CN115449093A - 一种含硫硅基有机-无机杂化水凝胶、制备方法及应用 - Google Patents

一种含硫硅基有机-无机杂化水凝胶、制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含硫硅基有机‑无机杂化水凝胶、制备方法及应用，属于生物与新医药制备技术领域，首先，制备四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子；然后，制备氧化葡聚糖和季铵盐化羧甲基壳聚糖；最后，利用氧化葡聚糖、季铵盐化羧甲基壳聚糖和四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子，制备含硫硅基有机‑无机杂化水凝胶。该水凝胶具有较好的机械性能和抗菌性，还可以作为药物载体，在创伤性酸性环境中实现肿瘤部位刺激响应释放药物，从而为术后创伤提供缓释环境和促进肿瘤术后恢复过程。解决了现有技术中肿瘤术后酸性环境下，水凝胶机械性能差，结构易破坏，无法实现水凝胶智能响应性药物释放，及药物释放性能差的问题。

Description

一种含硫硅基有机-无机杂化水凝胶、制备方法及应用
技术领域
本发明属于生物与新医药制备技术领域，涉及一种含硫硅基有机-无机杂化水凝胶、制备方法及应用。
背景技术
在临床领域，手术切除是实体肿瘤的主要治疗方法。但是，由于肿瘤的切除不完全或未发现的残留微肿瘤会使其局部复发的风险相对较高。此外，术后伤口对微生物定植的敏感，且产生的炎症微环境引发肿瘤残留生长的可能性较大，极易引起肿瘤复发。因此，术后辅助治疗对提高患者临床治疗效果至关重要。
全身化疗是预防肿瘤复发最常用的辅助治疗策略。但是，手术后不宜立即进行化疗，应以伤口愈合为基础，可能需要一定的时间间隔。然而，化疗不仅要在手术后能立即进行治疗，对抗菌性能要求较高，还会伴随一些严重的系统性不良副作用，治疗效果有限。
水凝胶的出现为肿瘤的术后辅助治疗提供一种新思路。水凝胶是亲水性聚合物形成的网络结构，在水中能够吸收大量的水分后溶胀，具有良好的生物相容性和水渗透性，与活体组织性质相近，类似于细胞外基质部分。可以在手术后直接植入或注射到肿瘤部位，以避免体循环，从而实现药物缓释和长效治疗。此前的研究表明，化疗药物、光热剂和蛋白质可以成功嵌入水凝胶中，以防止肿瘤复发和改善伤口愈合，特别是水凝胶的高亲水性和优良的生物相容性，有利于避免术后治疗中的二次损伤，使其在生物医药和组织工程等方面都有广泛应用，如作为组织填充剂、药物缓释剂、酶或蛋白质的包埋、接触眼镜、人工血浆、人造皮肤、组织工程支架材料等，可避免外科手术过程中的高度创伤，减少病人痛苦，简化治疗过程。
尽管水凝胶是局部治疗的先驱，如传统的生物质水凝胶具有低的机械强度，载药效率和疏水药物在水凝胶网络中的分散不理想，以及被动扩散为主的不可控药物释放。因此，设计出一种用于肿瘤术后治疗的水凝胶不仅要具备优良药物负载和控释性能，而且要具有抗菌性能和减少副作用具有重要意义。
鉴于手术切口由于先前肿瘤引起的酸碱失衡和残留肿瘤细胞糖酵解而呈现酸性环境，此外，残留或复发的肿瘤细胞内存在高水平的谷胱甘肽(GSH)。实际水凝胶在肿瘤术后治疗的过程中并未响应肿瘤微环境，无法实现水凝胶智能响应性药物释放且存在系统机械性能较差，弹性低，结构易破坏，药物负载与控释性能较差，无法提供充足和持续释放的抗癌药。
因此，急需一种能够在酸性环境下，实现水凝胶智能响应性药物释放且存机械性能强度大，药物负载与控释性能好的水凝胶，以满足肿瘤术后治疗的需求。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中在肿瘤术后酸性环境下，水凝胶机械性能差，结构易破坏，无法实现水凝胶智能响应性药物释放，及药物释放性能差的问题，提供一种含硫硅基有机-无机杂化水凝胶、制备方法及应用
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明提供一种含硫硅基有机-无机杂化水凝胶制备方法，包括以下步骤：
制备四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子；
制备氧化葡聚糖和季铵盐化羧甲基壳聚糖；
利用氧化葡聚糖、季铵盐化羧甲基壳聚糖和四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子，制备含硫硅基有机-无机杂化水凝胶。
进一步地，制备四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子的具体操作为：
将十六烷基三甲基溴化铵溶解于去离子水中，形成十六烷基三甲基溴化铵溶液，再加入氢氧化钠溶液，并加热反应，形成第一混合液；
向第一混合液中加入正硅酸乙酯和双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物，恒温反应完全后，加入盐酸溶液和甲醇，去除十六烷基三甲基溴化铵，洗涤，冷冻干燥得到四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子。
