一种可注射型等离子体活化水凝胶及其制备方法

文档序号:1900361 发布日期:2021-11-30 浏览:6次 >En<

阅读说明:本技术 一种可注射型等离子体活化水凝胶及其制备方法 (Injectable plasma activated hydrogel and preparation method thereof ) 是由 张�浩 胥胜多 刘定新 郭莉 张基珅 于 2021-08-20 设计创作,主要内容包括:一种可注射型等离子体活化水凝胶及其制备方法,包括:水凝胶材料和溶液,水凝胶材料和溶液按照质量比1:5进行混合,水凝胶材料为(聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸)n聚合物。本发明采用等离子体活化处理温敏水凝胶溶液,在不改变该水凝胶原有良好生物相容性基础上引入大量活性粒子;同时,等离子体活化水凝胶可在病灶部位持续发挥作用,相较于等离子体活化水,有效延长了水凝胶中的活性粒子的寿命,且克服了等离子体活化水具有流动性的缺点,提升了等离子体的医学应用潜力。(An injectable plasma activated hydrogel and a preparation method thereof, comprising the following steps: the hydrogel material and the solution are mixed according to the mass ratio of 1:5, and the hydrogel material is a (polylactic acid-polyethylene glycol-polylactic acid) n polymer. According to the invention, the temperature-sensitive hydrogel solution is subjected to plasma activation treatment, and a large number of active particles are introduced on the basis of not changing the original good biocompatibility of the hydrogel; meanwhile, the plasma activated hydrogel can continuously play a role in a focus part, compared with plasma activated water, the service life of active particles in the hydrogel is effectively prolonged, the defect that the plasma activated water has fluidity is overcome, and the medical application potential of the plasma is improved.)

一种可注射型等离子体活化水凝胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及大气压冷等离子体技术领域,特别涉及一种可注射型等离子体活化水凝胶及其制备方法。

背景技术

等离子体是物质除固、液、气外的第四种状态。大气压环境下产生的低温等离子体生成中含有多种活性粒子,这些活性粒子具有灭菌、抗癌、促进伤口愈合等生物医学效应。尽管低温等离子体展现出了巨大的医学应用潜力,但其活性粒子的穿透性很弱,衰减快,导致等离子体难以直接应用于机体深处病灶的持续性治疗。等离子体活化水虽然可作为活性粒子的一种媒介突破穿透深度限制,但等离子体活化水随体液循环的流动性又使得其难以持续性作用于同一病灶部位。上述等离子体技术的缺陷使其在医学领域的应用受限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可注射型等离子体活化水凝胶及其制备方法,以解决上述问题。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种可注射型等离子体活化水凝胶,包括:水凝胶材料和溶液,水凝胶材料和溶液按照质量比1:5进行混合,水凝胶材料为(聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸)n聚合物。

进一步的,水凝胶材料为(聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸)200、(聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸)185或(聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸)205。

进一步的,溶液为医用纯化水、缓冲液或生理盐水。

进一步的,一种可注射型等离子体活化水凝胶的制备方法,包括以下步骤:

步骤1,通过水凝胶材料与溶液混合搅拌至完全溶解以制备水凝胶溶液;

步骤2,对制备得到的水凝胶溶液进行等离子体活化处理,产生等离子体活化水凝胶溶液;

步骤3,等离子体活化水凝胶溶液在温度上升至相变温度时,水凝胶溶液发生胶凝作用,由溶液态自发转化为凝胶态。

进一步的,步骤1中,混合搅拌采用磁力搅拌器。

进一步的,步骤2中,产生等离子体的放电方式为大气压冷等离子体放电,包括介质阻挡放电、电晕放电、滑动电弧放电或射流放电。

进一步的,步骤3中,相变温度为水凝胶在溶液态向凝胶状转化的临界温度值。

进一步的,步骤3中,相变温度为人体正常体温值。

与现有技术相比,本发明有以下技术效果:

