本发明涉及肿瘤栓塞治疗，尤其涉及一种装载活性金属微粒的高分子微球及其制备方法和应用。
背景技术：
1、肝癌是全球最常见的癌症之一，除一般肿瘤治疗手段(例如手术切除、放疗、化疗等)外，针对于肝脏部位肿瘤发展的经动脉栓塞/化疗栓塞术成为非手术治疗的最常用方法。但是，传统栓塞治疗过程中，病灶部位处于严重乏氧的环境，肝部病灶部位聚集大量乏氧耐受的肝癌细胞和肿瘤起源性干细胞，导致经动脉肿瘤栓塞术治疗失败。过度乏氧的微环境同时伴随着弱酸性和免疫抑制的微环境，还会促进肝癌细胞的快速增殖。此外，由于传统经动脉肿瘤栓塞术很难导致肿瘤完全坏死，因此，在许多情况下，肿瘤残留病灶会导致经动脉肿瘤栓塞治疗后的复发或转移。
2、载药微球是一种新型可装载化疗药物的栓塞材料，与化疗药物结合后可持续缓慢释放药物，使肿瘤局部药物浓度高，周围药物浓度低，提高栓塞疗法的效果。尽管这类高分子载药微球已经较为普遍的使用，依然无法克服肿瘤部位乏氧环境导致的耐药性和肿瘤逃逸，因此需要开发新型的栓塞微球，改善经动脉肿瘤栓塞术的局部微环境，并且避免肿瘤因耐药性导致的化疗效果差的问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种装载活性金属微粒的高分子微球及其制备方法和应用。本发明主要通过反向微乳法制备得到目标微球。本发明所制备的装载活性金属微粒的高分子微球用于经动脉肿瘤栓塞术，能够栓塞肿瘤血管，阻断肿瘤部位营养供应，并且原位缓慢持续释放氢氧化物调节弱酸性肿瘤微环境，释放氢气激活免疫响应，引发氢气治疗，放大栓塞治疗的效果，表现出比单纯高分子微球栓塞治疗更好的联合治疗效果。
2、本发明是通过以下技术方案实现的：
3、本发明第一个目的是提供一种装载活性金属微粒的高分子微球，包括高分子微球骨架以及分布在所述高分子微球骨架内部的活性金属微粒。
4、所述活性金属微粒的形状不一定为规则球体，包括但不限于形状规则的球状、椭球状、多面体状或棒状等以及形状不规则的海胆状等，因此采用长径来表示其尺寸；所述长径为所述活性金属微粒的最长尺寸。
5、在本发明的一个实施例中，所述活性金属微粒的长径不大于所述高分子微球的粒径，可保证装载活性金属微粒的效率和装载量，使得装载活性金属微粒的高分子微球形貌更为均匀，从而保证栓塞效果。
6、在本发明的一个实施例中，所述活性金属微粒的长径为1nm～100μm。
7、在本发明的一个实施例中，所述活性金属微粒的长径为1nm～0.5μm,0.5μm～2μm，2μm～5μm，5μm～10μm，10μm～15μm，15μm～20μm，20μm～25μm，25μm～30μm，30μm～35μm，35μm～40μm，40μm～45μm，45μm～50μm，50μm～55μm，55μm～60μm，60μm～65μm，65μm～70μm，70μm～75μm，75μm～80μm，80μm～85μm，85μm～90μm，90μm～95μm，95μm～100μm。
8、在本发明的一个实施例中，所述高分子微球的粒径为10μm～500μm。
9、在本发明的一个实施例中，所述装载活性金属微粒的高分子微球的粒径分布为10μm～30μm，30μm～50μm，50μm～70μm，70μm～90μm，90μm～100μm，100μm～120μm，120μm～150μm，150μm～170μm，170μm～200μm，200μm～250μm，250μm～300μm，300μm～350μm，350μm～400μm，400μm～450μm，450μm～500μm。
10、在本发明的一个实施例中，所述活性金属微粒的数量不少于1个。
11、在本发明的一个实施例中，所述活性金属微粒为活性金属单质、合金和金属复合结构中的一种或多种。
12、在本发明的一个实施例中，所述活性金属单质选自钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡中的一种或多种。
13、在本发明的一个实施例中，所述合金包括至少两种活性不同的金属。
14、在本发明的一个实施例中，所述合金包括金属镁和铂。
15、在本发明的一个实施例中，所述金属复合结构包括至少两种活性不同的金属。
16、在本发明的一个实施例中，所述金属复合结构包括核心结构和结合在所述核心结构表面的结合层，所述核心结构为第一金属，所述结合层为第二金属，所述第一金属，与所述第二金属活性不同。
17、在本发明的一个实施例中，所述核心结构的形状为球状、多面体状、多孔结构或棒状。
18、在本发明的一个实施例中，所述第一金属的金属活性强于氢的活性，即所述第一金属与水反应生成氢气。