优选地，加热反应的温度为70℃～90℃，反应时间为30～60min；所述氢氧化钠溶液的浓度为1.5mol/L～2mol/L，氢氧化钠溶液与十六烷基三甲基溴化铵溶液的体积比为1:120；十六烷基三甲基溴化铵溶液的浓度为1.7g/L～2.5g/L；所述正硅酸乙酯和双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物的体积比为(2:1)～(5:1)；恒温反应的温度为70℃～90℃，反应时间为2～4h；盐酸溶液的浓度为37.4％。
进一步地，制备氧化葡聚糖和季铵盐化羧甲基壳聚糖的具体操作为：
将高碘酸钠溶液加入葡聚糖溶液中，室温条件下，避光搅拌，形成第二混合液；
向第二混合液中加入乙二醇反应，反应结束后，进行透析，冷冻干燥，得到氧化葡聚糖；
向羧甲基壳聚糖溶液中加入2,3－环氧丙基三甲基氯化铵，加热搅拌，反应结束后，透析，冷冻干燥，得到季铵盐化羧甲基壳聚糖。
优选地，所述高碘酸钠溶液的浓度为0.05g/mL～0.1g/mL；葡聚糖溶液的浓度为0.04mg/mL～0.06mg/mL；高碘酸钠水溶液、葡聚糖水溶液和乙二醇的体积比为1:1.25:0.025。
优选地，所述高碘酸钠与葡聚糖的摩尔比为1:28.5；羧甲基壳聚糖溶液的浓度为37.5g/L～62.5g/L；2,3－环氧丙基三甲基氯化铵与羧甲基壳聚糖溶液中羧甲基壳聚糖的质量比为(57:2500)～(119:1000)；加热搅拌的温度为55℃～65℃，反应时间为18h～24h。
进一步地，利用氧化葡聚糖、季铵盐化羧甲基壳聚糖和四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子，制备含硫硅基有机-无机杂化水凝胶的具体操作为：
将氧化葡聚糖溶于去离子水配置成氧化葡萄糖溶液，置于4℃条件下保存；
将季铵盐羧甲基壳聚糖溶于离子水配置成季铵盐羧甲基壳聚糖溶液，置于4℃条件下保存；
将氧化葡萄糖溶液、季铵盐羧甲基壳聚糖溶液和四硫键桥接的介孔二氧化硅室温条件下混合，形成第三混合液，旋涡搅拌至均匀的溶胶状态，静置至其完全形成凝胶，完成硫硅基有机-无机杂化水凝胶支架的制备。
优选地，所述氧化葡萄糖溶液的浓度为0.02g/mL～0.1g/mL；季铵盐羧甲基壳聚糖溶液的浓度为0.02g/mL～0.08g/mL；氧化葡萄糖溶液与季铵盐羧甲基壳聚糖溶液的体积比为(1:1.5)～(1:1)；第三混合液中四硫键桥接的介孔二氧化硅为0～2％(w/v)。
本发明还提供一种利用上述制备方法制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶，该水凝胶压缩变形50％时，应力达3.1Kpa；压缩量为10％时，弹性模量为8.55Kpa～14.35Kpa，压缩模量为21.69Kpa～31Kpa。
如上述的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶作为支架在制备抗肿瘤缓释药物系统中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种含硫硅基有机-无机杂化水凝胶、制备方法及应用，该方法通过制备氧化葡聚糖、季铵盐羧甲基壳聚糖和四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子；并以氧化葡聚糖、季铵盐羧甲基壳聚糖和四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子为原料，通过简单的反应和氢键合成了含硫硅基有机-无机杂化水凝胶。在肿瘤酸性环境下，亚胺键会发生水解，从而使水凝胶网络断开，四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子在残留肿瘤细胞中进行pH值/GSH双触发而降解，快速释放药物，故实现药物的局部延长释放。其次，氧化葡聚糖有利于组织修复和创面愈合，季铵盐羧甲基壳聚糖具有降解性、抗菌性和低免疫原性、细胞粘附性和抗微生物特性，再将四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子引入到多糖基质中，可以增强水凝胶的交联密度，改善其力学性能。因此，采用该方法制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶具有非常好的力学性能、抗菌性、降解性、低免疫原性、细胞粘附性和抗微生物特性，既可在肿瘤术后酸性微环境下实现药物的智能释放，抑制微生物感染，又能作为药物的双重释放载体，提供缓释环境，促进肿瘤术后修复过程。制备过程简单，反应温和，物理化学性能和生物安全性能优异。
