一种新型磁性复合水凝胶、制备方法及其应用

1.本发明涉及复合材料制备技术领域，具体涉及一种新型磁性复合水凝胶、制备方法及其应用。


背景技术：

2.根据国际癌症研究机构研究，肝癌的发病率位居世界第六位，死亡率位居世界第三位，手术切除一线治疗仍然是肝癌的首选治疗方式之一，但是其存在缺点不可忽视:1、肝癌发病隐匿、进展较快，多数患者一经发现已属于中晚期阶段，无法手术切除；2、手术切除复发率极高；3、术中失血造成手术风险增加，传统止血方式无法满足，传统的机械止血技术和热止血技术在肝癌手术中限制了手术中的大量失血或延长的手术时间，这增加了感染的风险和对健康组织的损害。对于无法切除的肝癌，经皮局部热消融应用广泛，以微波热消融和射频消融为主，但是其温度较高，易伤害正常组织，无法用于临近重要组织的肿瘤治疗。单一治疗手段难以取得理想治疗效果。临床肝癌治疗指南明确指出综合治疗是用于肝癌治疗的理想治疗手段。因此，为推动肝癌综合治疗手段的研究与应用，开发出可同时满足早期肝癌切除后防复发及不可切除肝癌热消融需求的新材料迫在眉睫。
3.以磁性纳米颗粒介导的磁热疗(mht)具有不受组织穿透深度的限度，具有靶向性，可远程控制等特点，已被批准用于脑胶质细胞瘤、前列腺癌的临床治疗并取得成功，有望成为肝癌治疗的新手段。但是，在磁热疗过程中向肿瘤部位直接注射单分散磁性纳米颗粒溶液会导致纳米材料的泄漏，并扩散至肿瘤周围正常组织中形成异常积聚。研究者将磁性纳米颗粒载入具有三维网络结构的水凝胶体系中，构建了具有磁热功能的磁性水凝胶，实现了磁性纳米颗粒在肿瘤部位的长期、稳定滞留，提高了肿瘤治疗效率。化学交联制备的磁性水凝胶具有良好的力学强度，但注射性能较差，难以结合临床微创注射治疗方式，如经皮注射热消融治疗；另外，化学交联剂和催化剂的残留降低了水凝胶的生物安全性。传统物理交联磁性水凝胶具有良好的生物安全性，然而通过静电作用、氢键等形成的凝胶网络机械强度较弱且多数缺乏组织粘附性和止血性能，难以满足肝癌术后防复发的治疗需求。
4.鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于解决现阶段大多数磁性水凝胶因缺乏生物安全性、机械强度、可注射性、组织粘附性及止血性能，而难以满足肝癌切除后防复发及不可切除肝癌热消融的综合治疗需求的问题，提供了一种新型磁性复合水凝胶、制备方法及其应用。
6.为了实现上述目的，我们开发了一种新型磁性复合水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
7.s1，将云母粉剥离成单层或少层云母片后，与乙酰丙酮铁、三缩四乙二醇通过高温热分解反应，在云母纳米片上原位生长四氧化三铁纳米颗粒，得到磁性云母纳米片；
8.s2，将壳聚糖用乙酸搅拌均匀后，用鼓泡法除氧后与没食子酸反应，得到没食子
酸-壳聚糖；
9.s3，将步骤s1中得到的磁性云母纳米片和步骤s2中得到的没食子酸-壳聚糖混合，混合均匀后静置，得到磁性复合水凝胶。
10.所述步骤s1云母片和乙酰丙酮铁的质量比为1：1。
11.所述步骤s2中壳聚糖和没食子酸的质量比为1.5：1。
12.所述步骤s2中壳聚糖通过鼓泡法进行除氧，具体步骤如下
13.s21，将壳聚糖溶解均匀后，装在三口烧瓶中，一头接氮气瓶，一头接油封；
14.s22，打开氮气用长针头插入液面以下进行鼓吹氮气，同时将壳聚糖中的空气通过油封排出。
15.所述步骤s3中的磁性云母纳米片和没食子酸-壳聚糖总质量为50mg，磁性云母纳米片和没食子酸-壳聚糖质量比为4：1～1：4。
