本发明属于生物医药领域，具体而言，涉及一种可膀胱灌注的纳米药物水凝胶复合体系及其应用。
背景技术：
1、膀胱作为人体与外界相通的储尿器，有其特殊的检查及给药方式。膀胱灌注作为膀胱疾病治疗的一种方式，药物可以直接作用于膀胱黏膜，对其他正常组织影响较小。膀胱灌注治疗不仅作为膀胱癌患者术后最常见的辅助治疗手段，也被用于治疗其他常见的膀胱疾病，如间质性膀胱炎、膀胱过度活动症、尿失禁、慢性尿路感染等。但近年来的研究表明膀胱灌注治疗并不能有效降低高级别膀胱肿瘤经尿道膀胱肿瘤切除术的术后复发率，对其他常见膀胱疾病的治疗效果也相对有限。
2、限制膀胱灌注疗效的原因是尿液对灌注药物持续的稀释冲刷，以及膀胱腔内存在多种生理屏障影响药物在病灶处的蓄积与吸收。其中，膀胱内腔面的粘液层作为第一道生理屏障，能阻碍药物的粘附与渗透。为提高药物在膀胱内的驻留时间，需要对药物改性，使其能与粘液层产生共价(氢键、静电吸附、二硫键)或非共价的相互作用，从而提高药物的粘液粘附性。但矛盾的是，药物对粘液层粘附性的增强会降低药物对粘液层的渗透性，使其困限于粘液层内，无法穿透至尿路上皮组织。因此，药物需要兼具“粘液粘附性”与“粘液渗透性”以克服粘液层的屏障作用。
3、尿路上皮屏障是第二道生物屏障。通常药物跨越尿路上皮屏障的模式为经细胞旁的被动扩散，但尿路上皮屏障的跨膜电阻远高于其他的上皮类屏障，因此，依赖于经细胞旁途径进行被动扩散的药物无法有效穿越尿路上皮屏障至膀胱组织深部。某些物理方法(热促渗)以及一些化学促渗剂能够破坏尿路上皮屏障，从而提高药物的被动扩散效率，却可能引发膀胱炎。具备主动渗透性能的载药体系能够克服被动扩散的低效限制，是药物高效穿透尿路上皮屏障至组织深部的最佳选择。
4、在膀胱灌注治疗中，具备主动渗透性能的载药体系能够克服被动扩散的低效限制，是膀胱灌注药物高效穿透尿路上皮屏障至组织深部的最佳选择,并且膀胱灌注药物需要能够长时间滞留于膀胱腔内，以实现长程的疗效。
5、膀胱灌注药物载体需要具备两个关键的能力，其一为膀胱黏液的粘附性，其二为对膀胱组织渗透的能力。在针对提高药物载体对黏液粘附性方面，一般采用将载体改性，比如将药物整体修饰成正电性，与带负电的黏液静电吸附，从而增强对黏液的粘附。但是，改性后的药物易“滞留”于黏液层而削弱了对膀胱组织的渗透。在促进药物对膀胱组织的渗透时采用主动渗透机制可以有效提高渗透效率。主动渗透的作用机制包括转胞吞、直接接触传递及自驱动三大类。其中，自驱动递送系统(微纳马达)因其组织渗透性强、药物荷载量高、动力不受细胞异质性干扰，近些年来成为了高渗性药物载体研究的热点。为了保证微纳马达能实现有效的定向运动，主流方式常采用在微纳马达表面不对称的修饰动力源或构建具有不对称形貌的微纳马达，此类微纳马达被称为“janus微纳马达”。janus微纳马达的构建方法包括逐层堆叠、部分屏蔽、暴露修饰等，但janus微纳马达的制备工艺要求高，产率低，副产物多，不利于临床转化，且具有以下两大问题：1)修饰方式的复杂：现有的janus微纳马达是运用各种方式将动力源不对称的修饰于表面，此种修饰方式需要将微纳马达的其中一半表面“屏蔽”，以达到“屏蔽”部分不会修饰有动力源的目的。修饰完毕后还需解除“屏蔽”，使微纳马达成为游离状态，由于修饰需要的步骤多，从而导致产率及副产物增多；2)janus微纳马达运动的不可控性：janus微纳马达的不对称修饰虽能使其产生有效运动，但是其运动的方向不确定。
