CN117338703B - 凝胶靶向递送系统及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种凝胶靶向递送系统及其制备方法和应用。所述凝胶靶向递送系统包括凝胶骨架以及容纳于所述凝胶骨架中的乙醇；所述凝胶骨架通过1,2‑二硫戊环类化合物中的1,2‑二硫戊环开环聚合后与酚类化合物进行迈克尔加成反应形成；所述1,2‑二硫戊环类化合物与酚类化合物的质量比为(2~6):1；所述1,2‑二硫戊环类化合物包括硫辛酸和芦笋酸中的一种或两种；所述酚类化合物包括单宁酸和没食子酸中的一种或两种。该凝胶靶向递送系统具有粘附性，使药物能够更准确地作用于靶点位置，且能够增强抗癌功效。

Description

凝胶靶向递送系统及其制备方法和应用
技术领域
本申请涉及凝胶技术领域，特别是涉及一种凝胶靶向递送系统及其制备方法和应用。
背景技术
肿瘤是以细胞异常增殖为特点的一大类疾病，可以分为良性肿瘤和恶性肿瘤两大类。良性肿瘤生长缓慢，没有或弱侵袭性、不散播，对人体危害较小，恶性肿瘤生长迅速、侵袭性强、可散播，对人体危害严重，也通常称为癌症。
化疗是治疗癌症的传统策略，但其对全身正常组织有很大的副作用。有研究通过注射水凝胶靶向递送抗癌药物可以一定程度提高化疗效果并减少副作用。例如，有方法利用果胶酰肼和氧化羧甲基纤维素制成的可注射和可生物降解的水凝胶将水飞蓟宾(Silibinin)局部递送到肺腺癌中，显著提高了水飞蓟宾的体内抗肿瘤效率，同时大大降低了毒性；还有方法提供一种可注射的超分子水凝胶，通过光声断层扫描缓慢和可追踪地释放阿霉素(Dox)，相比较游离的阿霉素，该超分子水凝胶可以有效减缓小鼠腹膜内肿瘤生长速度；还有方法提供一种可注射和自修复的水凝胶，用于局部递送阿霉素同步化学光热肿瘤治疗。
然而，传统的水凝胶靶向递送系统在体内依然存在如容易发生转移等问题，使得靶向治疗效果不佳。
发明内容
基于此，本申请提供一种凝胶靶向递送系统及其制备方法和应用。该凝胶靶向递送系统具有粘附性，使药物能够更准确地作用于靶点位置，且能够增强抗癌功效。
本申请的第一方面，提供一种凝胶靶向递送系统，其包括凝胶骨架以及容纳于所述凝胶骨架中的乙醇；所述凝胶骨架通过1,2-二硫戊环类化合物中的1,2-二硫戊环开环聚合后与酚类化合物进行迈克尔加成反应形成；所述1,2-二硫戊环类化合物与酚类化合物的质量比为(2~6):1；
所述1,2-二硫戊环类化合物包括硫辛酸和芦笋酸中的一种或两种；
所述酚类化合物包括单宁酸和没食子酸中的一种或两种。
在其中一个实施例中，所述1,2-二硫戊环类化合物为硫辛酸。
在其中一个实施例中，所述酚类化合物为没食子酸。
在其中一个实施例中，所述1,2-二硫戊环类化合物与酚类化合物的质量比为(3~5):1。
本申请的第二方面，提供第一方面所述的凝胶靶向递送系统的制备方法，包括如下步骤：
将所述1,2-二硫戊环类化合物与酚类化合物溶解于乙醇中，对所得混合物进行加热使所述1,2-二硫戊环类化合物中的1,2-二硫戊环开环聚合，并与酚类化合物进行迈克尔加成反应形成乙醇凝胶。
在其中一个实施例中，加热的温度为大于或等于70℃；可选地，加热的温度为70℃~90℃。
在其中一个实施例中，所述1,2-二硫戊环类化合物、酚类化合物与乙醇的质量体积比为(2~6)g:1g:6mL。
本申请的第三方面，提供一种药物制剂，包括第一方面所述的凝胶靶向递送系统以及装载于所述凝胶靶向递送系统的药物。
在其中一个实施例中，所述药物制剂为注射剂。
本申请的第四方面，提供第一方面所述的凝胶靶向递送系统或第三方面所述的药物制剂在制备具有抗癌功效的药物中的应用。
上述凝胶靶向递送系统，采用乙醇凝胶体系，并选用合适的化合物形成凝胶骨架，一方面，当该凝胶靶向递送系统到达靶点并接触到湿润的生物组织后，其表面迅速发生乙醇与水之间的溶剂交换并形成水凝胶，水凝胶能进一步有效地排开生物组织表面的界面水，与生物组织形成紧密的接触和界面粘附，随着溶剂交换的进行，内聚强度也进一步增强，最终在生物组织表面原位形成对应的不规则形状的水凝胶，该水凝胶牢固粘附生物组织，不易发生转移，能够有效提升药物作用位置的准确性，并缓慢释放药物，发挥较好的药物功效，特别适用于抗癌药物的装载；另一方面，乙醇的释放能够实施原位肿瘤消融，即溶剂交换出来的乙醇能使肿瘤细胞发生脱水、蛋白质变性及凝固性坏死，如此协同抗癌药物提升抗癌功效。综上，上述凝胶靶向递送系统能够发挥良好的抗癌功效。
进一步地，上述凝胶靶向递送系统还具有如下优点：
（1）上述凝胶靶向递送系统中乙醇的存在能够较好地调整凝胶骨架的松散度，使其具有可注射性，能被注射到肿瘤部位等各种组织；
