一种基于异烟肼和氨基酸的原位水凝胶材料的制备和应用

本发明涉及材料化学，具体地说，涉及一种基于异烟肼和氨基酸的原位水凝胶材料的制备和应用。

背景技术：

1、免疫力是人体自身的防御机制，是人体识别和消灭外来侵入的任何异物(病毒、细菌等)，处理衰老、损伤、死亡、变性的自身细胞以及识别和处理体内突变细胞和病毒感染细胞的能力，而新生儿的免疫系统发育不够成熟，术后或化疗后患者的免疫力也会急剧下降，极易招致细菌、病毒、真菌等感染，导致身体和智力发育不良，还易诱发重大疾病。

2、而药物组分之一异烟肼不仅对结核病有巨大作用，在抗肿瘤治疗、抗炎、增强免疫力方面也有不可忽视的疗效，它能够调节机体免疫功能，增强机体的免疫力，加其良好的抗菌功能，能有效降低细菌感染的风险，与其他药物混合使用相得益彰，专利cn202011412789.3公开了一种用于治疗肺结核的异烟肼干粉吸入剂及其制备方法，以及其用于制备治疗各种类型肺结核的药物中的用途，表明了异烟肼对结核分枝杆菌有很强的抗菌活性，是一种非常有效的快速结核分枝杆菌杀菌剂，专利cn202210477761.0公开了一种以异烟肼为增强剂的抗肿瘤治疗剂，是将zif-8作为载体，高效担载异烟肼(inh)，构建得到一种具有化学动力学治疗及化疗作用协同治疗剂，能破坏肿瘤细胞内蛋白质、脂质和dna等生物大分子，可实现靶向药物输送的化学疗法及化学动力学疗法等多模式协同治疗，实现更高效的抗肿瘤治疗。

3、氨基酸是人体蛋白质的重要组成部分，具有1、促进人体蛋白质正常代谢；2、补充能量；3、提高人体免疫力；4、加快骨骼的生长；5、调节心血管健康；6、调节脑血管、神经及安神助眠；7、养肝护肝、增强记忆力等作用，因此，氨基酸对人体的重要性不可低估。

4、同时，作为一种类聚醚型化合物，聚乙二醇与水和大多数有机试剂互溶，而且在生命体的组织液中亦具有一定的相溶性，且毒副作用极低，基于peg的可注射型原位水凝胶包裹药物注射进人体，具有良好的药物缓释作用，降低对人体的影响；在体内能溶于组织液中迅速排出体外而不产生任何毒副作用，同时由于peg分子量范围广，选择余地大，端基可以进一步反应合成新的化合物，对于聚合物改性修饰和药物载体材料方面具有重要意义。

5、原位水凝胶是一种特殊的水凝胶，它指的是以溶液状态给药后，能立即在给药部位发生相转变转化形成非化学交联的半固体制剂，它具有凝胶制剂的亲水性三维网络结构及良好的组织兼容性，同时，独特的溶液-凝胶转变性质使其兼有制备简单、使用方便、与用药部位特别是黏膜组织亲和力强、滞留时间长等优点，加之广泛的用途和良好的控制释药性能，原位凝胶给药系统已成为药剂学领域的一个研究热点，与普通凝胶剂相比，原位凝胶剂制备工艺简单，给药前以溶液形式存在，给药方便，且剂量准确，给药后在体内迅速形成半固体凝胶，在用药部位滞留时间长，且具有良好的药物缓控释性能，此外，患者使用后，一般无异物感，具有良好可接受性和安全性，但市面上的凝胶材料多为高分子物质，具有不可逆、力学性能差、药物释放速度不可控且难降解的缺点。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明在充分认识到现有技术存在不足的基础上，提供了一种基于异烟肼和氨基酸的原位水凝胶材料的制备和应用，该方法选择具有抗炎、抗肿瘤作用的药物小分子异烟肼和氨基酸小分子n，n′-二苯甲酰基-l-胱氨酸，以一定摩尔比例溶解于一定体积的乙醇中，得到澄清溶液，经过减压蒸馏、真空干燥即得所需双组分凝胶剂，将此凝胶剂加入到一定量聚乙二醇溶液中，加热直至完全溶解，随后降至室温，所得溶液即为可注射原位小分子凝胶制剂；将该制剂注入水中，体系立即凝胶化，最终得到一种基于异烟肼和氨基酸的原位水凝胶材料，该方法流程简单、操作方便、安全环保，提供的凝胶材料具有良好的药物缓释性能，生物相容性，生物粘附性，低毒性，易降解的优点，在肿瘤治疗、抗炎、关节软骨修复等诸多方面有极大的应用前景。

3、(二)技术方案

4、本为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种基于异烟肼和氨基酸的原位水凝胶材料的制备和应用，其组分包括：具有抗炎、抗肿瘤作用的药物小分子异烟肼、氨基酸小分子n，n′-二苯甲酰基-l-胱氨酸和聚乙二醇溶液，其余为水；