6、因此，急需找到一种制备简单、回收率高、高粘附性、高渗透性的具有指引性的定向作用的膀胱灌注药物载体，提高药物在病灶处的蓄积与吸收，实现提高膀胱灌注的疗效。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种可膀胱灌注的纳米药物水凝胶体系及其应用，优化了微纳马达的构建方法，构建出一种具有高粘附性与渗透性的复合体，使纳米颗粒的定向运动具备可控性，同时提高了药物在病灶处的蓄积与吸收，提高膀胱灌注的疗效。
2、为了达到上述目的，本发明采用以下方案实现：
3、一方面，本发明提供一种复合体，包括水凝胶与脲酶修饰的纳米颗粒。
4、进一步地，所述复合体中，水凝胶溶胶-凝胶状态可随温度改变，常温时为溶胶状态，注射入膀胱温度升到35℃-37℃时转变为凝胶状态，具备相转变性能与黏膜粘附性。
5、进一步地，所述复合体中，纳米颗粒内可包载药物，其粒径上限为水凝胶的孔隙大小，无粒径下限。
6、在一些实施方式中，满足以上条件的水凝胶与纳米颗粒均可以用于构建本发明所述的具有高粘附性与渗透性的复合体，制备简单、实操性强、回收率高的同时，使纳米颗粒指引性地有序且定向运动，提高了灌注药物的有效浓度，并且对膀胱组织进行深度渗透。
7、进一步地，所述水凝胶包括泊洛沙姆407、壳聚糖、透明质酸盐、海藻酸盐中的任意一种或多种；所述水凝胶还包括崩解剂，所述崩解剂包括遇酸产气盐；所述遇酸产气盐包括碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸氢钙或碳酸氢钾中的任意一种或多种。
8、在一些实施方式中，列举了满足以上条件的几种水凝胶，但并不以所列举的种类为限。
9、优选地，所述水凝胶包括泊洛沙姆407，泊洛沙姆407的浓度为20％；所述遇酸产气盐包括碳酸氢钠。
10、在一些实施方式中，选择泊洛沙姆407的浓度为20％，在此浓度下，可以实现随温度变化而产生溶胶-凝胶状态的转变。
11、在一些实施方式中，对复合体中的水凝胶所使用的崩解剂进行了筛选，发现选择遇酸产气盐(碳酸氢钠)作为崩解剂时，使药物能充分起效的同时，水凝胶的分解速率最快，减少对尿路正常腔道的阻塞作用。
12、进一步地，使用对称修饰的方式，使脲酶均匀修饰于纳米颗粒表面；所述修饰方法为通过链接物将脲酶与纳米颗粒耦联。
13、在一些实施方式中，发明人对纳米颗粒进行脲酶修饰进行了表征研究，结果显示修饰后的脲酶活性与游离脲酶活性差异无统计学意义。
14、进一步地，所述纳米颗粒包括膜纳米颗粒、中空二氧化硅纳米、外泌体纳米中的任意一种或多种；所述链接物包括生物素-链和亲霉素-生物素、nhs-peg2-maleimide、n-(p-maleimidophenyl)isocyanate中的任意一种或多种。
15、优选地，所述纳米颗粒包括膜纳米颗粒；所述链接物包括生物素-链和亲霉素-生物素。
16、在一些实施方式中，列举了满足以上条件的几种纳米颗粒与链接物，但并不以所列举的种类为限，且链接物随纳米颗粒的性质不同而变化。
17、另一方面，本发明提供一种如上述技术方案任一项所述的复合体用于制备膀胱灌注药物的定向载体的制剂的用途，所述用途通过以下方式实现：将水凝胶作为载药平台，通过尿素的渗透形成浓度梯度，从而使水凝胶中修饰有动力源的纳米颗粒由于两侧推动力大小的不同而产生定向运动，使无序运动的纳米颗粒通过外部条件的限制，达到运动的有序且定向目的。
18、在一些实施方式中，对本发明构建的复合体对膀胱生理屏障与尿路上皮屏障的渗透性分别进行了测试，结果表明，本发明构建的复合体的黏液渗透效率高，且在一定范围内，随尿素浓度的增加，复合体对膀胱黏液的渗透性越强，进一步表明了本发明复合体在膀胱灌注中的可行性。
19、再一方面，本发明提供一种水凝胶用于制备膀胱灌注药物的定向载体的制剂的用途，所述水凝胶包载有脲酶修饰的纳米颗粒，所述纳米颗粒内可包载药物，其粒径上限为水凝胶的孔隙大小，无粒径下限。