（2）上述凝胶靶向递送系统中的乙醇能够靶点处进行溶剂交换形成水凝胶，具有优异的细胞和体内生物相容性；
（3）上述凝胶靶向递送系统联合了乙醇注射的原位肿瘤消融技术和化疗药物治疗，能够更好地进行实体肿瘤的治疗；
（4）上述凝胶靶向递送系统具有较好的体内生物降解性。
附图说明
图1为实施例1和2制备的乙醇凝胶的流变性能和可注射性检测结果，其中，Time表示时间，strain表示应变；
图2为实施例1制备的聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶的溶剂交换性检测结果；
图3为实施例1制备的聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶的交联机理验证结果；
图4~图7为实施例1制备的聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶的粘附性能测试结果，图5中，Contact angle表示接触角，PAAm hydrogel表示聚丙烯酰胺水凝胶、Glass表示玻璃、PGL hydrogel表示聚没食子酸-硫辛酸水凝胶、PTFE表示聚四氟乙烯板；图6中Fluorescence表示荧光，Brightfield表示亮视野，Merge表示荧光和明场的合并，hydrogel表示水凝胶，Liver表示（猪）肝脏；图7中，Lap shear test粘附力测试，Adhesion表示粘附力，Skin表示皮肤，Heart表示心脏，Liver表示肝脏，Lung表示肺，180-degree peel test表示180°剥离测试，Tensile test表示拉伸测试，Tensilestress表示拉伸强度；
图8为实施例1制备的聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶的药物释放能力及其细胞毒性测试结果，其中，Cell viability表示细胞活力，Control表示对照组，DOXsolution表示DOX溶液，PGL ethanol gel表示PGL乙醇凝胶，PGL/DOXethanol gel表示PGL/DOX乙醇凝胶，Hepa 1-6 cells表示Hepa 1-6细胞，day表示天数；
图9~图11为实施例1制备的聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶的体内和体外的生物相容性测试结果，图9中，Cell viability表示细胞活力，Control表示对照组，PGLhydrogel表示聚没食子酸-硫辛酸水凝胶；图10中，Control表示对照组，day表示天数；图11中，Control表示对照组，day或D表示天数，Heart表示心脏，Liver表示肝脏，Spleen表示脾，Lung表示肺，Kidney表示肾脏，RBC表示红细胞数，WBC表示白细胞数，PLT表示血小板数，ALB表示白蛋白，ALT表示丙氨酸氨基转移酶，AST表示天门冬氨酸氨基转移酶，TP表示总蛋白，CREA表示尿素，BUN表示尿素氮；
图12为实施例1制备的聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶的体内和体外的降解率测试结果，其中，Remained weight表示体重保持率，Time表示时间，week表示周，day表示天；
图13~图14为实施例1制备的聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶的体内抗肿瘤测试，图13中，Time表示时间，day表示天数；图14中，Time表示时间，day表示天数，PGLethanol gel表示PGL乙醇凝胶，PGL/DOX ethanol gel表示PGL/DOX乙醇凝胶。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本申请的凝胶靶向递送系统及其制备方法和应用作进一步详细的说明。本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
本文所使用的术语“和/或”、“或/和”、“及/或”的可选范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。
本文中，“一种或多种”指所列项目的任一种、任两种或任两种以上。
