1.本发明属于药物传输载体材料技术领域，涉及阿霉素药物载体及其制备方法，具体涉及一种阿霉素药物的高浓度负载凝胶及其制备方法。
背景技术：2.随着药物传输载体的发展，逐渐已经达到了可降解级别，但是提高药物负载量，对于提高有效递送药物浓度和降低降解负担依然具有重要的研究意义。阿霉素(dox)作为临床一线化疗药物，具有强效的抗肿瘤活性。但是，临床上使用的阿霉素注射剂会引发心脏毒性和骨髓抑制等严重的毒副作用。传统的纳米药物递送系统与药物亲和力差，导致制剂的载药量低(通常少于10％)、稳定性差、药物易渗漏，因此使用效率低风险高。dox尽管已经实现了商业化，但是负载量有限，通常低于10％，严重限制了临床效果。
3.目前改进方式一方面为载体或者药物改性，另一方面为改进负载方法。dox负载量高是一个主要需要。对于自身分子间斥力比较大，药物分子自身难以形成稳定颗粒的药物，将其与其他物质形成稳定的偶联物具有双亲性，从而可以聚集或沉淀，该过程可以物理和化学。但是通常这类前药需要药物与载体之间形成化学键接，形成前驱药物之后进行自组装，通常化学间稳定，药物负载量大，但是药物释放困难，物理作用，稳定差，容易发生突释。对此，低分子量胶凝剂(lmwg)可以通过自组装的形式，与药物分子无损结合且稳定性较强。但是单组分的fmoc-f凝胶强度较低，难以维持长时间使用，限制了其功能发挥。为了对lmwg的强度进行提高，将其制备成双网络杂化凝胶(dn)是一种相对较简单高效的物理方法，迄今为止，利用该简单方法制备高负载dox载药凝胶的工作尚未见报道。
技术实现要素：4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种阿霉素药物的高浓度负载凝胶及其制备方法，制备出负载量大、负载量高度可控、可注射的双网络杂化的阿霉素盐酸盐载药凝胶。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
6.一种阿霉素药物的高浓度负载凝胶的制备方法，具体包括以下步骤：
7.步骤1，将fmoc-f溶于dmso中，搅拌均匀，得到浓度为10～20wt％的fmoc-f的dmso溶液；
8.将alg溶于水中，加热搅拌至完全溶解，得到浓度为2～4wt％alg水溶液；
9.将dox分别溶于dmso和h2o中，得到浓度为50～100mg/ml的dox的dmso前驱液，和浓度为50～100mg/ml的dox的h2o前驱液；
10.步骤2，将0～0.15ml步骤1制备的dox的dmso前驱液与0.05～0.1ml步骤1制备的fmoc-f的dmso溶液进行预混，得到fmoc-f/dox的dmso前驱液；将0～0.45ml步骤1制备的dox的h2o前驱液加入fmoc-f/dox的dmso前驱液中；
11.其中，dox的dmso前驱液和dox的h2o前驱液的加入量不同时为0；
12.步骤3，将0.25～0.5ml步骤1制备的alg水溶液进一步加入到步骤2制备的前驱液中，完成双组分的混合，得到semi-dn-dox；
13.步骤4，向上述semi-dn-dox中滴入0.1ml的1～2mol/l的ca
2+
溶液，进行离子触发第二网络ca-alg，制得最终的载药凝胶dn-dox。
14.本发明还具有以下技术特征：
15.优选的，向所述的步骤1至步骤4的凝胶制备过程中补充0～0.15ml dmso或0～0.45ml h2o使得dmso相总量与h2o相总量的体积比为2/8。
16.优选的，所述的fmoc-f和alg的终浓度及比例为(1～2)：(1～2)(wt％：wt％)。
17.优选的，所述的步骤1中的加热搅拌方式为70～90℃下磁力搅拌5～10小时。
18.优选的，步骤4中所述的ca
2+
溶液以浓度为1～2mol/l的cacl2的水溶液的形式加入。
19.本发明还保护一种如上所述的方法制备的阿霉素药物的高浓度负载凝胶，所述的dox的总负载量为0.5～60mg/ml。
20.本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：
