一种用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂及其制备方法

摘要

一种用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂及其制备方法，它涉及一种用于治疗脑部细胞瘤的植入剂及其制备方法。用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂由按质量百分比的34.4％～85.3％的癸二酸、9.7％～15.6％的甘油和5％～50％的姜黄素制成。制备方法：一、制备植入剂半成品；二、真空干燥。本发明用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂为交联高分子聚合物弹性体，分子结构复杂，相对分子量大，可用于脑胶质细胞瘤的治疗。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于治疗脑部细胞瘤的植入剂及其制备方法。

背景技术

脑胶质细胞瘤主要发生于脑部，是一类危害严重的中枢肿瘤。现有脑胶质细胞瘤的治疗方式主要采用手术切除、术后放射治疗和化学治疗。但是上述治疗方式都存在明显的缺陷：

手术切除，外科手术切除主要达到减少胶质瘤细胞数量、缓解荷瘤症状、暂时降低颅内压等目的，但外科手术却会激活处于休眠期的瘤细胞迅速进入增殖期，造成术后短期内肿瘤恶性程度升级而复发；而且，脑胶质细胞瘤浸润生长，不能利用外科手术完全清除；

术后放射治疗，只有放射剂量达到73～80Gy时才能对胶质瘤细胞形成有效杀伤，而正常脑组织所能耐受的剂量仅有60Gy，所以为了保护正常脑组织不受到损害，采用术后放射治疗的效果有限；

化学治疗(术后静脉系统化疗)，由于血脑屏障的存在，局部不能形成抗瘤药的高浓度环境，而大剂量用药又会因抗肿瘤药物的非选择性毒性而使病人不能耐受。

所以，目前脑胶质细胞瘤的治愈效果差、复发率高。

发明内容

本发明是要解决现有脑胶质细胞瘤治疗方法存在治愈效果差、复发率高的缺陷，而提供的一种用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂及其制备方法。

本发明提供了一种用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂，由按质量百分比的34.4％～85.3％的癸二酸、9.7％～15.6％的甘油和5％～50％的姜黄素制成。

进一步地，该植入剂由按质量百分比的41.2％～80.8％的癸二酸、10.2％～14.8％的甘油和9％～44％的姜黄素制成。

进一步地，该植入剂由按质量百分比的43.8％～75.5％的癸二酸、9.5％～16.2％的甘油和15％～40％的姜黄素制成。

本发明还提供了上述植入剂的制备方法，按下述步骤制备：

(1)混合癸二酸、甘油和姜黄素，然后在常压、氮气气氛下进行磁力搅拌，磁力搅拌的同时升温至170～185℃，并在170～185℃保温、磁力搅拌1小时，再抽真空至反应器内气压缓慢降至0M Pa，并保持反应器内气压0MPa 0.5～1小时，得到植入剂半成品；

(2)将植入剂半成品放入真空干燥箱，在170～185℃干燥24小时，即得到用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂。

其中，步骤(1)中磁力搅拌的速度为100～1000r/min。

其中，步骤(1)中升温速率为3～10℃/min。

其中，步骤(1)中抽真空以每分钟降低0.005～0.02M Pa的速率进行。

在制备方法中步骤(1)所得到的植入剂半成品为粘稠状，在步骤(2)真空干燥过程中同时发生聚合反应。

本发明的植入剂为交联高分子聚合物弹性体，分子结构复杂，相对分子量大，可用于脑胶质细胞瘤的治疗。

本发明的植入剂为黄色至棕色、透明弹性体，35～37℃条件下弹性应变为10％～500％(用BE120-2CA/3CA应变计进行测量)，抗拉强度为0.1～5MPa。

本发明用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂生物相容性好，可体内生物降解，埋植不引起周围组织炎症反应，30天降解率为3％～20％。

