具有生物活性的明胶-聚乳酸胶束载药涂层的制备方法及其产品和应用技术

本发明专利技术涉及一种具有生物活性的明胶‑聚乳酸胶束载药涂层的制备方法及其产品和应用，通过对聚酯表面进行化学键共价改性，将明胶接枝于表面，然后将载有药物的明胶‑聚乳酸胶束化学交联于明胶涂层表面，在聚酯材料表面涂覆高稳定性的明胶‑聚乳酸胶束涂层。通过该方法制备的载药生物活性涂层不仅克服了合成高分子和天然高分子之间的界面相容性差的问题，且将具有针对性治疗效果的药物牢牢负载于支架表面，相比于常用物理涂覆方法涂层，该涂层具有与基体键合力强，涂层稳定、载药量高等优势。

Preparation, products and applications of gelatin-polylactic acid micellar drug-loaded coatings with bioactivity

The invention relates to a preparation method and product and application of a gelatin-polylactic acid micelle drug-loaded coating with biological activity. By covalently modifying the surface of polyester, the gelatin is grafted onto the surface, then the gelatin-polylactic acid micelle containing drugs is chemically crosslinked to the surface of the gelatin coating, and the gelatin-polylactic acid micelle coating with high stability is coated on the surface of polyester material. Layer. The drug-loaded bioactive coating prepared by this method not only overcomes the problem of poor interfacial compatibility between synthetic and natural polymers, but also firmly loads the targeted therapeutic drugs on the surface of the scaffolds. Compared with the common physical coating method, the coating has the advantages of strong bonding force with the matrix, stable coating and high drug loading.