21.本发明采用“一锅法”快速制备的阿霉素药物的高浓度负载凝胶，以9-芴基甲氧基羰基-l-苯丙氨酸(fmoc-f)作为第一网络，以海藻酸钠(sodium alginate，alg)作为第二网络胶凝剂，采用形成杂化双网络凝胶(dn)的方式对小分子胶凝剂(lmwg)进行材料的强度和粘弹性改善，以阿霉素(dox)预溶解于二甲基亚砜(dmso)或水后在“一锅煮”体系中共组装的方式，完成dox的快速稳定负载，本发明通过优化载药凝胶的自组装过程，简化了dox的负载过程，有效降低dox的负载难度、大幅提高dox的负载率，负载量最高可达60mg/ml，负载率最高可达75％，且通过将广谱癌症化疗药物阿霉素盐酸盐(dox)预溶解在前驱液中后参与凝胶完成其无损负载过程，负载过程高度可控，载体量低降解负担小，且具有可注射的良好特性，具有良好的发展前景；制备方法简单经济，未涉及复杂、毒性大、能耗大的化学合成或负载过程；
22.本发明的载药凝胶的载体为小分子胶凝剂(lmwg)9-芴基甲氧基羰基-l-苯丙氨酸(fmoc-f)和聚合物胶凝剂(pg)海藻酸钠(alg)杂化双网络凝胶(dn)，结合了lmwg对小分子药物的负载优势和pg的凝胶稳定性高优势，且无毒可降解；
23.本发明实现高负载的关键在于药物分子不仅存在于网络间隙中，更重要的是参与了凝胶网络的构建，反应体系中fmoc-f提供了一个自组装的环境，而dox能够有效参与凝胶的自组装形成过程，进一步alg起到结构支撑的作用，实现dox的大量、无损、可控负载。
附图说明
24.图1是本发明高浓度负载dn-dox的凝胶制备流程图；
25.图2是实施例1制备的dn-dox凝胶中倒置显微镜明场观察的dox分布状况；
26.图3是实施例1制备的dn-dox凝胶中倒置显微镜暗场观察的dox分布状况；
27.图4是实施例1制备的dn-dox凝胶中倒置显微镜明场暗场合并观察的dox分布状况；
28.图5是本发明实施例1制备的载药凝胶的触变流变特性图。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施例对本发明的具体内容做进一步解释说明，原料均为分析纯，制备步骤均参考图1。
30.实施例1：
31.步骤1，制备胶凝剂和药物的前驱液，包括20wt％的fmoc-f的dmso溶液，在80℃下搅拌5h制备的4wt％的alg水溶液，100mg/ml的dox的dmso前驱液，以及100mg/ml的dox的h2o溶液；
32.步骤2，取50μl fmoc-f的dmso溶液，150μl dox的dmso溶液，搅拌均匀，得到fmoc-f/dox的dmso前驱液；
33.步骤3，将450μl dox的h2o溶液，加入上述fmoc-f/dox的dmso前驱液中；
34.步骤4，搅拌状态下逐滴加入250μl alg的水溶液，得到semi-dn-dox；
35.步骤5，停止搅拌滴入100μl 2mol/l的ca
2+
水溶液，静置成胶，制得fmoc-f含量1wt％，alg的含量为1wt％，dox的总负载量为60mg/ml的dn-dox。
36.如图2-4所示，采用倒置显微镜(flm，dmirb，20x)观察实施例1中的载药凝胶，dox可以发出绿色荧光，可以看出，形成的载药纤维中存在大量荧光，证明大量的dox分子组装进入到了凝胶纤维中，且分布均匀。
37.如图5所示，对上述实施例1中的载药凝胶进行触变特性测试，采用mcr302旋转流变仪，0.1％应变保持100s—350％应变保持100s—0.1％应变保持100s，可以看出在100％的应变负载下，能够瞬间切换至流体状态，具有灵敏的触变特性，当去掉外部负载后，能够逐渐恢复其弹性模量，因此该高浓度负载的凝胶具有优异的结构恢复特性。
38.实施例2：
39.步骤1，制备胶凝剂和药物的前驱液，包括20wt％的fmoc-f的dmso溶液，在80℃下搅拌5h制备的4wt％的alg水溶液，100mg/ml的dox的dmso前驱液，以及100mg/ml的dox的h2o溶液；
40.步骤2，取100μl fmoc-f的dmso溶液，100μl dox的dmso溶液，搅拌均匀，得到fmoc-f/dox的dmso前驱液；
41.步骤3，将400μl dox的h2o溶液，加入上述fmoc-f/dox的dmso前驱液中；
