于4、5、6、7或8，优选为6～8。当臂数为6～8时，所制备的水凝胶成胶较快，力学强度较好。
[0016]在一些实施方式中，所述多臂聚乙二醇衍生物的单臂数均分子量为1000～4000Da，例如可以为，但不限于1000Da、2000Da、3000Da、或4000Da，优选为1000～2500Da，当单臂数均分子量为1000～2500Da时，水凝胶成胶较快，力学强度较好。
[0017]在一些实施方式中，所述亲电官能团包括琥珀酰亚胺碳酸酯、琥珀酰亚胺乙酸酯、琥珀酰亚胺丙酸酯、琥珀酰亚胺丁酸酯、琥珀酰亚胺琥珀酸酯、琥珀酰亚胺戊酸酯、琥珀酰亚胺戊二酸酯、琥珀酰亚胺己酸酯或琥珀酰亚胺己二酸酯中的一种或多种。
[0018]在一些实施方式中，所述含碘官能团包括2,3,5
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三碘苯基、2,4,6
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三碘苯基或3,4,5
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三碘苯基中的一种或多种。所述含碘官能团与多臂聚乙二醇衍生物臂典型的连接方式包括酯键、酰胺键、醚键、氨酯键、亚胺键或脲键中的一种或多种，优选为酯键或酰胺键。
[0019]在一些优选的实施方式中，所述含碘官能团与所述亲电官能团的比例为1:1～8，例如可以为，但不限于1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7或1:8。
[0020]在一些具体的实施方式中，本专利技术所用的聚乙二醇衍生物购买自北京键凯科技股份有限公司以及厦门赛诺邦格生物科技股份有限公司。
[0021]对聚乙二醇衍生物结构式举例说明如下：
[0022]多臂聚乙二醇
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2,3,5
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三碘苯甲酰胺
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琥珀酰亚胺戊二酸酯结构式：
[0023][0024]其中，R为多臂结构核，如季戊四醇、双季戊四醇、三季戊四醇或六聚甘油核等；a+b＝4～8。
[0025]多臂聚乙二醇
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2,4,6
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三碘苯甲酸酯
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琥珀酰亚胺丁二酸酯结构式：
[0026][0027]其中，R为多臂结构核，如双季戊四醇、三季戊四醇或六聚甘油核等；a+b＝4～8。
[0028]多氨基化合物：
[0029]在一些实施方式中，所述多氨基化合物包括聚L
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赖氨酸和/或ε
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聚赖氨酸。
[0030]其中，所述聚L
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种放疗防护水凝胶，其特征在于，所述放疗防护水凝胶制备原料包括第一组分和第二组分；所述第一组分包括多臂聚乙二醇衍生物，所述多臂聚乙二醇臂包括亲电官能团和含碘官能团；所述第二组分包括多氨基化合物。2.根据权利要求1所述的放疗防护水凝胶，其特征在于，所述多臂聚乙二醇衍生物的臂数为4～8，优选为6～8；优选地，所述聚乙二醇臂的单臂数均分子量为1000～4000Da，优选为1000～2500Da；优选地，所述亲电官能团包括琥珀酰亚胺碳酸酯、琥珀酰亚胺乙酸酯、琥珀酰亚胺丙酸酯、琥珀酰亚胺丁酸酯、琥珀酰亚胺琥珀酸酯、琥珀酰亚胺戊酸酯、琥珀酰亚胺戊二酸酯、琥珀酰亚胺己酸酯或琥珀酰亚胺己二酸酯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的放疗防护水凝胶，其特征在于，所述含碘官能团包括2,3,5
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三碘苯基、2,4,6
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三碘苯基或3,4,5
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三碘苯基中的一种或多种；优选地，所述含碘官能团与多臂聚乙二醇衍生物臂的连接方式包括酯键、酰胺键、醚键、氨酯键、亚胺键或脲键中的一种或多种，优选为酯键或酰胺键。4.根据权利要求1
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3任一项所述的放疗防护水凝胶，其特征在于，所述含碘官能团与所述亲电官能团的比例为1:1～8。5.根据权利要求1所述的放疗防护水凝胶，其特征在于，所述多氨基化合物包括聚L
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赖氨酸和/或ε
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【专利技术属性】
技术研发人员：孙乙，邹方明，邓凤娟，夏明洋，刘慧敏，朱国香，张春霞，张在庆，闫永丽，高伟伟，柏桓，夏毅然，赵成如，
申请(专利权)人：赛克赛斯生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：