本申请中，“第一方面”、“第二方面”、“第三方面”、“第四方面”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或数量，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。
本申请中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本申请中，涉及到数值区间，如无特别说明，上述数值区间内视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
本申请中涉及的百分比含量，如无特别说明，对于固液混合和固相-固相混合均指质量百分比，对于液相-液相混合指体积百分比。
本申请中涉及的百分比浓度，如无特别说明，均指终浓度。所述终浓度，指添加成分在添加该成分后的体系中的占比。
本申请中的温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内进行处理。所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。
本申请中的室温一般指4℃~30℃，较佳地指20±5℃。
本申请中的“1,2-二硫戊环类化合物”是指包含1,2-二硫戊环结构（）的化合物；所述“酚类化合物”是指包含酚羟基（举例如/>）的化合物，可以理解地，酚羟基中的苯环可以与酚类化合物的其它部分进行取代或稠合，苯环上的羟基个数可以为一个，也可以为两个或以上。
本申请中的“迈克尔加成”是指1,2-二硫戊环开环聚合后形成的巯基（-SH）与酚类化合物中酚羟基邻位的碳进行加成反应形成C-S键。
除了传统的化疗方法之外，微创的原位肿瘤消融技术也广泛运用于临床，并且取得了非常好的效果。相较于化疗，原位肿瘤消融技术具有更加高效、安全、低成本、适应症广、创伤小、并发症少、可重复治疗的优势。对于患者而言在治疗过程中所承受的痛苦也更少，经济负担更小。
原位肿瘤消融技术包括乙醇注射、射频消融、微波消融、高强度聚焦超声和冷冻疗法等多种方法。其中，乙醇注射近年来受到越来越多的关注，尤其是在医疗条件较差的地区。因为乙醇注射对局部肿瘤消融成本更低、更易于操作，是一种经济、易实施的方法。乙醇注射的机制为乙醇扩散到肿瘤细胞中，导致脱水、蛋白质变性及凝固性坏死。然而，乙醇注射也存在一些缺点：首先，肿瘤中的纤维组织使得乙醇难以完全填充肿瘤，从而影响治疗效果；其次，当肿瘤较大或存在多个病变时，乙醇容易被血液稀释或冲刷，可能导致乙醇进入正常周围组织，产生潜在的毒性影响。因此，仅依赖乙醇注射来治疗肿瘤难以一次性导致肿瘤完全坏死，需要多次治疗才能达到局部控制，易对周围正常组织产生较大的副作用。
本申请尝试将乙醇注射的原位肿瘤消融技术与靶向递送系统进行互相协同，提供一种凝胶靶向递送系统，其包括凝胶骨架以及容纳于所述凝胶骨架中的乙醇；所述凝胶骨架通过1,2-二硫戊环类化合物中的1,2-二硫戊环开环聚合后与酚类化合物进行迈克尔加成反应形成；所述1,2-二硫戊环类化合物与酚类化合物的质量比为(2~6):1；
所述1,2-二硫戊环类化合物包括硫辛酸和芦笋酸中的一种或两种；
所述酚类化合物包括单宁酸和没食子酸中的一种或两种。
上述凝胶靶向递送系统采用乙醇凝胶体系，并选用合适的化合物形成凝胶骨架，一方面能够通过乙醇注射的原位肿瘤消融技术实现抗癌作用，另一方面可以通过装载抗癌药物实现抗癌作用，二者协同提升整体的抗癌功效。另外，上述凝胶靶向递送系统还能够牢固粘度在生物组织之上，不易发生转移，进而更好地作用于靶点，且能够缓慢释放药物，发挥更好的药物功效，同时减少副作用。
进一步地，采用包含至少一个羧基的1,2-二硫戊环类化合物和/或包含至少一个羧基以及两个以上的羟基酚类化合物，在形成凝胶骨架的同时，还能够时凝胶骨架的分子之间通过羟基和羧基形成氢键，该氢键作用力较弱，能够使凝胶骨架具有剪切变稀性能，有利于提升其可注射性，而在注射至生物组织后，乙醇与生物组织的水进行溶剂交换形成水凝胶，分子间/分子内氢键和疏水作用增强，形成的水凝胶能够粘附牢固的同时还可以缓慢的释放装载的药物。
进一步地，通过采用来源于植物或生物的化合物，能够使该凝胶靶向递送系统具有较好的生物相容性和生物降解性。
在其中一些示例中，所述1,2-二硫戊环类化合物为硫辛酸。
进一步地，通过采用来源于植物或生物的化合物，能够使该凝胶靶向递送系统具有较好的生物相容性和生物降解性。
在其中一些示例中，所述酚类化合物为没食子酸。