本发明植入剂的效果：

姜黄素具有抗肿瘤的作用，对胶质瘤细胞株T98-G细胞姜黄素24小时的半抑制浓度为54μg/mL，48小时的半抑制浓度为20μg/mL，最大抑制率为96％；对于U87胶质瘤细胞姜黄素24小时的半抑制浓度为13μg/mL，最大抑制率为68％；48小时的半抑制浓度为29μg/mL，最大抑制率为80％；本发明将姜黄素引入植入剂能够有效的抑制脑胶质细胞瘤细胞的生长。而且，本发明用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂中因姜黄素分子的引入，使其交联高分子结构发生了改变，从而阻止了水分子的进入，降低了用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂的吸水率。将本发明用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂放入生理盐水中浸泡1天，质量仅增加0～0.5％、体积无增加；而未加入姜黄素制备得到的聚合物(仅使用癸二酸和甘油制备得到的聚合物，其中癸二酸与甘油的质量比为34.4～85.3∶9.7～15.6)放入生理盐水中浸泡1天，重量和体积均增加约10％，说明本发明用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂在水环境中具有优异的稳定性。本发明用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂溶胀性降低，避免了植入后溶胀所导致的头部局部压力增高，提高了使用安全性、可靠性。

体内本发明用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂中姜黄素呈线性释放，克服了其他同类植入剂早期突释过程，具有缓释作用和长效作用。本发明用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂体外24h内可以持续释放有效剂量(10-30μg/mL)的姜黄素。

由于本发明用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂可以将姜黄素高浓度的集中于患处，并长期、稳定的释放，能够比手术、术后放射治疗和化学治疗更为有效的抑制脑胶质细胞瘤；因此，利用本发明用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂治疗脑胶质细胞瘤，复发率更低。

附图说明

图1是实施例三用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂图片。

图2是实施例五用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂图片。

图3是不同姜黄素含量的用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂的姜黄素释放曲线。

图4是用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂的红外光谱图。

图5为胶质瘤细胞株T98-G细胞与癸二酸和甘油形成的对照品聚合物体外培养48h后的荧光显微镜观察图。

图6是加入实施例十用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂48h后的胶质瘤细胞株T98-G细胞荧光显微镜观察图。

图7为U87胶质瘤细胞与癸二酸和甘油形成的对照品聚合物体外培养48h后的荧光显微镜观察图。

图8是加入实施例十一用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂48h后的U87胶质瘤细胞荧光显微镜观察图。

图9是实施例十用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂的扫描电镜观察图。

图10是实施例十用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂剂植入颅内20天后扫描电镜观察图。

图11是实施例十一用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂的扫描电镜观察图。

图12是实施例十一用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂剂植入颅内20天后扫描电镜观察图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举实施例，还包括各实施例间的任意组合。

实施例一

本实施例使用的用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂由按质量百分比的34.4％～85.3％的癸二酸、9.7％～15.6％的甘油和5％～50％的姜黄素制成。

癸二酸与甘油所合成的聚合物分子结构式多种多样，其中可能的一种为

而本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂为交联高分子聚合物弹性体，分子结构更为复杂和多种多样。

本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂为黄色至棕色、透明弹性体，35～37℃条件下弹性应变为10％～500％(用BE120-2CA/3CA应变计进行测量)，抗拉强度为0.1～5MPa。

姜黄素含量越高用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂颜色越深。

本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂中姜黄素含量越高，用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂的分子链中憎水性苯环及不饱和碳碳双键的越多。所以，可通过调节姜黄素的含量控制用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂的亲水性能。

实施例二

本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂由按质量百分比的41.2％～80.8％的癸二酸、10.2％～14.8％的甘油和9％～44％的姜黄素制成。

实施例三

本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂由按质量百分比的83％的癸二酸、12％的甘油和5％的姜黄素制成。

将本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂放入生理盐水中浸泡1天，质量仅增加0.5％、体积无增加。

本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂如图1所示，释放量如图3中“●”曲线所示。

本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂的红外光谱如图4中曲线C1所示。

实施例四

本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂由按质量百分比的37％的癸二酸、13％的甘油和50％的姜黄素制成。

将本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂放入生理盐水中浸泡1天，质量和体积无变化。

本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂的红外光谱如图4中曲线C2所示。

实施例五

本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂由按质量百分比的69％的癸二酸、11％的甘油和20％的姜黄素制成。