5、其制备方法包括以下步骤：

6、步骤a：首先，室温下精确称取一定量的具有抗炎、抗肿瘤作用的药物小分子异烟肼和氨基酸小分子n，n′-二苯甲酰基-l-胱氨酸，置于烧瓶中，加入一定量的乙醇溶解澄清液，经过减压蒸馏、真空干燥即得所需双组分凝胶因子；

7、步骤b：其次，称取一定量上述所得双组分凝胶因子加入至一定量聚乙二醇溶液中，加热直至完全溶解，随后降至室温，所得溶液即为可注射原位小分子凝胶制剂；

8、步骤c：最后，将上述制剂注入到一定量的蒸馏水中，会立即形成凝胶，所得凝胶即为基于异烟肼和氨基酸的原位水凝胶材料。

9、作为优选方案，所述步骤a中，氨基酸小分子n，n′-二苯甲酰基-l-胱氨酸与异烟肼的摩尔比可以为3:1、2:1、1:1、1:2、1:3，优选为1:2。

10、作为优选方案，所述步骤b中，加热溶解温度为80-90℃，聚乙二醇为医用级的peg200、peg400、peg600。

11、作为优选方案，所述步骤c中，加入蒸馏水后，双组分凝胶剂在溶剂里的最低浓度为3.5g/l、8.0g/l、11.0g/l，加入蒸馏水的体积与聚乙二醇的体积比分别为为9:1、8:2、7:3。

12、作为优选方案，所述凝胶材料主要由具有抗炎、抗肿瘤作用的药物小分子异烟肼和氨基酸小分子n，n′-二苯甲酰基-l-胱氨酸，peg-h2o混合溶剂构成，冷冻干燥后呈三维网状结构。

13、一种基于异烟肼和氨基酸的原位水凝胶材料的应用：可通过原位注射的方式将携带药物的凝胶制剂注射进生物体内，与水接触后在给药部位形成凝胶，固定在给药部位，起到定点、长效控释药物的作用，实现精准治疗，提高了药物利用率，降低了药物使用量和给药频率，降低治疗成本。

14、作为优选方案，所述药物组合物的原位凝胶制剂，可皮下注射、骨髓注射、肌内注射，所述制剂可以局部给药，所述制剂适合在皮肤或粘膜给药，所述凝胶材料除了可作为载体以外，其本身也具有抗炎、抗肿瘤作用。

15、一种基于异烟肼和氨基酸的原位水凝胶材料的应用：

16、s1:可作为药物(如：维生素b12(vb12)等)负载的支架或载体，可定点、精准给药，对患者局部靶向治疗；可进行皮下注射、骨髓注射、肌内注射；适合在皮肤或粘膜给药，在肿瘤治疗、关节软骨修复、抗炎等众多方面有极大作用，将vb12分别以200mg/l、250mg/l、300mg/l的浓度负载于该种基于异烟肼和氨基酸的原位水凝胶材料中，每隔一定时间取上层缓冲液，以紫外可见分光光度法测试，结果显示：vb12的缓释率均达到80％以上；

17、s2:将人脐静脉内皮细胞(huvec)、鼠胚胎成纤维细胞(nih-3t3)置于干凝胶薄膜沉积的96孔板中，在细胞培养箱中培养，每隔一定时间用2μmol/l的钙黄绿素-am(calcein-am)染色，并用荧光倒置显微镜观察其活力情况，同时，用cellcountingkit-8(cck-8)法对细胞增殖情况进行检测分析，结果显示：随着培养时间的延长，凝胶薄膜上的细胞均出现了一定程度增殖，且与商用细胞培养板培养的细胞相比，增值情况相似，说明该基于异烟肼和氨基酸的原位水凝胶材料具有良好的生物相容性；

18、s3:将该药物小分子物质的peg溶液注射至小鼠体内，随即在注射部位能够形成原位凝胶，其在小鼠体内可保持5天以上，之后被降解或代谢，至15天降解完全，可作为注射用药物负载的支架或载体，用于临床治疗的靶向缓释治疗药物的负载及药物的定点、长效释放；

19、s4:设计合成的这种新型的双组份可注射原位超分子水凝胶材料，由具有抗炎、抗肿瘤作用的药物小分子异烟肼和具有良好生物相容性的氨基酸n，n′-二苯甲酰基-l-胱氨酸组成，这种凝胶材料除了可作为载体以外，由于其本身也具有抗炎、抗肿瘤作用，与仅作为载体的普通水凝胶相比，本发明是基于异烟肼和氨基酸的原位水凝胶材料。

20、(三)有益效果

21、本发明所达到的有益效果是：

22、1、具有药物控释作用，其独特稳定的三维结构可将药物包裹其中，响应外界条件刺激的方式调节药物的释放，提高药物利用率，减少给药次数；2、热可逆性和热稳定性优异；3、生物相容性良好且易降解；4、通过原位注射的方式将凝胶制剂注射进生物体内，与水接触后在给药部位形成凝胶，固定在病变部位、定点、精准治疗。