具体地，所述1,2-二硫戊环类化合物与酚类化合物的质量比包括但不限于：2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1、5.5:1、6:1。在其中一些示例中，所述1,2-二硫戊环类化合物与酚类化合物的质量比为(3~5):1。
本申请的还提供所述的凝胶靶向递送系统的制备方法，包括如下步骤：
将所述1,2-二硫戊环类化合物与酚类化合物溶解于乙醇中，对所得混合物进行加热使所述1,2-二硫戊环类化合物中的1,2-二硫戊环开环聚合，并与酚类化合物进行迈克尔加成反应形成乙醇凝胶。
上述凝胶靶向递送系统的制备方法，步骤简单，便于工业化实施。
在其中一些示例中，加热的温度为大于或等于70℃。进一步地，加热的温度为70℃~90℃。具体地，加热的温度包括但不限于：70℃、75℃、80℃、85℃、90℃。
在其中一些示例中，所述1,2-二硫戊环类化合物、酚类化合物与乙醇的质量体积比为(2~6)g:1g:6mL 。具体地，所述1,2-二硫戊环类化合物、酚类化合物与乙醇的质量体积比包括但不限于：2:1:6、2.5:1:6、3:1:6、3.5:1:6、4:1:6、4.5:1:6、4.8:1:6、5:1:6、5.5:1:6、6:1:6（单位同前述内容）。
不作限制地，以硫辛酸作为1,2-二硫戊环类化合物、没食子酸作为酚类化合物为例进行本申请所述的凝胶靶向递送系统的说明：
S1：来源于线粒体的硫辛酸（I）和来源于中药的没食子酸（II）在乙醇中混合；
（I） />（II）
S2：然后在70℃温度条件下硫辛酸（I）中的1,2-二硫戊环开环聚合，形成的巯基（-SH）与没食子酸（II）中酚羟基邻位的碳进行加成反应形成C-S键（III），形成凝胶靶向递送系统；
（III）
S3：凝胶靶向递送系统与生物组织的水发生溶剂交换，形成的水凝胶中，羟基和羧基形成氢键（IV），或与水分子形成氢键，同时，除羧基和羟基之外的基团（V）还具有疏水性。
（IV） />（V）
本申请的还提供一种药物制剂，包括如上所述的凝胶靶向递送系统以及装载于所述凝胶靶向递送系统的药物。不作限制地，所述药物可以为抗癌药物，也可以为与化疗相配合的其它药物。相较于单纯的药物和单纯的凝胶靶向递送系统，装载了药物的凝胶靶向递送系统能够表现出更优越的肿瘤细胞毒性。
在其中一些示例中，所述药物制剂为注射剂。
本申请的还提供如上所述的凝胶靶向递送系统或如上所述的药物制剂在制备具有抗癌功效的药物中的应用。
以下具体实施例中未写明的实验参数，优先参考本申请文件中给出的指引，还可以参考本领域的实验手册或本领域已知的其它实验方法，或者参考厂商推荐的实验条件。
以下具体实施例中涉及的原料和试剂，可以通过市售得到，或者本领域技术人员能够根据已知手段制备。
实施例1
本实施例为一种聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶的制备，步骤如下：
将硫辛酸、没食子酸按照质量体积比4.8g：1g溶解在6mL无水乙醇中，所得混合物加热至70℃进行反应，制备聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶。
实施例2
本实施例为一种聚(芦笋酸-单宁酸)(PGL)乙醇凝胶的制备，步骤同实施例1，主要区别在于将硫辛酸等质量替换为芦笋酸，将没食子酸等质量替换为单宁酸。
测试例1
本测试例为实施例1和2制备的聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶和聚(芦笋酸-单宁酸)乙醇凝胶的流变性能和可注射性检测。结果如图1所示。
使用安东帕 MCR 92 流变仪测试乙醇凝胶的流变特性。时间扫描测试（图1中a,d）在恒定的应变（γ=1%）和恒定的角频率（10 rad/s）下进行。PGL乙醇凝胶的动态应变扫描测试（图1中b,e）在1-1000%的应变和10 rad/s的固定角频率下进行。重复阶梯应变测试（图1中c,f）是将应变从1%变为1000%，再从1000%变回1%。
从流变实验的结果（图1中a）来看，反应后的样品的储能模量（）高于其损耗模量（/>），说明一锅法反应后，硫辛酸-没食子酸乙醇溶液（混合物）制备得到了聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶。在应变扫描测试结果（图1中b）中，损耗模量最终在γ=246%时超过储能模量，表明凝胶有良好的剪切变稀性能，进而说明凝胶具有可注射性。循环高低应变测试结果（图1中c）表明在高应变时凝胶结构被破坏变成液体，低应变时能够迅速恢复成稳定的凝胶结构。如图1中d-f所示，将硫辛酸和没食子酸分别等质量替换为芦笋酸和单宁酸，在相同的制备条件下形成的聚(芦笋酸-单宁酸)乙醇凝胶具有同样的流变性能。