进一步地，合适尺寸的介孔二氧化硅可以逃逸单核巨噬细胞系统的捕获，提高血液循环时间，并且通过EPR效应在肿瘤中聚集，因此对其粒径的控制就显得极其重要。鉴于肿瘤细胞独特的微环境，如pH值低、高谷胱甘肽浓度、免疫抑制和血管高渗透性等，本发明以十六烷基三甲基溴化铵为模板，以正硅酸乙酯和双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物为原料，采用溶胶-凝胶法合成四硫键侨联介孔二氧化硅纳米粒子，其粒子尺寸可以逃逸单核巨噬细胞系统的捕获，提高血液循环时间，并且通过EPR效应在肿瘤中聚集，实现在肿瘤部位刺激响应性释放药物，进一步解决现有技术中药物在肿瘤部位释放缓慢和不完全的问题。
本发明还提供过一种利用上述制备方法制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶，该水凝胶压缩变形50％时，应力达3.1Kpa，比纯水凝胶应力大68％；压缩量为10％时，弹性模量为8.55Kpa～14.35Kpa，比纯水凝胶增大56.8％，压缩模量为21.69Kpa～31Kpa，比纯水凝胶增大42.9％。
一种利用上述含硫硅基有机-无机杂化水凝胶作为支架在制备抗肿瘤缓释药物系统中的应用，可实现在肿瘤术后微环境中，既可实现释放药物智能释放，又可以抑制微生物感染，提供缓释环境，促进肿瘤术后修复过程。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶制备方法流程图。
图2为本发明的制备的四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子SEM图。
图3为本发明的制备的四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子TEM图。
图4为本发明的实施例5中制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶压缩测试结果图。
图5为本发明的实施例3中制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶压缩测试结果图。
图6为本发明的实施例4中制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶压缩测试结果图。
图7为本发明的实施例中制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶应力-应变曲线图。
图8为本发明的实施例中制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶弹性模量对比图。
图9为本发明的实施例中制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶压缩模量对比图。
图10为本发明的实施例中制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶流变性能曲线对比结果图。
图11为本发明的实施例中制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶与纯水凝胶的溶胀测试曲线对比图。
图12为本发明的实施例中制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶抗菌效果测试对照结果图，其中，a为对照试验组的抗菌效果图，b为纯水凝胶抗菌效果图，c为本发明实施例中制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶抗菌效果图。
图13为阿霉素负载纳米粒子药物释放曲线图。
图14为本发明的实施例中制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶药物释放曲线图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明提供一种含硫硅基有机-无机杂化水凝胶制备方法，包括以下步骤：
S1：制备四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子，具体操作为：
将十六烷基三甲基溴化铵溶解于去离子水中，配置成浓度为1.7g/L～2.5g/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液，然后加入1.5mol/L～2mol/L的氢氧化钠溶液，并加热至70℃～90℃反应，反应时间为30～60min，形成第一混合液；其中，十六烷基三甲基溴化铵溶液与氢氧化钠溶液的体积比为120:1。
