一种用于增强微波消融效果的水凝胶

本发明涉及水凝胶，具体为一种用于增强微波消融效果的水凝胶。

背景技术：

1、肿瘤是一种严重危害人类健康的疾病，目前常用的治疗手段包括外科手术、放射治疗、化学治疗、靶向治疗和免疫治疗等。其中，外科手术是肿瘤根治性治疗的首选方式，但由于手术创伤大、并发症多、费用高等缺点，部分患者不能耐受或不愿接受手术治疗。因此，近年来肿瘤微创消融治疗作为一种新兴的治疗技术，受到了广泛的关注和应用。

2、肿瘤微创消融治疗是指在影像设备的引导下，将特制的电极针或探头经皮穿刺或开腹插入肿瘤内部，利用物理或化学的方法直接杀死或彻底破坏肿瘤组织的一种微创治疗技术。根据消融原理的不同，肿瘤微创消融治疗主要包括射频消融(rfa)、微波消融(mwa)、冷冻消融(cra)、高强度聚焦超声消融(hifu)、激光消融(la)、不可逆电穿孔(ire)等。

3、射频消融(rfa)是目前最常用的肿瘤微创消融方式之一，其原理是利用射频电流产生的高频交变电场使周围组织的离子发生高速旋转而振动和摩擦，从而产生热能并使局部组织温度达到60℃以上，导致组织细胞凝固坏死和变性。rfa具有操作方便、住院时间短、创伤小、并发症少、消融范围可控等优点，已被广泛应用于肝癌、肺癌、肾癌等多种恶性肿瘤的治疗。

4、微波消融(mwa)是近年来发展较快的一种肿瘤微创消融方式，其原理是利用特制的微波针释放出的微波能量使周围组织的分子高速旋转运动并摩擦升温，从而使组织凝固、脱水坏死和变性。mwa相比rfa具有更高的温度和更大的消融范围，能够更有效地杀死肿瘤细胞，并且不受血流灌注和金属器械的影响，适用于较大或位于血管附近或含有金属支架的肿瘤。

5、免疫治疗是一种利用机体自身免疫系统识别和清除肿瘤细胞的治疗方法，具有特异性强、毒副作用小、持久性好等优点。免疫治疗主要包括免疫恢复(如治疗性疫苗、car-t细胞等)、免疫补充(如抗体药物等)和免疫调控(如pd-1/pd-l1抑制剂等)。近年来，随着免疫学基础理论和技术的进步，免疫治疗在多种恶性肿瘤中取得了显著的临床效果，并成为肿瘤综合治疗中不可或缺的一环。

6、然而，目前肿瘤微创消融治疗和免疫治疗仍然存在一些问题和挑战。例如，单纯的消融治疗可能无法完全杀灭所有肿瘤细胞，导致局部复发或远处转移；单纯的免疫治疗可能无法有效激活机体自身免疫应答，导致耐药性或毒副作用；两者之间可能存在相互影响或拮抗作用，导致效果降低或并发增加；

7、为此我们提出一种用于增强微波消融效果的水凝胶。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于增强微波消融效果的水凝胶，解决了背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于增强微波消融效果的水凝胶，其特征在于：包括泊洛沙姆407水凝胶、l－精氨酸和金盐，其中，所述金盐为四氯金酸盐；所述水凝胶在37℃以下为液态，在37℃以上为固态；所述水凝胶在微波消融后能够在其内部生成金纳米颗粒。