将本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂放入生理盐水中浸泡1天，质量仅增加0.2％、体积无增加。

本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂如图2所示，释放量如图3中“○”曲线所示。

本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂的红外光谱如图4中曲线C3所示。

实施例六

本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂按下述步骤制备：

一、按质量百分比将34.4％～85.3％的癸二酸、9.7％～15.6％的甘油和5％～50％的姜黄素混合，然后在常压、氮气气氛下进行磁力搅拌，磁力搅拌的同时升温至170～185℃，并在170～185℃保温、磁力搅拌1小时，再抽真空至反应器内气压降至0Pa，并保持反应器内气压0Pa 0.8小时，得到植入剂半成品；

二、将植入剂半成品放入真空干燥箱，在170～185℃干燥24小时，即得到用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂。

实施例七

本实施例与实施例六的不同点是：步骤一中磁力搅拌的速度为500r/min。其它步骤及参数与实施例六相同。

实施例八

本实施例与实施例六或七的不同点是：步骤一中升温速率为5℃/min。其它步骤及参数与实施例六或七相同。

实施例九

本实施例与实施例六、七或八的不同点是：步骤一抽真空以每分钟降低0.01M Pa的速率进行。其它步骤及参数与实施例六、七或八相同。

实施例十

本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂按下述步骤制备：

一、按质量百分比将69％的癸二酸、11％的甘油和20％的姜黄素混合，然后在常压、氮气气氛下进行磁力搅拌，磁力搅拌的同时升温至170～185℃，并在170～185℃保温、磁力搅拌1小时，再抽真空至反应器内气压降至0Pa，并保持反应器内气压0Pa 1小时，得到植入剂半成品；

二、将植入剂半成品放入真空干燥箱，在170～185℃干燥24小时，即得到用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂；其中步骤一中磁力搅拌的速度为600r/min；步骤一中升温速率为4℃/min；步骤一抽真空以每分钟降低0.008M Pa的速率进行。

体外实验：

将本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂(含姜黄素20wt％，植入剂体积10x5x2mm³)加入胶质瘤细胞株T98-G细胞培养基中，对照组与实验组中所用细胞数量、细胞周期和培养条件均相同。图5为胶质瘤细胞株T98-G细胞(对照组)体外培养48h后的荧光显微镜观察图，图5中胶质瘤细胞株T98-G细胞为绿色，红色为死亡的胶质瘤细胞株T98-G细胞；图6是加入本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂48h后的胶质瘤细胞株T98-G细胞(实验组)荧光显微镜观察图，图6中胶质瘤细胞株T98-G细胞为绿色，红色为死亡的胶质瘤细胞株T98-G细胞。图7为胶质瘤细胞株U87-G细胞(对照组)体外培养48h后的荧光显微镜观察图，图7中胶质瘤细胞株U87-G细胞为绿色，红色为死亡的胶质瘤细胞株U87-G细胞；图8是加入本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂(含姜黄素wt20％，植入剂体积10x5x2mm³)48h后的胶质瘤细胞株U87-G细胞(实验组)荧光显微镜观察图，图8中胶质瘤细胞株U87-G细胞为绿色，红色为死亡的胶质瘤细胞株U87-G细胞。通过观察发现本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂24小时可显著抑制胶质瘤细胞株T98-G细胞的生长，48小时显著抑制并杀伤胶质瘤细胞株T98-G细胞。

本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂对正常成纤维细胞无明显毒性作用。

体内实验：

在颅内荷9L胶质瘤细胞的荷瘤大鼠随机分为两组，一组颅内植入本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂，另一组作为对照组。对照组荷瘤大鼠平均存活20天，而植入本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂的荷瘤大鼠平均存活可达80天。

对本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂的扫描电镜观察，扫描电镜观察结果如图9所示，本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂植入颅内20天后取出扫描电镜观察，扫描电镜观察结果如图10所示。可以看到本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂良好的生物降解性。