向第一混合液中加入正硅酸乙酯和双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物，70℃～90℃条件下恒温反应2～4h，反应完全后，加入甲醇和浓度为37.4％的盐酸溶液，其中，十六烷基三甲基溴化铵溶液与盐酸溶液及甲醇的体积比为120:1:50，去除十六烷基三甲基溴化铵，洗涤，冷冻干燥得到四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子；其中，所述正硅酸乙酯与双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物的体积比为(2:1)～(5:1)。
S2：制备氧化葡聚糖和季铵盐化羧甲基壳聚糖，具体操作为：
将浓度为0.05g/mL～0.1g/mL的高碘酸钠溶液加入浓度为0.04mg/mL～0.06mg/mL的葡聚糖溶液中，室温条件下，避光搅拌，形成第二混合液；
向第二混合液中加入乙二醇反应，反应结束后，进行透析，冷冻干燥，得到氧化葡聚糖；其中，高碘酸钠水溶液、葡聚糖水溶液和乙二醇的体积比为1:1.25:0.025。
向浓度为3.75g/L～6.25g/L的羧甲基壳聚糖溶液中加入2,3－环氧丙基三甲基氯化铵，所述2,3－环氧丙基三甲基氯化铵与羧甲基壳聚糖溶液中羧甲基壳聚糖的质量比为(57:2500)～(119:1000)，55℃～65℃的条件下搅拌，反应18h～24h，反应结束后，透析，冷冻干燥，得到季铵盐化羧甲基壳聚糖。
S3：利用氧化葡聚糖(Odex)、季铵盐化羧甲基壳聚糖(QCCS)和四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子(4S-MSNs)，制备含硫硅基有机-无机杂化水凝胶，具体操作为：
将氧化葡聚糖溶于去离子水配置成浓度为0.02g/mL～0.1g/mL的氧化葡萄糖溶液，置于4℃条件下保存；
将季铵盐羧甲基壳聚糖溶于离子水配置成浓度为0.02g/mL～0.08g/mL的季铵盐羧甲基壳聚糖溶液，置于4℃条件下保存；
按体积比为(1:1.5)～(1:1)，将氧化葡萄糖溶液和季铵盐羧甲基壳聚糖溶液混合，再混入0.5～2％(w/v)的四硫键桥接的介孔二氧化硅室温条件下混合，形成第三混合液，旋涡搅拌至均匀的溶胶状态，静置至其完全形成凝胶，完成硫硅基有机-无机杂化水凝胶支架的制备。
本发明提供一种利用上述制备方法制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶，该水凝胶压缩变形50％时，应力达3.1Kpa，比纯水凝胶应力大68％；压缩量为10％时，弹性模量为8.55Kpa～14.35Kpa，比纯水凝胶增大56.8％，压缩模量为21.69Kpa～31Kpa，比纯水凝胶增大42.9％。
上述的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶作为支架在制备抗肿瘤缓释药物系统中的应用。该水凝胶作为支架在制备抗肿瘤缓释药物系统中，可在肿瘤手术术后恢复中进行辅助药物治疗，在酸性微环境下，智能释放药物，且抗菌性强，机械性能好，可有效抑制微生物感染，又能作为药物的双重释放载体，提供缓释环境，促进肿瘤术后修复过程。
实施例1
称取0.25g十六烷基三甲基溴化铵溶解于120mL的去离子水中，形成十六烷基三甲基溴化铵溶液，加入1mL的浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，并加热至70℃反应，反应60min，形成第一混合液；
向第一混合液中加入1mL正硅酸乙酯和0.2mL双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物，超声1min，80℃条件下恒温反应2h，反应完全后，加入50mL甲醇和1mL浓度为37.4％的盐酸溶液，去除十六烷基三甲基溴化铵，洗涤，冷冻干燥得到四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子。参见图2和图3，可见四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子的粒子为较为均匀的小球，粒子直径为50nm～100nm。
将浓度为0.05g/mL的高碘酸钠溶液加入浓度为0.04g/mL葡聚糖溶液中，室温条件下，避光搅拌，形成第二混合液；
向第二混合液中加入乙二醇反应，反应结束后，进行透析，冷冻干燥，得到氧化葡聚糖；高碘酸钠水溶液、葡聚糖水溶液和乙二醇的体积比为1:1.25:0.025。
向浓度为50g/L的羧甲基壳聚糖溶液中加入2,3－环氧丙基三甲基氯化铵，所述2,3－环氧丙基三甲基氯化铵与羧甲基壳聚糖溶液中羧甲基壳聚糖的质量比为1000:57，55℃的条件下搅拌，反应24h，反应结束后，透析，冷冻干燥，得到季铵盐化羧甲基壳聚糖。
将氧化葡聚糖溶于去离子水配置成浓度为0.02g/mL的氧化葡萄糖溶液，置于4℃条件下保存；
将季铵盐羧甲基壳聚糖溶于离子水配置成浓度为0.02g/mL的季铵盐羧甲基壳聚糖溶液，置于4℃条件下保存；
