具有凝血酶响应性的纤溶涂层及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种具有凝血酶响应性的纤溶涂层，包括基材以及修饰在基材表面的聚多巴胺粘附层，聚多巴胺粘附层通过酰胺键与具有凝血酶响应性的纤溶纳米胶囊连接。本发明专利技术还公开了上述具有凝血酶响应性的纤溶涂层在制备抗血栓器械中的应用。本发明专利技术将具有凝血酶响应性的纤溶纳米胶囊引入到表面涂层中，该技术在人体植入血液接触材料方面有应用前景。

Fibrinolytic coating with thrombin responsiveness and its application

The invention relates to a thrombin responsive fibrinolytic coating, including a base material and a polydopamine adhesive layer modified on the surface of the substrate, and the polydopamine adhesive layer is connected with the fibrinolytic nano capsule with thrombin responsive through amide bond. The invention also discloses the application of the fibrinolytic coating with thrombin responsiveness in the preparation of antithrombotic instruments. The fibrinolytic nanocapsules with thrombin response are introduced into the surface coating. The technology has potential application in human blood contact materials implantation.

【技术实现步骤摘要】
具有凝血酶响应性的纤溶涂层及其应用
本专利技术涉及生物医用材料和高分子化学领域，尤其涉及一种具有凝血酶响应性的纤溶涂层及其应用。
技术介绍
材料引发血栓的生成是导致人体植入血液接触器件应用失败的主要原因之一，目前解决该问题的最主要途径是在材料表面修饰抗血栓涂层，涂层的主要抗血栓活性成分为肝素或抗血小板药物等活性分子。然而，抗血栓活性分子与血液的长期接触必然会引发血液系统的功能紊乱，伴随严重的并发症，如组织出血等。理想的抗血栓活性材料应具有血栓响应性，即只在凝血反应发生时启动抗血栓机制，这也更符合人体自身功能调节机制的运作模式。凝血酶是凝血反应过程中的特征性产物和主要驱动者，其对纤维蛋白原的酶解作用促使纤维蛋白聚集体(初生血栓)的产生。此外凝血酶还会反馈激活凝血级联过程上游的凝血因子，造成凝血反应的自加速。一些抗血栓药物及药物载体的设计中引入了凝血酶响应性能，使药物能够在血栓生成的部位释放药物。例如，在溶栓剂表面通过凝血酶底物多肽接枝上白蛋白，从而暂时掩蔽其纤溶活性，而在凝血酶产生的部位能够通过多肽的酶解而释放出活性溶栓剂(JournalofControlledRelease,177,42-50,2014)。又例如利用凝血酶的核酸适配体为交联点制备微气泡作为凝血酶响应性超声造影剂(Biomaterials,34,9559-9565,2013)。然而迄今为止凝血酶响应性的设计仅限于模型研究，无法实际应用。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种具有凝血酶响应性的纤溶涂层及其应用，本专利技术将具有凝血酶响应性的纤溶纳米胶囊引入到表面涂层中，该技术在人体植入血液接触材料方面有广泛应用前景。