16.本发明还公开了采用上述制备方法制得的新型磁性复合水凝胶以及这种新型磁性复合水凝胶在制备肝癌切除后防复发药物及不可切除肝癌热消融药物中的应用。
17.本发明以贻贝为灵感的没食子-酸壳聚糖交联磁性纳米云母片(cgfm)水凝胶，通过壳聚糖(cs)接枝没食子酸(ga)和磁性纳米云母片(fm)的协同物理和化学相互作用制备的新型磁性水凝胶。磁性纳米云母片上四氧化三铁纳米颗粒和没食子酸-壳聚糖上的酚羟基的动态配位交联提高了水凝胶的结构稳定性，且具有可逆性，在不牺牲水凝胶注射性能的前提下，提高了水凝胶的机械性能，克服了单一没食子酸-壳聚糖聚合物成胶后机械性能较弱的缺点。此外，磁性云母纳米片能够均匀的分布在水凝胶结构中，对水凝胶骨架起到支撑作用，从而提高cgmf的机械强度。磁性云母纳米片具有高效的磁-热转换能力，使得水凝胶具有良好的磁热性能，赋予cgmf磁热杀伤肿瘤的能力；云母片上表面的负电荷分布可以激活血小板/红细胞的凝血功能，赋予水凝胶优异的止血性能。没食子酸-壳聚糖具有良好的组织粘附性，赋予cgmf优异的湿组织粘附能力，使cgmf能够长久的粘附在肝脏表面，可以多次磁热，提高肿瘤治疗效果。
18.与现有技术比较本发明的有益效果在于：
19.1、本发明制备的新型磁性水凝胶cgmf中磁性云母纳米片上的四氧化三铁纳米颗粒和没食子酸-壳聚糖聚合物上的酚羟基动态配位交联，动态配位键具有可逆性，在不牺牲水凝胶注射性能的前提下，提高了水凝胶的机械性能，克服了单一没食子酸-壳聚糖聚合物成胶后机械性能较弱的缺点，同时又赋予了所制备水凝胶磁热、止血和抗菌性能。此外，磁性云母纳米片能够均匀的分布在水凝胶结构中，对水凝胶骨架起到支撑作用，进一步提高cgmf的机械强度；
20.2、本发明制备的新型磁性水凝胶cgmf具有良好的磁热性能和止血性能，磁性云母纳米片具有高效的磁-热转换能力，赋予cgmf磁热杀伤肿瘤的能力；云母片上表面的负电荷分布可以激活血小板/红细胞的凝血功能，提高了凝血能力；
21.3、本发明制备的新型磁性水凝胶cgmf具有良好的湿组织粘附性，可持久粘附肝脏表面，封闭肝癌切缘，减少术中失血；
22.4、cgmf磁性水凝胶制备方法简单，制备条件温和，所含组装基元(云母片、四氧化三铁纳米颗粒、壳聚糖、没食子酸)均为已获批的临床药物或药用辅料，生物安全性高；本发明提供的cgmf磁性水凝胶对小鼠皮下肝癌及新西兰兔原位肝癌均表现出优异的磁热治疗
效果，具有较高的临床和市场应用潜力；
23.5、本发明中多功能化的新型磁性水凝胶可以有效地粘附组织、改善凝血、磁热治疗、可注射等，该磁性水凝胶各种功能的结合有助于肝癌术后止血的加强，更好的适用于肝癌切除后防复发治疗及不可切除肝癌热消融的综合治疗。
附图说明
24.图1为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶的磁性纳米片基础表征，(a)磁性云母纳米片(fm)透射电子显微镜图片，(b)磁性云母纳米片的xrd图谱，(c)磁性云母纳米片的粒径分布图，(d)磁性云母纳米片的电位图。说明磁性云母纳米片上有均匀修饰的fe3o4纳米颗粒；
25.图2为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶的聚合物基础表征，(a)没食子酸-壳聚糖(cg)的紫外可见光光谱，(b)cg在0-8ppm范围内的核磁图谱；