20、再一方面，本发明提供一种纳米颗粒用于制备膀胱灌注药物的定向载体的制剂的用途，所述纳米颗粒内可包载药物，其粒径上限为水凝胶的孔隙大小，无粒径下限。
21、本发明的有益效果为：
22、1、发明人构建了一种水凝胶中包载有脲酶对称修饰的纳米颗粒的复合体，对膀胱黏液的粘附性高，渗透性强，降低了稀释冲刷的影响，提高了药物在病灶处的蓄积与吸收；
23、2、相比于不对称修饰的微纳马达，本发明复合体在具有制备简单、实操性强、副产物少、产率高、回收率高的特点的同时，保留了不对称修饰的纳米颗粒的定向运动能力，为临床转化提供了可能；
24、3、同时，本发明复合体增加了水凝胶，起到了指引性的定向运动作用，使纳米颗粒固定的从膀胱腔向膀胱壁运动。
25、4、尿素在复合体中通过被动扩散使复合体中形成由膀胱腔向膀胱壁递减的浓度梯度，在纳米颗粒两端形成不对称的浓度分布，纳米颗粒表面的脲酶分解尿素后，两端所受的推动力强度不同，由此引起了纳米颗粒在水凝胶中顺尿素浓度梯度的指引性定向运动。
26、5、本发明为膀胱灌注药物提供了一个新的概念，即将水凝胶作为载药平台，与脲酶修饰的纳米颗粒结合，构成了高粘附性与渗透性的复合体，使纳米颗粒有序且定向运动，提高了灌注药物的有效浓度，并且对膀胱组织进行深度渗透，为深部肿瘤组织的药物递送提供了可行的方案，也为膀胱灌注治疗提供了技术支撑与新的思路，具有良好的应用前景。
1.一种复合体，其特征在于，包括水凝胶与脲酶修饰的纳米颗粒。
2.如权利要求1所述的复合体，其特征在于，所述水凝胶溶胶-凝胶状态可随温度改变，常温时为溶胶状态，注射入膀胱温度升到35℃-37℃时转变为凝胶状态，具备相转变性能与黏膜粘附性。
3.如权利要求2所述的复合体，其特征在于，所述纳米颗粒内可包载药物，其粒径上限为水凝胶的孔隙大小，无粒径下限。
4.如权利要求3所述的复合体，其特征在于，所述水凝胶包括泊洛沙姆407、壳聚糖、透明质酸盐、海藻酸盐中的任意一种或多种；所述水凝胶还包括崩解剂，所述崩解剂包括遇酸产气盐；所述遇酸产气盐包括碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸氢钙或碳酸氢钾中的任意一种或多种。
5.如权利要求4所述的复合体，其特征在于，所述水凝胶包括泊洛沙姆407，泊洛沙姆407的浓度为20％；所述遇酸产气盐包括碳酸氢钠。
6.如权利要求5所述的复合体，其特征在于，使用对称修饰的方式，使脲酶均匀修饰于纳米颗粒表面；所述修饰方法为通过链接物将脲酶与纳米颗粒耦联。
7.如权利要求6所述的复合体，其特征在于，所述纳米颗粒包括膜纳米颗粒、中空二氧化硅纳米、外泌体纳米中的任意一种或多种；所述链接物包括生物素-链和亲霉素-生物素、nhs-peg2-maleimide、n-(p-maleimidophenyl)isocyanate中的任意一种或多种。
8.如权利要求7所述的复合体，其特征在于，所述纳米颗粒包括膜纳米颗粒；所述链接物包括生物素-链和亲霉素-生物素。
9.如权利要求1～8任一项所述的复合体用于制备膀胱灌注药物载体的制剂的用途，其特征在于，所述用途通过以下方式实现：将水凝胶作为载药平台，通过尿素的渗透形成浓度梯度，从而使水凝胶中修饰有动力源的纳米颗粒由于两侧推动力大小的不同而产生定向运动，使无序运动的纳米颗粒通过外部条件的限制，达到运动的有序且定向目的。
10.一种水凝胶用于制备膀胱灌注药物的定向载体的制剂的用途，其特征在于，所述水凝胶包载有脲酶修饰的纳米颗粒，所述纳米颗粒内可包载药物，其粒径上限为水凝胶的孔隙大小，无粒径下限。