本专利技术提供了一种具有凝血酶响应性的纤溶涂层，包括基材以及修饰在基材表面的聚多巴胺粘附层，聚多巴胺粘附层通过酰胺键与具有凝血酶响应性的纤溶纳米胶囊连接。纳米胶囊以水凝胶为壳，其表面富含氨基，聚多巴胺粘附层富含邻苯羟基和醌基，可以与亲核性官能团如氨基或巯基等发生迈克尔加成及席夫碱反应，因此聚多巴胺粘附层和具有凝血酶响应性的纤溶纳米胶囊可通过上述反应形成酰胺键，从而连接起来。具有凝血酶响应性的纤溶纳米胶囊为核壳结构，其中核为组织型纤溶酶原激活剂，壳为凝血酶可降解的水凝胶，其制备方法包括以下步骤：将组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)、聚合单体和凝血酶可切断的多肽交联剂在引发剂和催化剂的作用下，在pH＝8-9的缓冲溶液中于0-37℃下进行自由基聚合反应，得到具有凝血酶响应性的纤溶纳米胶囊；其中，凝血酶可切断的多肽交联剂包括凝血酶可切断的多肽及其两端修饰的丙烯酰胺基团，聚合单体为丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺衍生物。进一步地，甲基丙烯酰胺衍生物为N-(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺或N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺。进一步地，凝血酶可切断的多肽的氨基酸序列如SEQIDNo.1-SEQIDNo.4所示。SEQIDNo.2中的Xaa代表Pip，其全称是4-氨基哌啶-4-羧酸，是除20种编码氨基酸之外的一种特殊的氨基酸。优选地，凝血酶可切断的多肽交联剂为：甲基丙烯酸-Gly-dPhe-Pro-Arg-Gly-Phe-Pro-Ala-Gly-Gly-Lys-甲基丙烯酸或丙烯酸-Gly-dPhe-Pro-Arg-Gly-Phe-Pro-Ala-Gly-Gly-Lys-丙烯酸，两端的甲基丙烯酸或丙烯酸依靠酰胺键与多肽连接。进一步地，组织型纤溶酶原激活剂和聚合单体的摩尔比为1:1500-6000；凝血酶可切断的多肽交联剂和单体的摩尔比为1:4-16。进一步地，丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺衍生物的摩尔比为1-1.5:1。进一步地，反应体系中，催化剂的浓度为10μg/mL-20μg/mL。进一步地，反应时间为5-6h。进一步地，引发剂为水溶性氧化还原引发剂过硫酸铵或过硫酸钾；催化剂为四甲基乙二胺。进一步地，缓冲溶液为碳酸氢钠缓冲液、PBS缓冲液或Tri-HCl缓冲液。以上纤溶纳米胶囊的制备方法中，丙烯酰胺与甲基丙烯酰胺衍生物通过静电力作用吸附带负电的溶栓蛋白t-PA的表面，并在溶栓蛋白t-PA表面发生原位自由基聚合反应，在交联剂存在条件下形成水凝胶壳层的同时包裹溶栓活性分子，形成纳米胶囊，该纳米胶囊具有三维网状结构的水凝胶壳以及位于其中的溶栓活性分子核。采用以上方法所制备的纳米胶囊，纳米胶囊的水凝胶外壳是以凝血酶可切断的多肽交联剂交联单体后形成的，在凝血酶存在的情况下，凝血酶会切断多肽中精氨酸-甘氨酸的连接键，因此水凝胶外壳会迅速降解，包裹在其中的t-PA被释放出来。t-PA释放速率与外界的凝血酶浓度成正比，与水凝胶外壳交联度成反比。改变凝血酶可切断的多肽交联剂和单体的摩尔比可以改变水凝胶的交联度。进一步地，聚多巴胺粘附层还化学键连接带有氨基或巯基的分子，带有氨基或巯基的分子选自半胱氨酸、聚乙二醇氨基、11-巯基十一胺和壳聚糖中的一种或几种。进一步地，具有凝血酶响应性的纤溶涂层的制备方法包括以下步骤：以pH为8～9的缓冲液为溶剂配制多巴胺溶液，然后将基材在多巴胺溶液中在0～37℃下浸泡6～24h，再将涂覆有多巴胺的基材在具有凝血酶响应性的纤溶纳米胶囊溶液中在0～37℃下浸泡8～24h。多巴胺在碱性水溶液中有氧气存在的情况下在材料表面的发生自聚形成聚多巴胺膜。