按体积比为1:1，将氧化葡萄糖溶液和季铵盐羧甲基壳聚糖溶液混合，再混入0.5％(w/v)的四硫键桥接的介孔二氧化硅室温条件下混合，形成第三混合液，旋涡搅拌至均匀的溶胶状态，静置至其完全形成凝胶，得到硫硅基有机-无机杂化水凝胶，标记为4S-MSNs 0.5％。
实施例2
称取0.2g十六烷基三甲基溴化铵溶解于120mL的去离子水中，形成十六烷基三甲基溴化铵溶液，加入1mL的浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液，并加热至90℃反应，反应30min，形成第一混合液；
向第一混合液中加入0.8mL正硅酸乙酯和0.4mL双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物，超声1min，70℃条件下恒温反应4h，反应完全后，加入50mL甲醇和1mL浓度为37.4％的盐酸溶液，去除十六烷基三甲基溴化铵，洗涤，冷冻干燥得到四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子。
将浓度为0.08g/mL的高碘酸钠溶液加入浓度为0.05g/mL葡聚糖溶液中，室温条件下，避光搅拌，形成第二混合液；
向第二混合液中加入乙二醇反应，反应结束后，进行透析，冷冻干燥，得到氧化葡聚糖；高碘酸钠水溶液、葡聚糖水溶液和乙二醇的体积比为1:1.25:0.025。
向浓度为37.5g/L的羧甲基壳聚糖溶液中加入2,3－环氧丙基三甲基氯化铵，所述2,3－环氧丙基三甲基氯化铵与羧甲基壳聚糖溶液中羧甲基壳聚糖的质量比为1000:57，65℃的条件下搅拌，反应18h，反应结束后，透析，冷冻干燥，得到季铵盐化羧甲基壳聚糖。
将氧化葡聚糖溶于去离子水配置成浓度为0.05g/mL的氧化葡萄糖溶液，置于4℃条件下保存；
将季铵盐羧甲基壳聚糖溶于离子水配置成浓度为0.05g/mL的季铵盐羧甲基壳聚糖溶液，置于4℃条件下保存；
按体积比为1:1，将氧化葡萄糖溶液和季铵盐羧甲基壳聚糖溶液混合，再混入1％(w/v)的四硫键桥接的介孔二氧化硅室温条件下混合，形成第三混合液，旋涡搅拌至均匀的溶胶状态，静置至其完全形成凝胶，得到硫硅基有机-无机杂化水凝胶，标记为4S-MSNs1％。
实施例3
称取0.3g十六烷基三甲基溴化铵溶解于120mL的去离子水中，形成十六烷基三甲基溴化铵溶液，加入1mL的浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，并加热至80℃反应，反应50min，形成第一混合液；
向第一混合液中加入0.9mL正硅酸乙酯和0.3mL双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物，超声1min，80℃条件下恒温反应3h，反应完全后，加入50mL甲醇和1mL浓度为37.4％的盐酸溶液，去除十六烷基三甲基溴化铵，洗涤，冷冻干燥得到四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子。
将浓度为0.1g/mL的高碘酸钠溶液加入浓度为0.06g/mL葡聚糖溶液中，室温条件下，避光搅拌，形成第二混合液；
向第二混合液中加入乙二醇反应，反应结束后，进行透析，冷冻干燥，得到氧化葡聚糖；高碘酸钠水溶液、葡聚糖水溶液和乙二醇的体积比为1:1.25:0.025。
向浓度为55g/L的羧甲基壳聚糖溶液中加入2,3－环氧丙基三甲基氯化铵，所述2,3－环氧丙基三甲基氯化铵与羧甲基壳聚糖溶液中羧甲基壳聚糖的质量比为1000:57，60℃的条件下搅拌，反应20h，反应结束后，透析，冷冻干燥，得到季铵盐化羧甲基壳聚糖。
将氧化葡聚糖溶于去离子水配置成浓度为0.1g/mL的氧化葡萄糖溶液，置于4℃条件下保存；
将季铵盐羧甲基壳聚糖溶于离子水配置成浓度为0.08g/mL的季铵盐羧甲基壳聚糖溶液，置于4℃条件下保存；
按体积比为1:1.5，将氧化葡萄糖溶液和季铵盐羧甲基壳聚糖溶液混合，再混入1.5％(w/v)的四硫键桥接的介孔二氧化硅室温条件下混合，形成第三混合液，旋涡搅拌至均匀的溶胶状态，静置至其完全形成凝胶，得到硫硅基有机-无机杂化水凝胶，标记为4S-MSNs 1.5％。
实施例4
称取0.25g十六烷基三甲基溴化铵溶解于120mL的去离子水中，形成十六烷基三甲基溴化铵溶液，加入1mL的浓度为1.8mol/L的氢氧化钠溶液，并加热至80℃反应，反应50min，形成第一混合液；
向第一混合液中加入0.96mL正硅酸乙酯和0.24mL双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物，超声1min，90℃条件下恒温反应2h，反应完全后，加入50mL甲醇和1mL浓度为37.4％的盐酸溶液，去除十六烷基三甲基溴化铵，洗涤，冷冻干燥得到四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子。
将浓度为0.07g/mL的高碘酸钠溶液加入浓度为0.04g/mL葡聚糖溶液中，室温条件下，避光搅拌，形成第二混合液；