26.图3为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶的不同比例成胶表征，是不同掺杂含量的cgmf水凝胶的倒置成胶图，从左到右分别是没食子酸-壳聚糖的含量依次减少，磁性云母纳米片的含量依次增加，没食子酸-壳聚糖和磁性纳米云母片的比例分别为4:1、2:1、1:1、1:2、1:4。
27.图4为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶的基础表征，(a)扫描电子显微镜以及元素分布图，(b)云母纳米片、磁性云母纳米片以及磁性水凝胶的x射线光电子能谱(xps)，(c)没食子酸-壳聚糖和磁性水凝胶的红外图谱。
28.图5为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶没食子酸-壳聚糖和磁性纳米云母片不同比例在频率扫描模式下的流变学分析，(a)纯没食子酸水凝胶和五种比例水凝胶的g’、g”分析图，(b)纯没食子酸水凝胶和五种比例水凝胶的g’、g”的平均值大小比较，(c)不同掺杂量的cgmf水凝胶剪切减薄行为流变学分析，(d)不同针头尺寸的注射力性能分析以及注射实物图；
29.图6为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶的功能性表征，(a)cgmf在猪皮和猪肝上的湿粘性能照片，(b)不同掺杂含量下cgmf的粘附性能，(c)不同掺杂含量下cgmf的平均粘接性能，(d)cgmf在猪肝上的湿粘性能照片；
30.图7为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶的cgmf的光热温度和磁热温度的比较，(a)不同掺杂含量的cgmf在交变磁场下的红外热像图，(b)不同掺杂含量的cgmf在交变磁场下的红外热像图，(c)在交变磁场下皮下注射cgmf，注射部位无或有猪肉组织覆盖的小鼠红外热像图，(d)近红外照射下皮下注射cgmf，注射部位无或有猪肉组织覆盖的小鼠红外热像图，(e，f)热电偶记录的cgmf在(c)和(d)的相对温度变化曲线，cgmf中fe3o4的浓度为4mg fe/ml；
31.图8为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶的体外止血性能，(a)不同材料在去离子水中的混凝效果照片，静置5分钟后测量上清液的光密度值，(b)血细胞与不同材料相互作用的sem图像；
32.图9为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶的体内止血性能，(a)大鼠肝脏止血过程照片。混合水凝胶止血时间在30s左右，明显少于对照组，(b)大鼠肝脏止血实验典型带血滤纸及不同治疗组大鼠失血量实物图；
33.图10为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶的体内止血性能，(a)大鼠肝脏止血时间，(b)肝上清冲洗止血后od值，(c)各组大鼠止血后14天的cgmf、h&e图像及肝组织创面切片；
34.图11为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶的体内疗效评价，(a)小鼠暴露于交变磁场后的红外热像图，(b)小鼠相应的温度变化，(c)h22荷瘤小鼠经各种治疗后的肿瘤生长曲线；
35.图12为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶的体内疗效评价，(a)三组治疗后切除肿瘤重量及图像，(b)各治疗组第14天肿瘤切片的h&e染色和tnfα分析，比例尺:100μm，(c)tnfα染色图像的蓝色荧光总数，(*p《0.05；**p《0.01；***p《0.001)；