19、在本发明的一个实施例中，所述第一金属选自钾、钙、钠、镁、铝、锌、镓、铁、锰和锡中的一种或多种。
20、在本发明的一个实施例中，所述第二金属的金属活性小于氢的活性。
21、在本发明的一个实施例中，所述第二金属选自铜、银、铂、金中的一种或多种。
22、在本发明的一个实施例中，金属复合结构颗粒尺寸分布均匀。
23、在本发明的一个实施例中，所述金属复合结构包括镁和铂的复合结构。
24、本发明第二个目的是提供一种装载活性金属微粒的高分子微球的制备方法，包括以下步骤：
25、步骤一，将高分子材料配制成高分子溶液；
26、步骤二，将步骤一所述高分子溶液与活性金属微粒混合，通过微球制备方法制备得到所述装载活性金属微粒的高分子微球。
27、在本发明的一个实施例中，步骤一中，所述高分子材料为可加工成微球的原料。
28、在本发明的一个实施例中，步骤一中，所述高分子材料选自明胶、聚乙烯醇、壳聚糖、可降解聚氨酯、丝素蛋白、胶原、海藻酸和可降解淀粉中的一种或多种。
29、在本发明的一个实施例中，所述高分子溶液包括可进行物理聚合、化学聚合或生物聚合的高分子溶液。
30、在本发明的一个实施例中，所述化学聚合包括交联、接枝。
31、在本发明的一个实施例中，步骤二中，所述微球制备方法包括微流控平台或反相微乳法。
32、在本发明的一个实施例中，步骤二中，所述活性金属微粒还包括对活性金属微粒表面进行钝化处理。使活性金属微粒表面钝化，从而减少原料在制备过程中的损耗，提高产率，并提高产物质量。
33、在本发明的一个实施例中，所述活性金属微粒表面钝化为活性金属微粒表面完全钝化或活性金属微粒表面部分钝化。
34、在本发明的一个实施例中，所述钝化处理的方法为：用碱性溶液浸泡活性金属微粒，使活性金属微粒表面钝化；或将活性金属微粒置于氧气环境下，使活性金属微粒表面钝化。
35、在本发明的一个实施例中，所述浸泡的时间为0～120分钟。
36、在本发明的一个实施例中，所述碱性溶液处理活性金属微粒的时间为0～5分钟，5分钟～15分钟，15分钟～30分钟，30分钟～40分钟，40分钟～50分钟，50分钟～60分钟，60分钟～70分钟，70分钟～80分钟，80分钟～90分钟，90分钟～100分钟，100分钟～110分钟，110分钟～120分钟。
37、在本发明的一个实施例中，所述碱性溶液的ph值为7.0～14.0。
38、在本发明的一个实施例中，所述碱性溶液的ph为7.0～7.5、7.5～8.0、8.0～8.5、8.5～9.0、9.0～9.5、9.5～10.0、10.0～10.5、10.5～11.0、11.0～11.5、11.5～12.0、12.0～12.5、12.5～13.0、13.0～13.2、13.2～13.5、13.5～13.7、13.7～14.0。
39、在本发明的一个实施例中，所述碱性溶液的浓度不小于1m。
40、在本发明的一个实施例中，所述碱性溶液选自氢氧化钠和/或氢氧化钾。
41、在本发明的一个实施例中，还包括对所得装载活性金属微粒的高分子微球进行固化处理。
42、在本发明的一个实施例中，所述固化处理选自光固化、热固化、x-射线固化、超声波固化和冷冻固化中的一种或多种；所述光固化为紫外辐照固化。
43、本发明第三个目的是提供一种栓塞剂，包括所述装载活性金属微粒的高分子微球。
44、在本发明的一个实施例中，所述栓塞剂还包括分散剂。
45、在本发明的一个实施例中，所述分散剂为水性溶剂。
46、在本发明的一个实施例中，所述分散剂选自生理盐水、等渗中性缓冲液、葡萄糖溶液中的至少一种。
47、本发明第四个目的是提供一种栓塞剂的制备方法，包括以下步骤：将装载活性金属微粒的高分子微球干燥、冷冻，得到所述栓塞剂。
48、在本发明的一个实施例中，所述干燥选自烘干、冷冻干燥和晾干中的任一种。
49、本发明第五个目的是提供一种肿瘤栓塞剂，包括所述栓塞剂；所述肿瘤栓塞剂通过动脉介入给药的方式，在病灶部位形成栓塞。
50、本发明第六个目的是提供一种冻干粉，包括所述栓塞剂。
51、本发明所述装载活性金属微粒的高分子微球具有以下有益效果：
52、1)本发明提供的装载活性金属微粒的高分子微球，能够实现病灶部位的血管栓塞，从而阻断养分供应，达到栓塞治疗的效果。其中活性金属微粒在接触病灶部位微酸性环境后，能够缓慢发生反应，持续产生氢气。肿瘤酸性微环境会导致肿瘤转移、肿瘤血管生成、增强肿瘤耐药性等一系列负面症状，本发明提供的装载活性金属微粒的高分子微球，在肿瘤酸性微环境中反应产生氢氧化物和氢气，其中氢氧化物能够调节肿瘤部位的ph，改善肿瘤酸性微环境，减少肿瘤转移、血管生成、耐药性等发生的概率。另外，产生的氢气可以选择性地清除高度细胞毒性的氧自由基[羟基自由基(·oh)和过氧亚硝酸阴离子(onoo-)]，破坏细胞内氧化还原平衡，诱导肿瘤细胞凋亡，能够调节炎症反应，从而起到对肿瘤的治疗效果；同时氢气分子能够抑制肿瘤线粒体功能，抑制细胞正常能量代谢，引发肿瘤细胞死亡；并且能够同时保留生理所需的ros用于正常细胞信号传导，毒副作用较低。本发明所述装载活性金属微粒的高分子微球能够温和持续的产生氢气和氢氧化物，具有改善肿瘤微环境和氢气治疗的双重功能。