42.步骤4，搅拌状态下逐滴加入250μl alg的水溶液，加入50μl水，得到semi-dn-dox；
43.步骤5，停止搅拌滴入100μl 2mol/l的ca
2+
水溶液，静置成胶，值得fmoc-f含量2wt％，alg的含量为1wt％，dox的总负载量为50mg/ml的dn-dox。
44.实施例3：
45.步骤1，制备胶凝剂和药物的前驱液，包括20wt％的fmoc-f的dmso溶液，在80℃下搅拌5h制备的4wt％的alg水溶液，100mg/ml的dox的dmso前驱液，以及100mg/ml的dox的h2o溶液；
46.步骤2，取50μl fmoc-f的dmso溶液，150μl dox的dmso溶液，搅拌均匀，得到fmoc-f/dox的dmso前驱液；
47.步骤3，将450μl的h2o，加入上述fmoc-f/dox的dmso前驱液中；
48.步骤4，搅拌状态下逐滴加入250μl alg的水溶液，得到semi-dn-dox；
49.步骤5，停止搅拌滴入100μl 2mol/l的ca
2+
水溶液，静置成胶，值得fmoc-f含量
1wt％，alg的含量为1wt％，dox的总负载量为15mg/ml的dn-dox。
50.实施例4：
51.步骤1，制备胶凝剂和药物的前驱液，包括20wt％的fmoc-f的dmso溶液，在80℃下搅拌5h制备的4wt％的alg水溶液，100mg/ml的dox的dmso前驱液，以及100mg/ml的dox的h2o溶液；
52.步骤2，取50μl fmoc-f的dmso溶液，150μl空白dmso溶液，搅拌均匀，得到fmoc-f的dmso前驱液；
53.步骤3，将450μl dox的h2o溶液，加入上述fmoc-f/dox的dmso前驱液中；
54.步骤4，搅拌状态下逐滴加入250μl alg的水溶液，得到semi-dn-dox；
55.步骤5，停止搅拌滴入100μl 2mol/l的ca
2+
水溶液，静置成胶，制得fmoc-f含量1wt％，alg的含量为1wt％，dox的总负载量为45mg/ml的dn-dox。
56.实施例5：
57.步骤1，制备胶凝剂和药物的前驱液，包括20wt％的fmoc-f的dmso溶液，在80℃下搅拌5h制备的4wt％的alg水溶液，100mg/ml的dox的dmso前驱液，以及100mg/ml的dox的h2o溶液；
58.步骤2，取100μl fmoc-f的dmso溶液，100μl dox的dmso溶液，搅拌均匀，得到fmoc-f的dmso前驱液；
59.步骤3，将200μl h2o，加入上述fmoc-f/dox的dmso前驱液中；
60.步骤4，搅拌状态下逐滴加入500μl alg的水溶液，得到semi-dn-dox；
61.步骤5，停止搅拌滴入100μl 2mol/l的ca
2+
水溶液，静置成胶，值得fmoc-f含量1wt％，alg的含量为2wt％，dox的总负载量为10mg/ml的dn-dox。
62.实施例6：
63.步骤1，制备胶凝剂和药物的前驱液，包括15wt％的fmoc-f的dmso溶液，在70℃下搅拌10h制备的3wt％的alg水溶液，50mg/ml的dox的dmso前驱液，以及50mg/ml的dox的h2o溶液；
64.步骤2，取80μl fmoc-f的dmso溶液，120μl dox的dmso溶液，搅拌均匀，得到fmoc-f/dox的dmso前驱液；
65.步骤3，将300μl dox的h2o溶液，加入上述fmoc-f/dox的dmso前驱液中；
66.步骤4，搅拌状态下逐滴加入400μl alg的水溶液，得到semi-dn-dox；
67.步骤5，停止搅拌滴入100μl 1mol/l的ca
2+
水溶液，静置成胶，制得fmoc-f含量1.2wt％，alg的含量为1.2wt％，dox的总负载量，21mg/ml的dn-dox。
68.实施例7：
69.步骤1，制备胶凝剂和药物的前驱液，包括10wt％的fmoc-f的dmso溶液，在90℃下搅拌6h制备的2wt％的alg水溶液，80mg/ml的dox的dmso前驱液，以及80mg/ml的dox的h2o溶液；
