CN110917123A - 一种医用生物可降解隔离胶的制备及应用 - Google Patents
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Abstract
一种医用生物可降解隔离胶制备，称取脱乙酰度96±2％的壳聚糖5份，溶解于50份异丙醇中，搅拌30min，使其充分溶胀后，加入纯碱15份，45℃碱化3h，期间分次加入6份氯乙酸，转为60℃水浴，倒入烧杯中，冷却，用乙酸调节ph至7.0，真空抽滤，用70％的酒精洗涤，抽滤，取出产物溶于少量水中，加入丙酮沉淀，抽滤，用无数乙醇洗涤多次，60℃真空干燥24h得白色羧甲基壳聚糖；并制备成PEG基水凝胶、壳聚糖基水凝胶等隔离胶。本发明制成的隔离胶主要应用于临床医学领域，在肿瘤的放射性治疗中，用于将正常器官与需要接受放射治疗的器官分隔开来。可以随着时间被人体完全吸收，无生物毒性。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物可降解隔离胶的制备及应用，属于药物技术发明领域。
背景技术
在肿瘤的治疗过程中，放射治疗是一种常见的标准治疗模式，也是转移性肿瘤的局部治疗策略之一。放疗可造成照射野内肿瘤细胞DNA的不可逆损伤，实现肿瘤的局部控制。放疗诱导肿瘤细胞以细胞凋亡、坏死和自噬等方式死亡。然而，接受放射治疗的患者有很大的可能罹患局部破坏性疾病，因为在放疗的过程中，肿瘤部位的临近器官也会受到辐射的影响，致使邻近的正常器官受到不同程度的损伤。例如：在胰腺癌的放疗过程中，由于胰腺癌本身的生物学行为对放疗不敏感，达到根治肿瘤的剂量要求>45Gy，然而胃肠器官却相对敏感，特别是与胰头部位紧密相近的十二指肠前段，胃、十二指肠等部位接受>40Gy的照射剂量就会出现不同程度的胃肠道反应。由于既往胰腺癌放疗应用局限,由其引起的胃、十二指肠黏膜放射性损伤的研究较少。同时缺乏客观的观察指标，对于胰腺癌放疗后出现的放射性胃、十二指肠黏膜病变普遍关注不足,常误认为胰腺癌相关症状，直至出现出血、梗阻、穿孔等严重的胃肠道症状才就诊并行胃镜检查。
基于对胰腺癌放射治疗的剂量要求，同时考虑胃肠的敏感性，我们试想将水凝胶注射进胰头和十二指肠之间，作为一种隔离胶，增加胰腺和胃肠之间的距离，从而减少治疗过程中直肠受到的辐射剂量。这样既可以有效的保证胰腺癌治疗的剂量要求，又可以减少对胃肠道损伤。在前列腺癌等肿瘤疾病的放疗过程中，也可以通过隔离胶的注射，使受损器官与正常器官之间产生一定的空间，为肿瘤的放疗提供空间。
壳聚糖作为一种常见的水凝胶原料，具有良好的生物相容性，生物黏附性和多种生物活性，对人体无毒且无免疫原性，可被体内多种酶生物降解，降解产物无毒且能被生物体完全吸收，是隔离胶的理想载体。但壳聚糖只溶于酸性水溶液，限制了其应用范围。羧甲基壳聚糖(CMCS)是壳聚糖羧甲基化后的产物,它既保留了壳聚糖的优点,又极大地改善了壳聚糖的水溶性，由于壳聚糖分子中引入羧甲基破坏了其晶体的规整性，使得结晶度大大降低，加之亲水基团的引入，所以羧甲基壳聚糖的水溶性相较壳聚糖有明显提高，且水溶性随羧甲基的取代度提高而增加，可在较宽pH范围内溶解；羧甲基壳聚糖具有良好的抗菌活性，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草杆菌等常见的菌群均有抑制作用；羧甲基壳聚糖分子结构中含有大量氨基和羟基，另外还引入了羧甲基，能够与水结合形成氢键，故羧甲基壳聚糖表现出较好的吸湿性和保湿性。羧甲基壳聚糖还可与其他材料复合形成注射性水凝胶，羧甲基壳聚糖水凝胶在医药及药用材料等领域有多种应用。本发明对壳聚糖改性得羧甲基壳聚糖,然后用戊二醛交联制备羧甲基壳聚糖水凝胶(CMCS-GA)，用于临床用隔离胶。
发明内容