53、2)本发明所述装载活性金属微粒的高分子微球制备方法简单，可批量生产，采用微流控工艺，产物可控且均一；干燥状态下性质稳定，易于储存和运输。制备过程中，将活性金属微粒表面钝化处理，提高制备效率，增加产率。
54、3)本发明所述肿瘤栓塞剂，结合高分子微球栓塞和氢气治疗的特点，相较于空白聚乙烯醇(pva)栓塞微球，疗效更好；并且，制剂本身给药过程在水相环境中进行，适应性和安全性更高，并且具有可降解的性质，在充分发挥栓塞和产氢功能后逐步降解，具有更好的生物安全性。
1.一种装载活性金属微粒的高分子微球，其特征在于，包括高分子微球骨架以及分布在所述高分子微球骨架内部的活性金属微粒。
2.根据权利要求1所述的高分子微球，其特征在于，所述活性金属微粒的长径小于或等于所述高分子微球的粒径。
3.根据权利要求2所述的高分子微球，其特征在于，所述活性金属微粒的长径为1nm～100μm。
4.根据权利要求2所述的高分子微球，其特征在于，所述高分子微球的粒径为10μm～500μm。
5.根据权利要求1所述的高分子微球，其特征在于，所述活性金属微粒的数量不少于1个。
6.根据权利要求1所述的高分子微球，其特征在于，所述活性金属微粒为活性金属单质、合金和金属复合结构中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的高分子微球，其特征在于，所述活性金属单质选自钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁和锡中的一种或多种。
8.根据权利要求6所述的高分子微球，其特征在于，所述合金包括至少两种活性不同的金属。
9.根据权利要求8所述的高分子微球，其特征在于，所述合金包括金属镁和铂。
10.根据权利要求6所述的高分子微球，其特征在于，所述金属复合结构包括至少两种活性不同的金属。
11.根据权利要求10所述的高分子微球，其特征在于，所述金属复合结构包括镁和铂的复合结构。
12.一种装载活性金属微粒的高分子微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述高分子材料选自明胶、聚乙烯醇、壳聚糖、可降解聚氨酯、丝素蛋白、胶原、海藻酸和可降解淀粉中的一种或多种。
14.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述微球制备方法包括微流控平台或反相微乳法。
15.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述活性金属微粒还包括对活性金属微粒表面进行钝化处理。
16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述活性金属微粒表面钝化为活性金属微粒表面完全钝化或活性金属微粒表面部分钝化。
17.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述钝化处理的方法为：用碱性溶液浸泡活性金属微粒，使活性金属微粒表面钝化；或将活性金属微粒置于氧气环境下，使活性金属微粒表面钝化。
18.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述浸泡的时间为0～120分钟。
19.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液的ph值为7.0～14.0。
20.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液的浓度不小于1m。
21.一种栓塞剂，其特征在于，包括权利要求1～11任一项所述的装载活性金属微粒的高分子微球。
22.一种栓塞剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
23.一种肿瘤栓塞剂，其特征在于，包括权利要求21所述栓塞剂。
24.一种冻干粉，其特征在于，包括权利要求21所述的栓塞剂。