70.步骤2，取150μl fmoc-f的dmso溶液，50μl dox的dmso溶液，搅拌均匀，得到fmoc-f/dox的dmso前驱液；
71.步骤3，将200μl的水，加入上述fmoc-f/dox的dmso前驱液中；
72.步骤4，搅拌状态下逐滴加入500μl alg的水溶液，得到semi-dn-dox；
73.步骤5，停止搅拌滴入100μl 1.5mol/l的ca
2+
水溶液，静置成胶，制得fmoc-f含量1.5wt％，alg的含量为1wt％，dox的总负载量为0.5mg/ml的dn-dox。
74.为以上所述仅为本发明的部分实施方式，不是全部的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。
技术特征：1.一种阿霉素药物的高浓度负载凝胶的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1，将fmoc-f溶于dmso中，搅拌均匀，得到浓度为10～20wt％的fmoc-f的dmso溶液；将alg溶于水中，加热搅拌至完全溶解，得到浓度为2～4wt％alg水溶液；将dox分别溶于dmso和h2o中，得到浓度为50～100mg/ml的dox的dmso前驱液，和浓度为50～100mg/ml的dox的h2o前驱液；步骤2，将0～0.15ml步骤1制备的dox的dmso前驱液与0.05～0.1ml步骤1制备的fmoc-f的dmso溶液进行预混，得到fmoc-f/dox的dmso前驱液；将0～0.45ml步骤1制备的dox的h2o前驱液加入fmoc-f/dox的dmso前驱液中；其中，dox的dmso前驱液和dox的h2o前驱液的加入量不同时为0；步骤3，将0.25～0.5ml步骤1制备的alg水溶液进一步加入到步骤2制备的前驱液中，完成双组分的混合，得到semi-dn-dox；步骤4，向上述semi-dn-dox中滴入0.1ml的1～2mol/l的ca
2+
溶液，进行离子触发第二网络ca-alg，制得最终的载药凝胶dn-dox。2.如权利要求1所述的阿霉素药物的高浓度负载凝胶的制备方法，其特征在于，向所述的步骤1至步骤4的凝胶制备过程中补充0～0.15ml dmso或0～0.45ml h2o使得dmso相总量与h2o相总量的体积比为2/8。3.如权利要求2所述的阿霉素药物的高浓度负载凝胶的制备方法，其特征在于，所述的fmoc-f和alg的终浓度及比例为(1～2)∶(1～2)(wt％∶wt％)。4.如权利要求1所述的阿霉素药物的高浓度负载凝胶的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中的加热搅拌方式为70～90℃下磁力搅拌5～10小时。5.如权利要求1所述的阿霉素药物的高浓度负载凝胶的制备方法，其特征在于，步骤4中所述的ca
2+
溶液以浓度为1～2mol/l的cacl2的水溶液的形式加入。6.一种如权利要求1至5中任一项所述的方法制备的阿霉素药物的高浓度负载凝胶，其特征在于，所述的dox的总负载量为0.5～60mg/ml。
技术总结本发明公开了一种阿霉素药物的高浓度负载凝胶及其制备方法，由杂化双网络凝胶载体和目标药物阿霉素盐酸盐在“一锅煮”体系中共组装形成；杂化双网络凝胶包含小分子胶凝剂组分9-芴基甲氧基羰基-L-苯丙氨酸，以及聚合物胶凝剂组分海藻酸钠，以广谱癌症化疗药物阿霉素为负载目标，将其预溶解在不同的前驱液中，然后逐步加入，参与凝胶网络的组装形成过程，实现高浓度DOX药物的可控负载，所述负载量最高可达60mg/mL，负载率最高可达75％，本发明所述制备方法简单经济，未涉及复杂、毒性大、能耗大的化学合成或负载过程，所制载药凝胶DOX负载量大、负载量高度可控、载体量低降解负担小，且具有可注射的良好特性，具有良好的发展前景。具有良好的发展前景。具有良好的发展前景。
技术研发人员：杨鸿辉 赵程程 石博方 王熖瑶 延卫
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：2022.05.17
技术公布日：2022/7/5