36.图13为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶超声引导下经皮穿刺联合磁疗治疗深部肿瘤，图是超声引导穿刺介入示意图；
37.图14为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶超声引导下经皮穿刺联合磁疗治疗深部肿瘤，(a)b超显示cgmf水凝胶治疗肿瘤细胞完全消融，(b)治疗后肝脏组织的实物图像，(c)14天后治疗组与非治疗组肿瘤体积和大小比较；
38.图15为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶超声引导下经皮穿刺联合磁疗治疗深部肿瘤，(a)各治疗组第14天肿瘤切片的h&e染色和tnfα切片分析，比例尺:100μm，(b)tnfα染色图像的蓝色荧光总数；
39.图16为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶对肝癌术后治疗的体内抗复发疗效评价，(a)小鼠暴露于交变磁场后的红外热像图和(b)相应的温度变化；
40.图17为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶对肝癌术后治疗的体内抗复发疗效评价，(a)各组14天的复发率和(b)肿瘤复发体积，(c)各组14天点肿瘤重量，14天点各组肿瘤组织插入实物图像，比例尺：1cm(红色圆圈表示无复发)；
41.图18为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶对肝癌术后治疗的体内抗复发疗效评价，(a)第14天复发肿瘤切片的h&e染色和tnfα肿瘤切片分析，比例尺：100μm，(b)tnfα发染色图像的蓝色荧光总数，(圆圈表示无复发)；
42.图19为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶腹腔镜下微创手术观察cgmf水凝胶加交变磁场对3个原位vx2肝肿瘤模型的抗复发效果，(a)兔vx 2肿瘤ct图像，(b)将cgmf水凝胶应用于腹腔镜下切除的vx2肿瘤边缘，腹腔镜下切除vx2肿瘤后，用标准临床9～21号入路针向肿瘤边缘注射cgmf溶液，(c)cgmf水凝胶加交变磁场治疗10天后兔肝脏代表性ct照片及h&e图像，局部未见肿瘤复发；
43.图20为本发明实施例中新型磁性复合水凝胶抗菌性能分析图，(a)是菌板实物图，(b)是抑菌圈大小柱状图。
具体实施方式
44.以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
45.实施例1
46.1、没食子酸-壳聚糖的制备
47.将2g壳聚糖溶于100ml的diw中，加入800μl的冰醋酸，搅拌24h后至完全溶解备用。将搅拌均匀的壳聚糖加入250ml的两口烧瓶，加入磁子后将搅拌均匀的壳聚糖加入两口烧
瓶中。通过鼓泡法除去溶液中的氧气。用软木塞封口后，插入长导管接氮气通入壳聚糖溶液鼓泡，另一口排出空气，鼓泡1h后，通氮气封闭保存。
48.取500ml两口烧瓶，加入磁子，将100ml diw加入烧瓶中。通过鼓泡法除去溶液中的氧气。插入长导管接氮气通入diw水溶液鼓泡，另一口排出空气，此时需要接通水冷凝管并用油浴锅加热diw溶液，待温度升至100℃时停止加热，降温后加入3.35g 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，2.15g n-羟基琥珀酰亚胺，1.06g没食子酸，此时需要开大氮气保护，然后继续通氮气鼓泡2h。