以上方法还可以包括以下步骤：将修饰后的基材在含有氨基或巯基的分子的溶液中浸泡。分子中的氨基或巯基与聚多巴胺表面的邻苯羟基和醌基作用后被修饰到基材表面。进一步地，带有氨基或巯基的分子选自半胱氨酸、聚乙二醇氨基(PEG-NH2)、11-巯基十一胺和壳聚糖中的一种或几种。修饰半胱氨酸可使涂层表面具有抗污性能。进一步地，基材的材质为聚二甲基硅氧烷、聚氨酯、不锈钢、金、硅橡胶、乳胶、聚丙烯、聚氯乙烯、尼龙、硅、玻璃或钛合金。基材适用范围广泛，可以是任何一种聚多巴胺可粘附的基材。以上具有凝血酶响应性的纤溶涂层由具有化学反应性的聚多巴胺作为粘附层将凝血酶响应性纳米胶囊负载于基材表面得来，聚多巴胺粘附层的化学性能使其可以进行进一步的修饰。该涂层只在凝血酶的作用下可以被降解，并释放溶栓分子发挥溶栓功能，在凝血酶存在情况下，以恒定速率释放t-PA，释放速率与外界存在的凝血酶浓度成正比；当外界无凝血酶存在时，涂层稳定，不会发生降解。本专利技术还公开了上述具有凝血酶响应性的纤溶涂层在制备抗血栓器械中的应用。凝血酶存在时，溶解在正常血液环境中的纤溶涂层保持惰性，而当血栓生成并产生凝血酶时，启动纤溶系统，纤溶涂层所释放出的t-PA可促进纤溶反应，溶解纤维蛋白凝块(初生血栓)。基于该涂层制备的抗血栓器械表面具有凝血酶响应性(血栓响应性)的溶栓能力，避免了传统溶栓材料由于活性分子的长期暴露而引发一系列并发症这一弊端，在人体植入血液接触材料方面有应用前景。借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：1.本专利技术的纤溶涂层利用具有凝血酶响应性的纤溶纳米胶囊制成，纳米胶囊的制备方法简单，结构设计巧妙，以水凝胶为壳，其内包裹溶栓分子，利用凝血酶可切断的多肽作为交联剂，实现其对凝血酶的响应性。2.本专利技术的纤溶涂层只有在凝血反应发生并产生凝血酶的时候才激发纤溶功能，而在正常血液环境中会保持稳定惰性。3.本专利技术的纤溶涂层以聚多巴胺为粘附层，适用基材广泛。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有凝血酶响应性的纤溶涂层，其特征在于：包括基材以及修饰在基材表面的聚多巴胺粘附层，所述聚多巴胺粘附层通过酰胺键与具有凝血酶响应性的纤溶纳米胶囊连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有凝血酶响应性的纤溶涂层，其特征在于：包括基材以及修饰在基材表面的聚多巴胺粘附层，所述聚多巴胺粘附层通过酰胺键与具有凝血酶响应性的纤溶纳米胶囊连接。2.根据权利要求1所述的具有凝血酶响应性的纤溶涂层，其特征在于：所述具有凝血酶响应性的纤溶纳米胶囊为核壳结构，其中核为组织型纤溶酶原激活剂，壳为凝血酶可降解的水凝胶。3.根据权利要求1所述的具有凝血酶响应性的纤溶涂层，其特征在于：所述具有凝血酶响应性的纤溶纳米胶囊的制备方法包括以下步骤：将组织型纤溶酶原激活剂、聚合单体和凝血酶可切断的多肽交联剂在引发剂和催化剂的作用下，在pH＝8-9的缓冲溶液中于0-37℃下进行自由基聚合反应，得到所述具有凝血酶响应性的纤溶纳米胶囊；其中，所述凝血酶可切断的多肽交联剂包括凝血酶可切断的多肽及其两端修饰的丙烯酰胺基团，所述聚合单体为丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺衍生物。4.根据权利要求3所述的具有凝血酶响应性的纤溶涂层，其特征在于：所述甲基丙烯酰胺衍生物为N-(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺或N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈红，李丹，李聪，杜慧，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32