向第二混合液中加入乙二醇反应，反应结束后，进行透析，冷冻干燥，得到氧化葡聚糖；高碘酸钠水溶液、葡聚糖水溶液和乙二醇的体积比为1:1.25:0.025。
向浓度为44.5g/L的羧甲基壳聚糖溶液中加入2,3－环氧丙基三甲基氯化铵，所述2,3－环氧丙基三甲基氯化铵与羧甲基壳聚糖溶液中羧甲基壳聚糖的质量比为1000:57，60℃的条件下搅拌，反应20h，反应结束后，透析，冷冻干燥，得到季铵盐化羧甲基壳聚糖。
将氧化葡聚糖溶于去离子水配置成浓度为0.04g/mL的氧化葡萄糖溶液，置于4℃条件下保存；
将季铵盐羧甲基壳聚糖溶于离子水配置成浓度为0.03g/mL的季铵盐羧甲基壳聚糖溶液，置于4℃条件下保存；
按体积比为1:1.2，将氧化葡萄糖溶液和季铵盐羧甲基壳聚糖溶液混合，再混入2％(w/v)的四硫键桥接的介孔二氧化硅室温条件下混合，形成第三混合液，旋涡搅拌至均匀的溶胶状态，静置至其完全形成凝胶，得到硫硅基有机-无机杂化水凝胶，标记为4S-MSNs2％。
实施例5
称取0.2g十六烷基三甲基溴化铵溶解于120mL的去离子水中，形成十六烷基三甲基溴化铵溶液，加入1mL的浓度为1.8mol/L的氢氧化钠溶液，并加热至75℃反应，反应55min，形成第一混合液；
向第一混合液中加入0.8mL正硅酸乙酯和0.4mL双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物，超声1min，80℃条件下恒温反应3h，反应完全后，加入50mL甲醇和1mL浓度为37.4％的盐酸溶液，去除十六烷基三甲基溴化铵，洗涤，冷冻干燥得到四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子。
将浓度为0.08g/mL的高碘酸钠溶液加入浓度为0.05g/mL葡聚糖溶液中，室温条件下，避光搅拌，形成第二混合液；
向第二混合液中加入乙二醇反应，反应结束后，进行透析，冷冻干燥，得到氧化葡聚糖；高碘酸钠水溶液、葡聚糖水溶液和乙二醇的体积比为1:1.25:0.025。
向浓度为55.5g/L的羧甲基壳聚糖溶液中加入2,3－环氧丙基三甲基氯化铵，所述2,3－环氧丙基三甲基氯化铵与羧甲基壳聚糖溶液中羧甲基壳聚糖的质量比为1000:57，60℃的条件下搅拌，反应20h，反应结束后，透析，冷冻干燥，得到季铵盐化羧甲基壳聚糖。
将氧化葡聚糖溶于去离子水配置成浓度为0.05g/mL的氧化葡萄糖溶液，置于4℃条件下保存；
将季铵盐羧甲基壳聚糖溶于离子水配置成浓度为0.05g/mL的季铵盐羧甲基壳聚糖溶液，置于4℃条件下保存；
按体积比为1:1，将氧化葡萄糖溶液和季铵盐羧甲基壳聚糖溶液混合，再混入0％(w/v)的四硫键桥接的介孔二氧化硅室温条件下混合，形成第三混合液，旋涡搅拌至均匀的溶胶状态，静置至其完全形成凝胶，得到硫硅基有机-无机杂化水凝胶，标记为4S-MSNs0％。
参见图4至图6，为测试本发明制备的硫硅基有机-无机杂化水凝胶的力学性能，利用质构仪将将实施例3到实施例5制备的水凝胶样品压缩至形变的50％发现，四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子的比例为1.5％时，水凝胶样品具有良好的机械性能，而四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子的比例为2％时，水凝胶样品会压碎，说明四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子的比例为1.5％时机械性能最佳。
参见图7，对实施例1至5制备的水凝胶样品进行应力-应变测试，结果发现，随着四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子的嵌入比例升高，水凝胶的应力应变性能逐渐提升，当嵌入比例为1.5％时，水凝胶在形变量为50％时，应力为3.1Kpa，比纯水凝胶的应力增大68％。
参见图8和图9，截取形变量为10％的应变区域，计算弹性模量和压缩模量；利用四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子的掺入比为0、0.5％、1.0％、1.5％和2.0％时，其弹性模量依次为：9.15kpa、11kpa、11.29kpa、14.35kpa和8.55kpa，压缩模量依次为：21.69kpa、24kpa、25.01kpa、31kpa和29.5kpa，当四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子的掺入比掺入比为1.5％时，水凝胶的弹性模量比纯水凝胶增大56.8％，压缩模量比纯水凝胶增大42.9％。因此，四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子最优的掺入比为1.5％，该比例下合成的纳米复合凝胶可以在极高的应变下压缩而不断裂并能成功恢复原状，具有最优的机械强度。水凝胶的抗压强度和弹性模量显著提高，其机制是由于四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子在水凝胶网络中起交联剂的作用，导致交联密度增加，从而增强了压缩模量和弹性模量。