49.再开大氮气保护的情况下，将已除氧完成的壳聚糖快速的加入diw溶液中继续鼓泡2h，此时需用锡纸包裹，搅拌反应24h。
50.反应结束后的没食子酸-壳聚糖需用无水乙醇沉降析出，将析出物8000r/min 10min快速离心除去杂质后，将离心沉淀用旋蒸干燥仪干燥后放入真空干燥箱，干燥完全后研磨成粉，然后通氮气保存。
51.图2(a)、2(b)为没食子酸-壳聚糖的紫外可见光光谱和核磁图谱。从以上表征可以看出没食子酸已成功的接枝在壳聚糖上。
52.2、云母纳米片的制备
53.将3g的gh-202绢云母粉装入瓷舟，再小马弗炉里煅烧，温度程序设置为:室温—200℃升温速率为5℃/min，200℃保温2h，200-800℃升温速率为10℃/min，800℃保温1h，煅烧得到热活化绢云母备用。
54.取3g煅烧绢云母用6mol/l硝酸在95℃下酸化处理5h，固液比为3％、瓶装63％的硝酸摩尔体积浓度约为14.6mol/l，可取41ml瓶装硝酸在250ml烧杯中加水稀释至100ml配制6mol/l硝酸，反应完成后使用真空抽滤机对产物进行清洗，洗至中性，烘干备用。
55.取3g酸化绢云母用饱和氯化钠溶液进行钠化处理，反应温度为95℃，反应时间3h，固液比为3％，氯化钠在95℃的溶解度约为39g，反应完成后，用真空抽滤机对产物进行清洗，洗至滤液中无明显氯离子残留，检测方法:使用硝酸银溶液检测，烘干备用。
56.取3g钠化绢云母进行插层处理，反应温度80℃，时间24h，固液比为1％，比如用2.5g钠化绢云母，7.7gctab和250ml去离子水配制反应液，用稀硝酸调解反应液ph至4,。反应完成后，抽滤清洗至滤液不能使硝酸银溶液浑浊。烘干备用。
57.取3g的插层绢云母和乙醇加入烧杯，超声破碎，用3000r/min转速离心10min收集上清液。
58.将收集到的上清液用8000r/min的转速离心沉降，沉淀物会由于吸附由超声杆掉落下的金属碎屑而显黑色，用去离子水对其进行清洗后，再用稀释6倍的盐酸清洗，这个过程可将沉淀物加入烧杯，加入稀盐酸和磁子在磁力搅拌器上搅拌一天进行。
59.将酸洗好的云母片通过离心对产物进行清洗，洗至中性，用液氮冻后放入冻干机冻干备用。
60.3、磁性云母纳米片的制备
61.取300mg冻干云母片、300mg乙酰丙酮铁和50ml三缩四乙二醇加入100ml可抽真空的两口烧瓶中，接冷凝管用软木塞全部封口后加入磁子在磁力搅拌器上搅拌均匀，此时需接真空泵抽真空。
62.1h后关掉真空泵，转通氮气，待烧瓶里充满氮气时，打开冷凝管上的软木塞接油
封，使整个反应装置氮气流通。接下来将高温反应器温度探针插入反应溶液中去，再将烧瓶放置加热包内，调节磁力搅拌器的转速使溶液搅拌均匀。高温反应器的反应程序是室温300℃，用时1.5h，然后300℃保温0.5h。设置好后开始反应，待温度升至120℃左右关掉氮气。
63.反应结束后通氮气快速降温待温度降至100℃以下时取下装置，将反应溶液用乙醇清洗三遍后用液氮冻后放入冻干机冻干备用。
64.从图1(a)、1(b)能看出，透射电子显微镜看到氧化铁纳米颗粒能够均匀的分布在云母纳米片上，从转靶x射线衍射仪(xrd)几种水凝胶的特征峰比较，证实了磁性云母片有四氧化三铁的存在。从粒径分布图可以看到磁性纳米片大部分分布在800nm左右，电位在-40mv左右。