本发明的目的是，鉴于肿瘤的放射性治疗过程中不同器官对辐射计量的敏感度不同，提出以羧甲基壳聚糖水凝胶为例的水凝胶在肿瘤的放疗过程中作为隔离胶的应用。在放疗前，通过在组织器官之间注射隔离胶，增加肿瘤的放疗空间，既可以有效保证靶区的辐射剂量，又可以减少对其他器官的损伤。同时，羧甲基壳聚糖水凝胶有良好的生物相容性，能在短时间内被人体分解，排出体外，无生物毒性。
本发明的目的通过以下技术方案得以实现：、一种医用生物可降解隔离胶的制备方法，制备原料包括但不限于：壳聚糖、异丙醇、氯乙酸、丙酮、乙酸、戊二醛等；
其中，壳聚糖的脱乙酰度为96±2％；
所述的隔离胶制备步骤如下(成分按重量份数)：
(1)称取脱乙酰度96±2％的壳聚糖5份，溶解于50±20份异丙醇中，使用磁力搅拌器室温搅拌30±20min，使其充分溶胀后，加入纯碱(w＝40％)15±5份，45±5℃碱化3±2h，期间分次加入6±2份氯乙酸，转为60±5℃水浴，倒入烧杯中，冷却，用乙酸调节Ph至7.0，真空抽滤，用70％的酒精洗涤，抽滤，取出产物溶于少量水中，加入丙酮沉淀，抽滤，用无数乙醇洗涤多次，60±5℃真空干燥24±8h得白色羧甲基壳聚糖；羧甲基壳聚糖与氯乙酸质量比为5份：4-8份；
(2)取步骤(1)所述的羧甲基壳聚糖适量，配制浓度为3％的水溶液50±15份，高速搅拌溶解，加入一定量50％的戊二醛，继续搅拌至粘稠，去除气泡，室温反应5±2h，取出产物在去离子水中浸泡2±1h，抽滤去水，所得产物真空干燥24±8h，得羧甲基壳聚糖水凝胶干物。
步骤(2)中得到的羧甲基壳聚糖水凝胶固体密封真空保存。
甲基壳聚糖水凝胶冻干物添加PEG溶液、水、葡聚糖溶液得到PEG基水凝胶、壳聚糖基水凝胶、葡聚糖基或水凝胶。
在肿瘤的放射性治疗过程中作为隔离胶将受损器官与邻近器官分隔开来。
所述的隔离胶用于临床治疗，包括其他常见的可注射型水凝胶剂型用作隔离胶使用，该隔离胶的主要活性成分是壳聚糖、戊二醛以及其它临床医学可以接受的辅料。本发明制成的隔离胶主要应用于临床医学领域，在肿瘤的放射性治疗中，用于将正常器官与需要接受放射治疗的器官分隔开来。例如，在前列腺癌的放疗中，将前直肠壁与前列腺分隔开，以减少前直肠所受到的辐射剂量；在胰腺癌的放疗中，将十二指肠与胰头分隔开来，减少十二指肠的辐射剂量等。本发明所述的隔离胶由可生物降解的材料组成，通过注射的方法植入器官之间，为肿瘤的放射治疗提供空间，并且它可以随着时间被人体完全吸收，无生物毒性。
本发明的有益效果：本发明将常见的水凝胶剂型应用于临床医学，作为隔离胶使用。在放疗前，通过在组织器官之间注射隔离胶，增加肿瘤的放疗空间，既可以有效保证靶区的辐射剂量，又可以减少对其他器官的损伤。同时，本发明所述的隔离胶有良好的生物相容性，能在短时间内被人体分解，排出体外，无生物毒性。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
医用生物可降解隔离胶的制备及应用，其主要活性成份选自但不限于：壳聚糖水凝胶、 PEG水凝胶、葡聚糖基水凝胶等。壳聚糖水凝胶中壳聚糖的脱乙酰度为96％。
上述羧甲基壳聚糖水凝胶固体在使用前置于磷酸盐缓冲溶液中充分溶胀2h，使其充分溶胀，即可作为临床用隔离胶。
上述实验步骤需保证无菌，隔离胶制备完成后，需使用一次性注射器在内窥镜下注射进指定区域。
具体实施例1
壳聚糖水凝胶的制备步骤如下(配方按重量份数计)：
(1)称取壳聚糖5份，溶解于50份异丙醇中，使用磁力搅拌器室温搅拌30min，使其充分溶胀后，加入纯碱(w＝40％)15份，45℃碱化3h，期间分次加入6份氯乙酸，转为 60℃水浴，倒入烧杯中，冷却，用乙酸调节pH至7.0，真空抽滤，用70％的酒精洗涤，抽滤，取出产物溶于少量水中，加入丙酮沉淀，抽滤，用无数乙醇洗涤多次，60℃真空干燥 24h得白色羧甲基壳聚糖；
(2)取步骤(1)所述的羧甲基壳聚糖适量，配制浓度为3％的水溶液50份，高速搅拌溶解，加入一定量50％的戊二醛，继续搅拌至粘稠，去除气泡，室温反应5h，取出产物在去离子水中浸泡2h，抽滤去水，所得产物真空干燥24h，得羧甲基壳聚糖水凝胶冻干物。