参见图10，其中，G′为存储模量，G″为损失模量，4S-MSNs hydrogel为嵌有四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子的水凝胶，即本发明制备的硫硅基有机-无机杂化水凝胶，经对比发现，本发明制备的硫硅基有机-无机杂化水凝胶具有弹性好，流动差的交联网络结构。嵌有四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子的水凝胶的存储模量G′为2380.6，损失模量G″为316.7，均高于纯水凝胶的存储模量和损失模量，且G″/G′更接近于零，表明本发明制备的硫硅基有机-无机杂化水凝胶交联网络更加致密。
参见图11，对本发明制备的硫硅基有机-无机杂化水凝胶和纯水凝胶在PH值分别为6和7的条件下，进行溶胀测试，该水凝胶样品可以在磷酸盐缓冲溶液当中快速溶胀，说明材料具有良好的吸水性能。由溶胀曲线可知，pH值为7.4缓冲溶液中4S-MSNshydrogel即本发明制备的硫硅基有机-无机杂化水凝胶的溶胀率为722％低于纯水凝胶的溶胀率1124％，pH值为6.0缓冲溶液中4S-MSNs hydrogel的溶胀率为833.5％低于纯水凝胶溶胀率为1332％，这是由于纳米粒子的掺入，增强了水凝胶交联密度，提高了其力学性能，故而降低了硅水凝胶的溶胀性能。此外，pH值为6.0缓冲溶液中水凝胶的溶胀率高于pH值为7.4缓冲溶液中水凝胶的溶胀率，这是因为在酸性条件下，希夫碱反应(亚胺键)会发生水解使凝胶网络断开，从而增大其溶胀性能。
参见图12，对本发明制备的硫硅基有机-无机杂化水凝胶和纯水凝胶进行抗菌性能测试，结果发现该水凝胶具有优异的广谱抗菌性，其抑菌率均高于90％，表明四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子的掺入，并不影响水凝胶优良的抗菌性。
参见图13和图14，可见在pH值为7.4条件下释放192小时，阿霉素负载粒子的盐酸阿霉素释放量仅仅约为28％，在pH值为5.0+10mM GSH水平下，48小时内盐酸阿霉素的释放量为50％，192h内的盐酸阿霉素释放量大约为83％，而在无GSH时大约只有40％的盐酸阿霉素释放，比无GSH时的释放量高出约2倍。
与阿霉素负载粒子相比，本发明制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶负载盐酸阿霉素表现出更稳定、更低的缓释行为。在孵育192h后，本发明制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶盐酸阿霉素的释放率仅为56.2％，而在相同pH值为5.0+10mM GSH条件下，药物释放率为83％，表明混合水凝胶的释放速度较低，总体释放时间较长。在相同的10mM GSH条件下，pH值为5.0、pH值为6.0和pH值为7.4条件下，孵育192h后，释放出约56.2％、43.6％和34.7％的盐酸阿霉素；在无GSH水平下，pH值为5.0、pH值为6.0和pH值为7.4条件下，孵育192h后，其药物释放率分别为25.9％、22.89％和18.71％。均低于10mM GSH水平下，表明本发明制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶具有pH值/GSH双敏感药物释放性能。希夫碱交联点在酸性条件下会逐渐分解，水凝胶在酸性pH值条件下会逐渐降解，局部药物缓释；四硫键(S-S-S-S-)在高GSH水平下发生断裂，会加速药物释放。因此，本发明制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶水凝胶样品，在肿瘤微环境中酸性pH值和高浓度GSH下会使四硫键和水凝胶的亚胺键发生断裂，四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子和凝胶网络发生一定的降解，药物快速释放。
综上所述，本发明提供一种含硫硅基有机-无机杂化水凝胶、制备方法及应用，该方法制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶，不仅保留了水凝胶自身的抗菌性能，而且进一步提高了水凝胶作为药物支架的力学性能。与此同时，利用该水凝胶负载要药物时，可实现在肿瘤细胞独特的微环境下，如pH值低、高谷胱甘肽浓度、免疫抑制和血管高渗透性等条件下在肿瘤部位刺激响应性释放药物，进一步解决现有技术中药物在肿瘤部位释放缓慢和不完全的问题。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含硫硅基有机-无机杂化水凝胶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子；