测试例2
本测试例为实施例1制备的聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶的溶剂交换性检测。结果如图2所示。
如图2中a所示，为了观察溶剂交换的过程，将溶于乙醇但不溶于水的分散蓝染料（i）与聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶混合（ii）后注射到水(iii)中，可以观察到乙醇从凝胶中置换出，水进入聚合物网络，从而产生蓝色的乙醇水溶液和聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)水凝胶(iv)。进一步如图2中b所示，将聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶注射到水中可以明显观察到接触到水的部分变成淡黄色的水凝胶，随着时间的增加，溶剂交换的部分也随之增多。另外，如图2中c所示，将聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶注射到不同形状的模具并浸泡到水溶液后，也能得到具有相应形状的水凝胶。
测试例3
本测试例为实施例1制备的聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶的交联机理验证。结果如图3所示。
如图3中a所示，硫辛酸（LA）的拉曼测试结果在510cm-1处有一个二硫键的峰，聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶（PGL hydrogel）在508cm-1和524cm-1处有两个新的峰，表明硫辛酸成功开环聚合。进一步地，利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）研究聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶的交联原理。如图3中b所示，硫辛酸（LA）、没食子酸（GA）和聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶（PGL）的傅里叶变换红外光谱（FTIR）显示，硫辛酸中羧酸峰（1691cm-1）和没食子酸的羧酸峰（1666cm-1）处在聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶中位移至1693cm-1，表明硫辛酸中的羧酸基团与没食子酸中的羧酸基团形成氢键。
测试例4
本测试例为实施例1制备的聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶的粘附性能测试。结果如图4、图5、图6和图7所示。
如图4中a所示，将制备的聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶注射到湿润的生物组织（分别为肝脏、心脏、脾、肺、肾脏、肌肉）表面，其表面迅速发生溶剂交换并形成水凝胶。水凝胶能进一步有效地排开生物组织表面的界面水，与组织形成紧密的接触和界面粘附。随后，聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶与生物组织表面液体进一步发生溶剂交换，内聚强度增强，在组织表面形成牢固粘附的水凝胶。
进一步地，为了探究聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶的粘附机理，测试水在各种材料上的接触角。结果如图5中b和图5中c所示，其中，聚丙烯酰胺水凝胶、玻璃、聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶形成的水凝胶（简称聚没食子酸-硫辛酸水凝胶）、聚四氟乙烯板的水接触角分别为18.9±2.3°、40.5±4.5°、65.6±6.7°和98.3±5.1°，表明聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶形成的水凝胶具有较好的疏水性，能将组织表面的水分排开，与生物组织形成紧密的接触。
接着，通过荧光显微镜和扫描电子显微镜观察聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶形成的水凝胶与猪肝接触的横截面，如图6所示，可以观察到聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶形成的水凝胶紧密的粘附在猪肝上。