65.4、新型磁性水凝胶的制备
66.制备1ml体系的水凝胶，固形物总量为50mg，根据没食子酸-壳聚糖和磁性云母纳米片的不同掺杂量，制备比例为4:1的水凝胶。
67.实施例2
68.本实施例中没食子酸-壳聚糖和磁性云母纳米片的掺杂比例为2:1，其他制备条件均与实施例1中相同。
69.实施例3
70.本实施例中没食子酸-壳聚糖和磁性云母纳米片的掺杂比例为1:1，其他制备条件均与实施例1中相同。
71.实施例4
72.本实施例中没食子酸-壳聚糖和磁性云母纳米片的掺杂比例为1:2，其他制备条件均与实施例1中相同。
73.实施例5
74.本实施例中没食子酸-壳聚糖和磁性云母纳米片的掺杂比例为1:4，其他制备条件均与实施例1中相同。
75.如图3所示，根据倒置成胶的初步判断，没食子酸-壳聚糖和磁性云母纳米片的掺杂比例为4:1，2:1，1:1，1:2都可成水凝胶，静置前后载铁云母和没食子酸-壳聚糖溶液发生了典型的溶胶-凝胶转变，随着载铁云母和没食子酸-壳聚糖的掺杂量的变化，磁性复合水凝胶的形成几乎不受影响。
76.图4(a)是新型磁性水凝胶横截面局部的扫描电子显微镜图谱及元素分布图(eds)，以及磁性水凝胶的磁性响应效果。可见本发明所制备的水凝胶拥有仿生多孔结构，磁性云母纳米片均匀的掺杂在里面，从图中可以看到，水凝胶是含有多孔结构轮廓及c、o、al、si、fe元素均匀分布在水凝胶壁上，其中c、o、al、si、fe元素含量依次为45.86％、36.33％、5.05％、6.96％、5.8％，(b)是磁性水凝胶的xps图谱，也证实表明磁性水凝胶成胶后元素分布，(c)说明磁性水凝胶的四氧化三铁纳米颗粒和酚羟基已成功配位。
77.图5是新型磁性水凝胶的性质分析。通过流变学分析评价cgmf的注射性能。如图5(a)、(b)所示，不同频率扫描下cgmf的储能模数和损耗模量非常稳定，表现其优秀的力学性能，尤其是2:1，图(c)表示cgmf的储能模数(随剪应变的增大而减小，而其损耗模数随剪应变的增大而增大。水凝胶开始以剪切应变的形式液化,由储存模数《损失模数表示。这些剪切变稀的特性使得水凝胶可以通过细针方便地注射。进而我们测试了磁性复合水凝胶的注
射力性能，根据流变学结果，该复合水凝胶具有优异的注射性能，由图5(d)可以看到，cgmf可以很容易分别从20g、22g和24g注射出来，这对cgmf在体内的进一步应用具有重要意义。
78.图6是新型磁性水凝胶的功能性分析。一些新型水凝胶如粒子凝胶等已经被很好的用于肝癌及其术后治疗当中了，但是由于湿组织表面无法使水凝胶牢牢地粘在组织表面，所以水凝胶的湿粘附性尤其重要，在此，我们评价了cgmf的湿粘附性能。从图6(a)、(d)可以看到，cgmf可以紧紧粘附在猪皮和猪肝表面，并且在水中晃动仍保持良好的粘附力。如图6(b)、(c)所示，cgmf水凝胶的聚合物链上的没食子酸基团偶联后，cgmf水凝胶对光滑的猪皮表现出很强的粘附性。这些结果表明，cgmf水凝胶可以满足对出血的肝肿瘤边缘的黏附要求。
79.图7是新型磁性复合水凝胶的光热温度和磁热温度的比较。暴露于交变磁场后(amf)，cgmf的温度随时间的延长而升高。铁含量为0.5、1.0和2.0mg/mlcgmf的温度在15分钟内可从20.0℃分别升至36.3、51.0和55.8℃(图7a和图b)。这些结果还表明，载铁云母的含量越高，磁加热性能越好。此外，如图(c)，(d)所示，研究和比较了光热水凝胶和磁加热水凝胶在小鼠皮下注射后的热效应。在皮下注射部位的近红外照射下表现出良好的光热性能。为了比较光加热和磁加热在深部的加热穿透深度和热疗效果，在每只小鼠的注射部位覆盖厚的猪肉组织。用热电偶记录了磁性水凝胶的相对温度变化曲线。如图(e)所示，cgmf在注射部位没有或有猪肉组织覆盖的情况下表现出相同的磁热效应，而由于光的穿透深度有限而无法在这个深部加热,如图(f)。从图中可以看到，流变性能图能说明磁性水凝胶优良的可注射性以及它的机械性能。