本发明采用等离子体活化处理温敏水凝胶溶液,在不改变该水凝胶原有良好生物相容性基础上引入大量活性粒子;同时,等离子体活化水凝胶可在病灶部位持续发挥作用,相较于等离子体活化水,有效延长了水凝胶中的活性粒子的寿命,且克服了等离子体活化水具有流动性的缺点,提升了等离子体的医学应用潜力。另外,等离子体活化水凝胶可同时作为一种药物缓释载体,在临床应用过程中适用于多种场景。

附图说明

通过阅读下文优选的

具体实施方式

中的详细描述,本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。显而易见地,下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,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的附图。

在附图中:

图1是根据本发明一个实施例的可注射型等离子体活化水凝胶制备方法示意图。

图2是根据本发明一个实施例的注射等离子体活化水凝胶用于癌症临床治疗示意图。

图3是等离子体活化胶体外抗癌效果图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是,在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解,技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式,然所述描述乃以说明书的一般原则为目的,并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本发明实施例的理解,下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明,且各附图并不构成对本发明实施例的限定。

本发明涉及一种可注射型等离子体活化水凝胶制备方法。本发明所用的凝胶材料成分为(聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸)n聚合物,在制备可注射型等离子体活化水凝胶时,首先在室温条件下(约25℃)将凝胶材料与溶液混合制成特定浓度的水凝胶溶液;随后使用低温等离子体装置对水凝胶溶液进行活化处理,制得等离子体活化水凝胶溶液;最后将等离子体活化水凝胶溶液注射进机体内病灶部位,其会在体温条件下(约35℃)发生胶凝作用,转变为凝胶态,并最终在病灶部位逐步降解,凝胶具有生物医学效应。制备等离子体活化水凝胶时,首先向容器内加入溶液和凝胶材料,两者充分混合获得水凝胶溶液;随后使用低温等离子体装置对该水凝胶溶液进行活化处理,即可制备出所述等离子体活化水凝胶溶液;最后,通过向机体病灶部位注射等离子体活化水凝胶溶液,使其在体温作用下达到相变温度,发生胶凝作用,等离子体活化水凝胶溶液最终转化为等离子体活化水凝胶。等离子体活化水凝胶中含有种类丰富的等离子体活性粒子,在机体内发挥生物医学效应,有望在医疗领域得到广泛应用。

为了更好地理解,如图1所示,

实施例1:

一种可注射型等离子体活化水凝胶制备方法,其包括,水凝胶溶液,由水凝胶材料与溶液充分混合制备而成;水凝胶材料和溶液按照质量比1:5进行混合,水凝胶材料为(聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸)200。

等离子体活化处理步骤,由等离子体活化装置处理水凝胶溶液,产生等离子体活化水凝胶溶液;

等离子体活化水凝胶由溶液态向凝胶态转化,为等离子体活化水凝胶溶液在温度上升至相变温度时,水凝胶溶液发生胶凝作用,由溶液态自发转化为凝胶态。

实施例2:

一种可注射型等离子体活化水凝胶制备方法,其包括,水凝胶溶液,由水凝胶材料与溶液充分混合制备而成;水凝胶材料和溶液按照质量比1:5进行混合,水凝胶材料为(聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸)185。

等离子体活化处理步骤,由等离子体活化装置处理水凝胶溶液,产生等离子体活化水凝胶溶液;

等离子体活化水凝胶由溶液态向凝胶态转化,为等离子体活化水凝胶溶液在温度上升至相变温度时,水凝胶溶液发生胶凝作用,由溶液态自发转化为凝胶态。

实施例3:

一种可注射型等离子体活化水凝胶制备方法,其包括,水凝胶溶液,由水凝胶材料与溶液充分混合制备而成;水凝胶材料和溶液按照质量比1:5进行混合,水凝胶材料为(聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸)205。

等离子体活化处理步骤,由等离子体活化装置处理水凝胶溶液,产生等离子体活化水凝胶溶液;