最后，通过搭接剪切试验、180度剥离试验和拉伸试验定量评估聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶形成的水凝胶的粘附性能，如图7中e~g所示，聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶形成的水凝胶(PGL gel)对猪皮肤、心脏、肝脏和肺的粘附应力分别为35.7±4.0kPa、40.6±4.1kPa、49.0±9.4kPa和40.8±0.5kPa，均高于商用粘附胶（纤维蛋白胶，Fibrin gel）。
测试例5
本测试例为实施例1制备的聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶的药物释放能力及其细胞毒性测试。结果如图8所示。
阿霉素（DOX）能够自发荧光，且在一定范围内阿霉素的浓度与荧光强度成正比关系。首先，配置不同浓度的阿霉素溶液，利用酶标仪的荧光模块（激发波长：530nm，发射波长：590nm）测量吸光度并绘制标准曲线。将1mgDOX包裹于1mL聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶（聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)/DOX乙醇凝胶）中，于室温放置24h后，将500微升凝胶注射于2mL的pH=6.5和pH=7.4的磷酸缓冲盐溶液（PBS）中。在不同的时间点取1µL上清液并稀释，测量其吸光度并计算其释放率。结果如图8中a所示，药物释放曲线显示聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶具有良好的药物释放能力，在第14天的药物释放率约为72%。
利用活/死染色比较阿霉素水溶液（DOX溶液，浓度为0.25mg/mL）、聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶（PGL乙醇凝胶）和聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)/DOX乙醇凝胶（PGL/DOX乙醇凝胶）对肿瘤细胞的杀伤力，以PBS作为对照组。将Hepa 1-6肝癌细胞加入24孔板后37℃培育箱孵育24h。将阿霉素水溶液、聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶和聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)/DOX乙醇凝胶加入（控制加药量为5微克）后继续孵育12h，对细胞进行活/死染色。结果如图8中b所示，表明聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)/DOX乙醇凝胶对肿瘤细胞的杀伤力是最佳的。
接着，将阿霉素水溶液或聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)/DOX乙醇凝胶瘤内注射到Hepa 1-6荷瘤小鼠中，在设计的时间点用活体成像系统(IVIS)采集小鼠的荧光图像（激发波长：520nm，发射波长：570nm），评估原位药物滞留情况。结果如图8中c所示，结果表明，聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)/DOX乙醇凝胶中的DOX可以在肿瘤内滞留3天，远超于阿霉素水溶液，说明聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶是一种理想的药物缓释凝胶。
测试例6
本测试例为实施例1制备的聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶的体内和体外的生物相容性测试。结果如图9、图10、图11所示。
将聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶形成的水凝胶与L-929细胞共培养24h后，对照组为未加入凝胶的L-929细胞，采用LIVE/DEAD染色方法，使用染色染料（钙黄绿素/碘化丙啶染料）来评估细胞活力。结果如图9所示，结果表明，聚（没食子酸-硫辛酸）(PGL)水凝胶具有优越的生物相容性。
将聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶形成的水凝胶埋植在SD大鼠的皮下，在设定的时间点取出水凝胶及其埋植部位的皮肤和组织。将皮肤和组织进行HE染色，判断水凝胶是否会带给生物严重的炎症反应或潜在的毒性。结果如图10、图11所示，除了第7天皮肤有轻微的炎症以外，第14天和第28天都未发现明显的炎症反应，并且血常规和生化的结果显示水凝胶有着优越的生物相容性。
测试例7
本测试例为实施例1制备的聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶的体内和体外的降解率测试。结果如图12所示。
首先，采用体外降解实验研究聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶形成的水凝胶的降解性。如图12中b所示，在最开始的3天，不同pH值的凝胶组都只有20-30%的重量损失，这证明了材料是稳定的，不会迅速降解；在第60天后的称重，剩下的重量不到50%。
接着，采用体内降解实验进一步研究其降解性。如图12中a所示，在第28天时，聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶形成的水凝胶降解率约为50 %。
以上结果表明聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶形成的水凝胶具有良好的降解性能，有利于其在体内的应用。
测试例8
本测试例为实施例1制备的聚(没食子酸-硫辛酸)(PGL)乙醇凝胶的体内抗肿瘤测试。结果如图13和图14所示。
将Hepa 1-6细胞注射到免疫功能正常的C57BL/6小鼠腋下，建立Hepa 1-6肿瘤模型。当肿瘤细胞接种10天后，肿瘤长至约60~80mm3时，通过瘤内注射的方式对小鼠进行不同的治疗，分别是生理盐水（对照组）、DOX水溶液、PGL乙醇凝胶、无水乙醇和PGL/DOX乙醇凝胶，控制加药浓度为1mg/mL，注射量为0.04mL。在设定的时间点测量肿瘤大小和小鼠体重，并在第十天终止实验。
如图13中a、图13中b图13中c所示，对照组肿瘤生长速度较快，治疗后10天肿瘤体积均超过700mm3。从肿瘤体积和肿瘤重量的结果来看，PGL/DOX乙醇凝胶对Hepa 1-6肿瘤的抑制效率最高。PGL乙醇凝胶组稍大于无水乙醇组。此外，如图14所示，两个凝胶组的体重都没有明显变化，表明在溶剂交换后形成的水凝胶对生物没有毒性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，便于具体和详细地理解本申请的技术方案，但并不能因此而理解为对申请专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本申请提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本申请所附权利要求的保护范围内。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.一种凝胶靶向递送系统，其特征在于，包括凝胶骨架以及容纳于所述凝胶骨架中的乙醇；所述凝胶骨架由1,2-二硫戊环类化合物中的1,2-二硫戊环开环聚合后与酚类化合物进行迈克尔加成反应形成；所述1,2-二硫戊环类化合物与酚类化合物的质量比为(2~6):1；
所述1,2-二硫戊环类化合物为硫辛酸，所述酚类化合物为没食子酸，或
所述1,2-二硫戊环类化合物为芦笋酸，所述酚类化合物为单宁酸；
所述凝胶靶向递送系统的制备方法包括如下步骤：
将所述1,2-二硫戊环类化合物与酚类化合物溶解于乙醇中，对所得混合物进行加热使所述1,2-二硫戊环类化合物中的1,2-二硫戊环开环聚合，并与酚类化合物进行迈克尔加成反应形成乙醇凝胶。
2.根据权利要求1所述的凝胶靶向递送系统，其特征在于，所述1,2-二硫戊环类化合物为硫辛酸，所述酚类化合物为没食子酸。
3.根据权利要求1或2所述的凝胶靶向递送系统，其特征在于，所述1,2-二硫戊环类化合物与酚类化合物的质量比为(3~5):1。
4.权利要求1~3任一项所述的凝胶靶向递送系统的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述1,2-二硫戊环类化合物与酚类化合物溶解于乙醇中，对所得混合物进行加热使所述1,2-二硫戊环类化合物中的1,2-二硫戊环开环聚合，并与酚类化合物进行迈克尔加成反应形成乙醇凝胶。