3、优选的，所述l－精氨酸和所述金盐的质量比为0.6:1。

4、优选的，所述水凝胶具有多孔结构，且孔道相互连接。

5、优选的，包括以下步骤：

6、a)将泊洛沙姆407水凝胶溶解在去离子水中，制备质量百分比浓度为20.00重量％的样品溶液；

7、b)将l－精氨酸和氯金酸分别溶解在预冷去离子水中；

8、c)将l－精氨酸溶液加入到泊洛沙姆407水凝胶溶液中，然后在均匀搅拌下缓慢滴注氯金酸溶液；

9、d)将得到的溶液在4摄氏度下缓慢摇动12小时，最后将其储存以备进一步使用。

10、优选的，包括以下步骤：

11、a)将根据任一权利要求1-3所述的水凝胶注入肿瘤组织中；

12、b)将微波消融针插入所述水凝胶中；

13、c)对所述水凝胶施加微波消融，使其内部温度升高并生成金纳米颗粒；

14、d)在肿瘤部位均匀分布的金纳米颗粒通过提高微波消融的能量利用率和增大有效消融区，从而杀死肿瘤细胞。

15、优选的，所述消融功率为1.5w，所述持续时间为3min。

16、优选的，在步骤c)之后，进一步包括以下步骤：

17、f)金纳米颗粒激活的适度氧化应激和机械强度升高，诱导巨噬细胞极化为m1型巨噬细胞，促进免疫激活，打开浸润屏障，促进免疫细胞的浸润，从而抑制肿瘤复发及转移。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

19、1、本发明提供了一种能够在微波消融后原位合成au nps的水凝胶材料，避免了预先制备au nps带来的剂量控制、分布均匀性、生物安全性等问题。本发明利用l－精氨酸作为还原剂和稳定剂，在微波消融引起的高温条件下将金盐还原为au nps，并将其包裹在多孔水凝胶中。本发明还利用泊洛沙姆407水凝胶作为载体，在37℃以下呈液态，在37℃以上呈固态，在注入肿瘤组织后迅速固化形成三维网络结构。这样既保证了水凝胶在注入过程中不会扩散到周围正常组织中，又保证了水凝胶在固化后能够紧密地与肿瘤组织接触，并且具有良好的机械强度和稳定性；

20、2、发明提供了一种利用上述水凝胶增强微波消融效果和诱导免疫反应的方法。本发明通过将微波消融针插入水凝胶中，并对其施加微波消融，使其内部温度升高并生成aunps。同时，通过au nps对在肿瘤部位均匀分布的金纳米颗粒通过提高微波消融的能量利用率和增大有效消融区，从而杀死肿瘤细胞，从而诱导巨噬细胞极化为m1型巨噬细胞。通过m1型巨噬细胞对肿瘤组织产生免疫效应，从而抑制肿瘤复发和转移。本发明实现了微波消融和免疫治疗的协同作用，提高了治疗效果和安全性。

技术特征：

1.一种用于增强微波消融效果的水凝胶，其特征在于：包括泊洛沙姆407水凝胶、l－精氨酸和金盐，其中，所述金盐为四氯金酸盐；所述水凝胶在37℃以下为液态，在37℃以上为固态；所述水凝胶在微波消融后能够在其内部生成金纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的水凝胶，其特征在于：所述l－精氨酸和所述金盐的质量比为0.6:1。

3.根据权利要求1或2所述的水凝胶，其特征在于：所述水凝胶具有多孔结构，且孔道相互连接。

4.根据权利要求1所述的水凝胶，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

5.一种使用权利要求1至3任一项所述水凝胶用于治疗肿瘤的方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述消融功率为1.5w，所述持续时间为3min。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在步骤c)之后，进一步包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种用于增强微波消融效果的水凝胶，该水凝胶以多孔孔道结构的热敏水凝胶为载体，在微波消融下，搭载的L－精氨酸和氯金酸可原位转化为金纳米颗粒。本发明还提供了一种制备该水凝胶的方法，该方法简单易行，无需复杂的设备和操作步骤，可在常温常压下进行。本发明还提供了一种使用该水凝胶进行微波消融治疗肿瘤的方法，该方法安全有效，无需手术切除或化学治疗等传统方法，可减少创伤、副作用和复发风险。本发明通过多种评估方法验证了该水凝胶的微波增敏效果，并与单纯的微波消融或单纯的泊洛沙姆407水凝胶进行了对比实例，证明了本发明的优越性。

技术研发人员：王夺,刘军杰,张坤,张梦琦
受保护的技术使用者：广西医科大学附属肿瘤医院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15