制备氧化葡聚糖和季铵盐化羧甲基壳聚糖；
利用氧化葡聚糖、季铵盐化羧甲基壳聚糖和四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子，制备含硫硅基有机-无机杂化水凝胶。
2.根据权利要求1所述的一种含硫硅基有机-无机杂化水凝胶制备方法，其特征在于，制备四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子的具体操作为：
将十六烷基三甲基溴化铵溶解于去离子水中，形成十六烷基三甲基溴化铵溶液，再加入氢氧化钠溶液，并加热反应，形成第一混合液；
向第一混合液中加入正硅酸乙酯和双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物，恒温反应完全后，加入盐酸溶液和甲醇，去除十六烷基三甲基溴化铵，洗涤，冷冻干燥得到四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子。
3.根据权利要求2所述的一种含硫硅基有机-无机杂化水凝胶制备方法，其特征在于，加热反应的温度为70℃～90℃，反应时间为30～60min；所述氢氧化钠溶液的浓度为1.5mol/L～2mol/L，氢氧化钠溶液与十六烷基三甲基溴化铵溶液的体积比为1:120；十六烷基三甲基溴化铵溶液的浓度为1.7g/L～2.5g/L；所述正硅酸乙酯和双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物的体积比为(2:1)～(5:1)；恒温反应的温度为70℃～90℃，反应时间为2～4h；盐酸溶液的浓度为37.4％。
4.根据权利要求1所述的一种含硫硅基有机-无机杂化水凝胶制备方法，其特征在于，制备氧化葡聚糖和季铵盐化羧甲基壳聚糖的具体操作为：
将高碘酸钠溶液加入葡聚糖溶液中，室温条件下，避光搅拌，形成第二混合液；
向第二混合液中加入乙二醇反应，反应结束后，进行透析，冷冻干燥，得到氧化葡聚糖；
向羧甲基壳聚糖溶液中加入2,3－环氧丙基三甲基氯化铵，加热搅拌，反应结束后，透析，冷冻干燥，得到季铵盐化羧甲基壳聚糖。
5.根据权利要求4所述的一种含硫硅基有机-无机杂化水凝胶制备方法，其特征在于，所述高碘酸钠溶液的浓度为0.05g/mL～0.1g/mL；葡聚糖溶液的浓度为0.04mg/mL～0.06mg/mL；高碘酸钠水溶液、葡聚糖水溶液和乙二醇的体积比为1:1.25:0.025。
6.根据权利要求4所述的一种含硫硅基有机-无机杂化水凝胶制备方法，其特征在于，所述高碘酸钠与葡聚糖的摩尔比为1:28.5；羧甲基壳聚糖溶液的浓度为37.5g/L～62.5g/L；2,3－环氧丙基三甲基氯化铵与羧甲基壳聚糖溶液中羧甲基壳聚糖的质量比为(57:2500)～(119:1000)；加热搅拌的温度为55℃～65℃，反应时间为18h～24h。
7.根据权利要求1所述的一种含硫硅基有机-无机杂化水凝胶制备方法，其特征在于，利用氧化葡聚糖、季铵盐化羧甲基壳聚糖和四硫键侨联的介孔二氧化硅纳米粒子，制备含硫硅基有机-无机杂化水凝胶的具体操作为：
将氧化葡聚糖溶于去离子水配置成氧化葡萄糖溶液，置于4℃条件下保存；
将季铵盐羧甲基壳聚糖溶于离子水配置成季铵盐羧甲基壳聚糖溶液，置于4℃条件下保存；
将氧化葡萄糖溶液、季铵盐羧甲基壳聚糖溶液和四硫键桥接的介孔二氧化硅室温条件下混合，形成第三混合液，旋涡搅拌至均匀的溶胶状态，静置至其完全形成凝胶，完成硫硅基有机-无机杂化水凝胶支架的制备。
8.根据权利要求7所述的一种含硫硅基有机-无机杂化水凝胶制备方法，其特征在于，所述氧化葡萄糖溶液的浓度为0.02g/mL～0.1g/mL；季铵盐羧甲基壳聚糖溶液的浓度为0.02g/mL～0.08g/mL；氧化葡萄糖溶液与季铵盐羧甲基壳聚糖溶液的体积比为(1:1.5)～(1:1)；第三混合液中四硫键桥接的介孔二氧化硅为0～2％(w/v)。
9.一种利用权利要求1-8任一项所述制备方法制备的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶，其特征在于，该水凝胶压缩变形50％时，应力达3.1Kpa；压缩量为10％时，弹性模量为8.55Kpa～14.35Kpa，压缩模量为21.69Kpa～31Kpa。
10.权利要求9所述的含硫硅基有机-无机杂化水凝胶作为支架在制备抗肿瘤缓释药物系统中的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117069211B (zh) * 2023-10-16 2024-02-20 河北鑫淘沅医药科技有限公司 一种用于黑臭水体处理的二溴海因复方水处理药剂

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