5.根据权利要求4所述的凝胶靶向递送系统的制备方法，其特征在于，加热的温度为大于或等于70℃。
6.根据权利要求4或5所述的凝胶靶向递送系统的制备方法，其特征在于，所述1,2-二硫戊环类化合物、酚类化合物与乙醇的质量体积比为(2~6)g:1g:6mL。
7.一种药物制剂，其特征在于，包括权利要求1~3任一项所述的凝胶靶向递送系统以及装载于所述凝胶靶向递送系统的药物。
8.根据权利要求7所述的药物制剂，其特征在于，所述药物制剂为注射剂。
9.权利要求1~3任一项所述的凝胶靶向递送系统或权利要求7~8任一项所述的药物制剂在制备具有抗癌功效的药物中的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117860652A (zh) * 2024-01-15 2024-04-12 中山大学附属第五医院 口腔粘膜递送系统及其制备方法和应用

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105039465A (zh) * 2015-07-28 2015-11-11 南昌大学 一种酶催化二硫键交联的天然高分子水凝胶及其制备方法
US10799455B1 (en) * 2019-11-11 2020-10-13 King Abdulaziz University Micellles containing alpha lipoic acid as a transdermal drug delivery system
CN114763391A (zh) * 2021-01-13 2022-07-19 华东理工大学 含酚类粘附基团的化合物或聚合物及功能化水凝胶的方法
CN115463246A (zh) * 2022-08-24 2022-12-13 中山大学附属第五医院 一种血管栓塞剂及其制备方法与应用
CN115975224A (zh) * 2023-03-16 2023-04-18 四川大学 一种pH/ROS双响应的组织粘附载药水凝胶及其制备方法和应用
CN116196429A (zh) * 2023-03-21 2023-06-02 中国医学科学院药用植物研究所 果胶-没食子酸共聚物及酶触发型粘附水凝胶的制备方法与应用
CN116462863A (zh) * 2023-06-15 2023-07-21 首都医科大学附属北京口腔医院 一种含载Mg2+单宁酸微粒子的没食子酸接枝壳聚糖水凝胶及制备方法和应用
CN117084970A (zh) * 2023-08-30 2023-11-21 华中科技大学 一种基于天然植物成分的超分子水凝胶、其制备和应用

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105039465A (zh) * 2015-07-28 2015-11-11 南昌大学 一种酶催化二硫键交联的天然高分子水凝胶及其制备方法
US10799455B1 (en) * 2019-11-11 2020-10-13 King Abdulaziz University Micellles containing alpha lipoic acid as a transdermal drug delivery system
CN114763391A (zh) * 2021-01-13 2022-07-19 华东理工大学 含酚类粘附基团的化合物或聚合物及功能化水凝胶的方法
CN115463246A (zh) * 2022-08-24 2022-12-13 中山大学附属第五医院 一种血管栓塞剂及其制备方法与应用
CN115975224A (zh) * 2023-03-16 2023-04-18 四川大学 一种pH/ROS双响应的组织粘附载药水凝胶及其制备方法和应用
CN116196429A (zh) * 2023-03-21 2023-06-02 中国医学科学院药用植物研究所 果胶-没食子酸共聚物及酶触发型粘附水凝胶的制备方法与应用
CN116462863A (zh) * 2023-06-15 2023-07-21 首都医科大学附属北京口腔医院 一种含载Mg2+单宁酸微粒子的没食子酸接枝壳聚糖水凝胶及制备方法和应用
CN117084970A (zh) * 2023-08-30 2023-11-21 华中科技大学 一种基于天然植物成分的超分子水凝胶、其制备和应用

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