80.图8是新型磁性复合水凝胶的体外止血性能分析，如图8(a)、(b)，将cgmf与其它的对照组(明胶海绵组和cg组等)分别于血液混合，静置五分钟加入去离子水。我们可以看到，相比其它的对照组(明胶海绵组和cg组等)，fm和cgmf水凝胶在与血液的混合物中的漂洗水几乎看不到红色，表明fm以及掺有fm的cgmf水凝胶在体外有优异的凝血功能，而加入cg和明胶海绵的凝块显示逐渐溶血，表明体外凝血能力较差，没有活性成分。通过对凝块上清液吸光度的连续实验观察和评价，了解凝块的凝血能力和状态。cgmf水凝胶处理后的凝块在5min后达到稳定状态，且上清液相对吸光度(od)值明显低于其他样品，表明cgmf水凝胶能有效地促进体外凝血。用扫描电子显微镜cgmf凝血机制。cgmf水凝胶和fm纳米片状样品(全血直接滴到相关材料上)的扫描电子显微镜图像中可以清楚地观察到红细胞的拉伸和交联性伪足。相反，cg聚合物样品中没有这种现象。
81.图9是新型磁性复合水凝胶的体内止血性能分析，如图9(a)、(b)所示，cgmf水凝胶组的止血时间和总出血量均明显少于对照组(包括未处理组和明胶海绵)。在大鼠肝脏切口处涂覆cgmf水凝胶和明胶海绵静置五分钟后，用生理盐水冲洗切口处，取冲洗液测吸光度，我们可以看到cgmf水凝胶od值明显低于未处理组和明胶海绵组，表明cgmf水凝胶在体内优异的止血凝血能力。
82.图10是新型磁性复合水凝胶的体内止血性能分析，图10(a)、(b)展示出了具体数值。如图10(c)所示，在术后14天取大鼠肝脏可以看到cgmf水凝胶仍然牢牢粘附在肝脏切口处，这进一步说明了cgmf良好的粘附性能，这归因于聚合物链上的多个没食子酸集团。然后在h&e染色图像上可清楚地观察到明显的水凝胶充填在尖锐的切口处，说明cgmf分散体可以形成稳定的凝胶，完全封闭肝脏创面，并能长期止血。与此同时，我们可以看到未处理组
与明胶海绵组伤口仍未愈合。
83.图11是新型磁性复合水凝胶的磁热杀伤肿瘤性能分析，为了探讨cgmf作为体内治疗平台的潜力。在荷瘤小鼠皮下注射cgmf，然后将荷瘤鼠暴露在磁热线圈里面，进而磁热升温杀死肿瘤细胞，达到治疗肿瘤的目的。如图11(a)所示为探讨cgmf的磁热治疗作用，首先将h22荷瘤小鼠分为3组(n＝5)，分别瘤内注射cgmf、pbs(暴露于交变磁场)和cgmf(暴露于交变磁场)。用红外热像仪记录肿瘤部位的温度变化，如图11(b)所示，与pbs+amf组的基本恒温相比，cgmf+amf组的体温在3min内迅速上升到45℃。这种磁热疗效应是肿瘤消融的合理原因。磁热疗结束后，每两天记录一次肿瘤体积。如图11(c)所示，肿瘤生长曲线显cgmf+amf组有明显的抑制作用。
84.图12是新型磁性复合水凝胶的磁热杀伤肿瘤性能分析，图12(a)说明，14天后，取荷瘤鼠肿瘤称重和肿瘤组织的图像、小鼠照片和h&e染色图像显示，在交变磁场下，cgmf触发的磁热效应对肿瘤有显著的消融作用。图12(b)-(c)展示了cgmf+amf组肿瘤细胞大量坏死，而各对照组肿瘤细胞几乎无坏死区。tnf细染色图像也显示，cgmf+amf组有大量肿瘤细胞凋亡，并且两周后肿瘤部位依旧能看出cgmf的铁残留，说明cgmf水凝胶仍保持在注射部位，能证实cgmf水凝胶是稳定的，因此cgmf的长期抗肿瘤作用对于cgmf的临床应用至关重要。