等离子体活化水凝胶由溶液态向凝胶态转化,为等离子体活化水凝胶溶液在温度上升至相变温度时,水凝胶溶液发生胶凝作用,由溶液态自发转化为凝胶态。

本发明综合了等离子体和温敏水凝胶的优点。所制得的等离子体活化水凝胶在不改变该水凝胶原有良好生物相容性基础上引入大量活性粒子;同时,等离子体活化水凝胶可在病灶部位持续发挥作用,相较于等离子体活化水,有效延长了水凝胶中的活性粒子的寿命,且克服了等离子体活化水具有流动性的缺点,提升了等离子体的医学应用潜力。另外,等离子体活化水凝胶可同时作为一种药物缓释载体,实现活性粒子与药物分子的协同作用,在临床应用过程中适用于多种场景。

所述的可注射型等离子体活化水凝胶制备方法的优选实施例中,如图1所示,所述的温度敏感型水凝胶溶液,是由容器内的溶液与加入的水凝胶材料充分混合而成。

更优的,所述溶液包括医用纯化水、缓冲液、生理盐水等。

更优的,制备温度敏感型水凝胶溶液时,可选用磁力搅拌器混合溶液与加入容器的水凝胶材料。

所述的可注射型等离子体活化水凝胶制备方法的优选实施例中,所述的等离子体活化处理步骤,由等离子体活化装置处理水凝胶溶液,产生等离子体活化水凝胶溶液,产生等离子体的放电方式为大气压冷等离子体放电,包括介质阻挡放电、电晕放电、滑动电弧放电、射流放电等;

所述的可注射型等离子体活化水凝胶制备方法的优选实施例中,所述可注射型等离子体活化水凝胶由溶液态转化为凝胶态,为溶液温度到达相变温度时凝胶的自发胶凝作用,可发生在等离子体活化水凝胶溶液注射进入机体时,此时等离子体活化水凝胶溶液迅速在体表或体内转化为可被机体降解的凝胶。

所述的可注射型等离子体活化水凝胶制备方法的优选实施例中,所述的水凝胶材料为生物相容性较好、可在机体内降解且对温度敏感的高分子材料,如(聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸)n聚合物材料等。

所述的可注射型等离子体活化水凝胶制备方法的优选实施例中,在温度低于所述相变温度时,水凝胶溶液保持溶液态不会自发转化为凝胶态,当其温度达到相变温度时,水凝胶会由溶液态转化为凝胶态,水凝胶内的等离子体活性粒子在扩散作用和水凝胶降解的推动下,从水凝胶内部平稳释放,从而达到长效缓释的治疗效果。

所述的可注射型等离子体活化水凝胶制备方法的优选实施例中,所述的相变温度,为水凝胶在溶液态与凝胶状相互转化的临界温度值,该相变温度与水凝胶材料种类、分子量等因素相关,如特定分子量的(聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸)n聚合物材料溶解制得的水凝胶溶液,其相变温度接近人体正常体温值,即35℃左右。

如图2所示,根据本发明一个实施例,注射等离子体活化水凝胶溶液用于癌症治疗。将可注射型等离子体活化水凝胶溶液注射到患者癌变病灶部位,以实现持续性局部抗癌治疗效果。

可选的,使用等离子体活化水凝胶结合外科手术用于癌症临床治疗。手术切除肿瘤病灶后,填充可注射型等离子体活化水凝胶至术后刀口处,缝合并包扎伤口,以实现抑制术后肿瘤原位复发的效果。

如图3所示,根据本发明一个实施例,使用等离子体活化水凝胶抑制体外培养的3D膀胱癌肿瘤模型(T24细胞),观察活化水凝胶对肿瘤细胞生长的抑制情况。结果表明,等离子体活化水凝胶能有效抑制癌细胞的生长,且随等离子体活化强度增长,对癌细胞的抑制效应越强。

能够理解,采用所述制备方法制备出的可注射型等离子体活化水凝胶,其用于医疗领域。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理,但是,需要指出的是,在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制,不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例都必须具备的。另外,上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用,而非限制,上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外,此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例,但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

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