(3)步骤(2)所得冻干物置于磷酸盐缓冲溶液中充分溶胀2h，使其充分溶胀，即可作为临床用隔离胶。
实施例2
(1)称取壳聚糖5份，溶解于50份异丙醇中，使用磁力搅拌器室温搅拌30min，使其充分溶胀后，加入纯碱(w＝40％)15份，45℃碱化3h，期间分次加入6份氯乙酸，转为 60℃水浴，倒入烧杯中，冷却，用乙酸调节pH至7.0，真空抽滤，用70％的酒精洗涤，抽滤，取出产物溶于少量水中，加入丙酮沉淀，抽滤，用无数乙醇洗涤多次，60℃真空干燥 24h得白色羧甲基壳聚糖；
(2)取步骤(1)所述的羧甲基壳聚糖适量，配制浓度为3％的水溶液50份，高速搅拌溶解，加入一定量50％的戊二醛，继续搅拌至粘稠，去除气泡，室温反应5h，取出产物在去离子水中浸泡2h，抽滤去水，所得产物真空干燥24h，得羧甲基壳聚糖水凝胶冻干物。
(3)步骤(2)所得冻干物置于磷酸盐缓冲溶液中充分溶胀5h，使其充分溶胀，即可作为临床用隔离胶。
实施例3
(1)称取壳聚糖5份，溶解于50份异丙醇中，使用磁力搅拌器室温搅拌30min，使其充分溶胀后，加入纯碱(w＝40％)15份，45℃碱化3h，期间分次加入6份氯乙酸，转为 60℃水浴，倒入烧杯中，冷却，用乙酸调节pH至7.0，真空抽滤，用70％的酒精洗涤，抽滤，取出产物溶于少量水中，加入丙酮沉淀，抽滤，用无数乙醇洗涤多次，60℃真空干燥 24h得白色羧甲基壳聚糖；
(2)取步骤(1)所述的羧甲基壳聚糖适量，配制浓度为2％的水溶液50份，高速搅拌溶解，加入一定量50％的戊二醛，继续搅拌至粘稠，去除气泡，室温反应5h，取出产物在去离子水中浸泡2h，抽滤去水，所得产物真空干燥24h，得羧甲基壳聚糖水凝胶冻干物。
(3)步骤(2)所得冻干物置于磷酸盐缓冲溶液中充分溶胀2h，使其充分溶胀，即可作为临床用隔离胶。
本发明所制备的隔离胶冻干物的拉伸性能与溶胀度如表1所示：
表1：三组不同配比隔离胶的拉伸性能与溶胀度
本发明所制备的隔离胶的降解性能如表2所示：
表2：三组不同配比隔离胶的体外降解性能
| 降解率-7d(％) | 降解率-14d(％) | 降解率-30d(％) | |
| 实施例1 | 51 | 80 | 98 |
| 实施例2 | 52 | 82 | 98 |
| 实施例3 | 55 | 85 | 99 |
由此可见，本发明所述的隔离胶有良好的生物相容和力学性能，可以应用于临床医学，为肿瘤的放疗提供空间。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (4)
1.一种医用生物可降解隔离胶的制备方法，其特征是,
(1)称取脱乙酰度96±2％的壳聚糖5份，溶解于50±20份异丙醇中，使用磁力搅拌器室温搅拌30±20min，使其充分溶胀后，加入纯碱(w＝40％)15±5份，45±5℃碱化3±2h，期间分次加入6±2份氯乙酸，转为60±5℃水浴，倒入烧杯中，冷却，用乙酸调节ph至7.0，真空抽滤，用70％的酒精洗涤，抽滤，取出产物溶于少量水中，加入丙酮沉淀，抽滤，用无数乙醇洗涤多次，60±5℃真空干燥24±8h得白色羧甲基壳聚糖；
(2)取步骤(1)所述的羧甲基壳聚糖适量，配制浓度为3％的水溶液50±15份，高速搅拌溶解，加入一定量50％的戊二醛，继续搅拌至粘稠，去除气泡，室温反应5±2h，取出产物在去离子水中浸泡2±1h，抽滤去水，所得产物真空干燥24±8h，得羧甲基壳聚糖水凝胶干燥物。
2.根据权利要求1所述的医用生物可降解隔离胶的制备方法，其特征是,羧甲基壳聚糖水凝胶冻干物添加PEG溶液、水、葡聚糖溶液得到PEG基水凝胶、壳聚糖基水凝胶、葡聚糖基或其它水凝胶。
3.根据权利要求1或2所述方法制备的水凝胶在肿瘤的放射性治疗过程中作为隔离胶将受损器官与邻近器官分隔开来的应用。
4.根据权利要求3所述的隔离胶应用，包括PEG基水凝胶、壳聚糖基水凝胶、葡聚糖基水凝胶。
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