85.图13是为了进一步评价cgmf对深部肿瘤的治疗效果，建立了兔vx2肝癌模型。将vx2肝癌兔分为两组，一组是cgmf+amf(三只/组),一组是对照组，不加任何处理(三只/组)。如图所示，在超声引导介入下，将cgmf穿刺注入兔肝细胞癌内，显示了在超声引导下将cgmf注射到肝肿瘤中，能明显看到cgmf充满了整个肿瘤组织里，然后将vx2肝癌兔置于交变磁场(h＝30ka/m)中进行磁热治疗。
86.图14是为了进一步评价cgmf对深部肿瘤的治疗效果，我们从图14(a)可以看到，两周后，在超声引导和磁共振影像下，我们可以看到肝癌兔肝上肿瘤明显延缓生长或完全消融，如图14(b)，兔处死后肝实物图也能说明。图14(c)表格展示了治疗前后每组肝癌兔肿瘤生长大小及其生长率，进一步说明了肝癌兔肿瘤细胞明显被消融。
87.图15是为了进一步评价cgmf对深部肿瘤的治疗效果，如图15(a)、(b)所示，然后对肝肿瘤组织部位进行h&e染色，图像显示cgmf+amf组肿瘤细胞大量坏死，而对照组肿瘤细胞几乎无坏死区图。这些结果表明，cgmf可以通过超声引导的介入性磁热治疗在更深的位置治疗肿瘤。
88.图16是cgmf水凝胶对肿瘤术后体内复发的抑制作用，我们首先在皮下进行评估cgmf水凝胶的抗复发效果，如图16(a)所示。首先将h22荷瘤小鼠分为3组(n＝5)，去除肿瘤后，分别在肿瘤部位注射cgmf、pbs(amf暴露)和cgmf(amf暴露)。用红外热像仪记录肿瘤部位的温度变化，如图16(b)所示，cgmf+amf组肿瘤部位的温度可在15分钟内从30℃升至48℃。根据先前的研究，这种热疗结果足以抑制肿瘤的生长。
89.图17是cgmf水凝胶对肿瘤术后体内复发的抑制作用，如图17(a)-(c)所示，pbs+amf组和cgmf组肿瘤切除后残留肿瘤均快速生长。相比之下，cgmf+amf组14天内复发率为零，无复发情况(图17(b))，显示出有效的抑制作用。而且cgmf+amf组肿瘤体积和重量均明显低于pbs+amf组和cgmf组。
90.图18是cgmf水凝胶对肿瘤术后体内复发的抑制作用，如图18(a)、(b),在肿瘤切片
的h&e染色和tnf切片图像中，cgmf+amf组肿瘤细胞大量坏死，而各对照组肿瘤细胞几乎无坏死区,并增强了残余肿瘤细胞的凋亡诱导。这些结果表明cgmf水凝胶可有效抑制肿瘤切除后复发。
91.图19是使用cgmf水凝胶对携带vx2肝肿瘤的兔进行肝癌术后治疗。首先在ct图像中观察到肿瘤位置，然后在腹腔镜下进行微创手术切除，如图19(a)和图19(b)所示。手术切除直径约2cm的瘤体后，将cgmf注射到切缘处，观察到局部应用cgmf水凝胶后，出血的肝细胞癌创面立即止血。然后将兔进一步暴露于磁场(f＝312khz，h＝30ka/m)中进行磁热治疗。术后两周后处死动物，从兔肝脏肿瘤组织可以看到，肿瘤组织有明显的坏死处，说明肿瘤细胞明显被消融。因此cgmf预防术后复发具有明显的效果。
92.图20是仿生可粘附磁性复合水凝胶的抗菌性能分析，将磁性水凝胶注射到涂满大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的培养皿中，放在37℃的烘箱中培养24h，观察到磁性水凝胶周围有抑菌圈的形成，说明该磁性水凝胶有良好的抗菌性能。
93.以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。