实施例十一

本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂按下述步骤制备：

一、按质量百分比将67％的癸二酸、13％的甘油和20％的姜黄素混合，然后在常压、氮气气氛下进行磁力搅拌，磁力搅拌的同时升温至170～185℃，并在170～185℃保温、磁力搅拌1小时，再抽真空至反应器内气压降至0Pa，并保持反应器内气压0Pa 1小时，得到植入剂半成品；

二、将植入剂半成品放入真空干燥箱，在170～185℃干燥24小时，即得到用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂；其中步骤一中磁力搅拌的速度为300r/min；步骤一中升温速率为3℃/min；步骤一抽真空以每分钟降低0.015M Pa的速率进行。

体外实验：

将本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂加入U87胶质瘤细胞培养基中(含姜黄素wt20％，植入剂体积10x5x2mm³)，对照组与实验组中所用细胞数量、细胞周期和培养条件均相同。图7为U87胶质瘤细胞(对照组)体外培养48h后的荧光显微镜观察图，图7中U87胶质瘤细胞为绿色；图8是加入本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂48h后的U87胶质瘤细胞(实验组)荧光显微镜观察图，图8中U87胶质瘤细胞为绿色，红色为死亡的U87胶质瘤细胞。通过观察发现本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂24小时可显著抑制U87胶质瘤细胞的生长，48小时显著抑制并杀伤U87胶质瘤细胞。

本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂对正常成纤维细胞无明显毒性作用。

体内实验结果：

在颅内荷9L胶质瘤细胞的荷瘤大鼠随机分为两组，一组头部植入本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂，另一组作为对照组。对照组荷瘤大鼠平均存活20天，而植入本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂的荷瘤大鼠平均存活可达80天。

对本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂的扫描电镜观察，扫描电镜观察结果如图11所示，本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂植入颅内20天后取出扫描电镜观察，扫描电镜观察结果如图12所示。可以看到本实施例用于治疗脑胶质细胞瘤的植入剂良好的生物降解性。

实施例十二

本发明是在甘油和癸二酸形成的聚合物基础上，通过甘油、癸二酸和姜黄素共聚获得的新产品。该产品与甘油和癸二酸形成的聚合物比较，具有以下几个方面的不同：

1、共聚得到的聚合物不同。

(1)成分不同，甘油和癸二酸所形成的聚合物，仅仅是甘油的三个羟基和癸二酸的两个羧基发生酯化反应，所形成的交联聚合物；甘油、癸二酸和姜黄素所形成的聚合物，不仅仅甘油和癸二酸，姜黄素的酚羟基也参与反应，形成更为复杂的聚合物；由于其成分不同，导致聚合物的微观结构、力学性能、降解性能和药物释放性能均明显不同；

(2)药物释放原理不同，甘油和癸二酸所形成的聚合物，其作为药物释放载体，药物只能以共混的方式掺入，其药物释放速度，主要由药物溶解和扩散速度来决定，因此，药物释放速度在释放初期很快，且难以控制。而甘油、癸二酸和姜黄素所得到的药物，姜黄素接枝到聚合物上，其释放速度，主要由姜黄素的酚羟基和癸二酸的羧酸所形成酯键的降解速度决定，不仅仅能实现姜黄素药物缓慢释放，而且能通过改变反应条件、反应物比例等，控制药物释放速度。

2、得到的聚合物的作用不同。

本发明的产品表现显著的抑制肿瘤细胞的作用。

本发明产品：取实施例十的产品，其中比例为69％的癸二酸、11％的甘油和20％的姜黄素。对照品为50％甘油和50％癸二酸所形成的聚合物。

采用细胞培养方式，分别放入大小为5mm×5mm×1mm的本发明产品和对照物，发现在T98胶质瘤细胞上，甘油和癸二酸形成的聚合物对细胞活力无影响，而甘油、癸二酸和姜黄素共聚获得的新产品与细胞孵育72小时后对细胞抑制率达96％；在U87胶质瘤细胞上，甘油和癸二酸形成的聚合物对细胞活力无影响，而甘油、癸二酸和姜黄素共聚获得的新产品与细胞孵育72小时后对细胞抑制率达87％。

结论：本发明产品具有显著的抑制胶质瘤细胞的作用。