【技术实现步骤摘要】
具有生物活性的明胶-聚乳酸胶束载药涂层的制备方法及其产品和应用
本专利技术属于纳米生物医药涂层材料领域，涉及一种具有生物活性的明胶-聚乳酸胶束载药涂层的制备方法及其产品和应用。
技术介绍
人工合成聚酯材料由于具有良好的生物相容性以及可降解性，被广泛应用于人体内植入骨支架材料及组织工程材料等方面。但是，人工合成聚酯材料缺乏活性功能基团，难以识别细胞信号分子，细胞与材料之间的细胞相容性差。因此，在聚酯基材料表面进行活化改性，不仅可以改善材料表面亲水性，增加组织相容性，而且可以引导受体细胞的增殖和分化。目前，针对聚酯基的表面活化改性，最行之有效的方法是对材料表面进行涂层，以涂层负载生物活性物质。但是常用物理涂层之间的界面结合力往往是范德华力，而范德华力作用力弱，涂层易脱落。化学法是通过化学键引入可与生物大分子反应的活性官能团，如在表面引入反应性官能团羟基、羧基或氨基等，然后与生物大分子反应。聚合物胶束是具有典型核-壳结构的纳米颗粒，疏水性药物可通过物理作用进入胶束内核，有效改善其水中溶解度。明胶-聚乳酸共聚物作为双亲性聚合物胶束载体具有显著的优势：（1）聚乳酸具有优良的生物相容性和生物降解性，在体内可被逐渐分解成乳酸，最终代谢产物为二氧化碳和水，是FDA批准的可用作注射用微胶囊、医用手术缝合线和微球等注射剂的辅料；明胶是由骨骼、皮肤、韧带以及软骨的胶原部分水解的产物，本身就是一种生物大分子，所以以明胶-聚乳酸共聚物作为药物载体安全性极好。（2）聚乳酸疏水内核可显著提高某些难溶性药物的溶解度，如白藜芦醇、紫杉醇等，适用于包载疏水性药物。（3）与普通表面活性剂相比，具有相对较低的临界胶束浓度值和较好的稀释稳定性。当明胶-聚乳酸胶束负载药物后，随着胶束的降解，可以达到药物在生物体内缓慢释放的效果。但是，合成高分子间与天然高分子间天然相互作用力弱，如何将明胶-聚乳酸胶束牢固涂覆于合成高分子表面是现代研究急需解决的课题。因此，在聚酯类材料表面涂覆高稳定性的明胶-聚乳酸胶束载药微球涂层具有较高的研究意义和应用价值。
技术实现思路
针对现有人工合成聚酯材料生物活性低，与组织亲和性差等缺点，本专利技术目的在于提供一种具有生物活性的明胶-聚乳酸胶束载药涂层的制备方法。本专利技术的再一目的在于：提供一种上述方法制备的具有生物活性的明胶-聚乳酸胶束载药涂层产品。本专利技术的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。本专利技术目的通过下述方案实现：一种具有生物活性的明胶-聚乳酸胶束载药涂层的制备方法，其特征在于，通过对聚酯表面进行化学键共价改性，将明胶接枝于其表面，然后将载有药物的明胶-聚乳酸胶束化学交联于明胶涂层表面，在聚酯材料表面涂覆高稳定性的明胶-聚乳酸胶束涂层，包括如下步骤：（1）聚酯材料表面处理：将聚酯基薄片浸泡在乙醇-水的混合液中超声2小时清洗，然后用大量去离子水冲洗，将清洗过的薄片置于1,6-己二胺和异丙醇的混合溶液中于454℃下反应5min后，于去离子水中浸泡12h，干燥后，得到氨基化的聚酯薄片；然后，将其置于1wt%的戊二醛溶液中，室温下反应3h，于去离子水中浸泡12h，干燥后，得醛基功能化聚酯薄片；最后将其置于浓度为1~10wt%的明胶溶液中交联反应24h，交联温度为4℃，清洗干燥得明胶接枝于表面的聚酯薄片；（2）明胶/聚乳酸载药胶束的制备：将3g明胶与12gL-丙交酯置于三口烧瓶中，抽真空1小时后，溶解在20mL的二甲基亚砜（DMSO）溶剂中，加热溶解后加入质量份0.5%的辛酸亚锡作引发剂，在氮气氛围中于85℃搅拌反应24小时；反应停止后将冷却后的反应液转移至透析袋中，透析2-3天，除去未参与反应的反应物和剩余催化剂；透析结束后，利用冷冻干燥机进行冷冻干燥，得到明胶-聚乳酸接枝共聚物；精确称取40.0mg明胶-聚乳酸共聚物和4.0mg所需负载药物，置于50mL单口烧瓶中，加入10mL乙腈溶解，在60℃下旋转蒸发半小时除去有机溶剂，真空干燥24h；加入10mL去离子水，在45℃下水化10分钟，水化结束后，将所得混悬液于15000r/min离心20分钟，经0.45μm规格的微孔滤膜过滤得到载有药物的聚合物胶束；（3）明胶-聚乳酸载药胶束涂层的制备：用无水乙醇配置一系列质量分数在1~50mg/mL的明胶-聚乳酸载药胶束悬液，在超声条件下分散后，取50~200µL胶束悬液滴至上述步骤（1）制备的明胶接枝于表面的聚酯薄片的表面上，置于4℃下干燥后，将上述膜片浸于1~5%的交联剂中，使明胶-聚乳酸胶束与明胶层进行交联反应，增加明胶-聚乳酸载药胶束涂层与聚酯薄片表面明胶层之间的界面结合力，浸泡10~60分钟后，用无水乙醇清洗样品3次，每次10分钟，去除样品中残留的交联剂，涂层支架冷冻干燥。其中，所述的聚酯材料为人工植入可降解聚酯基材料，包括为聚左旋乳酸（PLLA）、聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）、聚乳酸-己内酯（PLA-PCL）、聚乳酸-三亚甲基碳酸酯-乙交酯（PLTG）中的一种。所述的负载药物是促骨生长因子(rhBMP-2、TGF-β、bFGF)、紫杉醇、白藜芦醇、庆大霉素中的一种。所述的交联剂为京尼平（或称为：格尼泊素）、戊二醛、乙酸酐、二缩水甘油基乙醚、辛二亚氨酸甲酯中的一种。本专利技术提供一种具有生物活性的明胶-聚乳酸胶束载药涂层，根据上述任一所述方法制备得到。本专利技术提供一种具有生物活性的明胶-聚乳酸胶束载药涂层在应用于人体内植入骨支架材料及组织工程材料中的应用。通过该方法制备的载药生物活性涂层不仅克服了合成高分子和天然高分子之间的界面相容性差的问题，且将具有针对性治疗效果的药物牢牢负载于支架表面，相比于常用物理涂覆方法涂层，该涂层具有与基体键合力强，涂层稳定、载药量高等优势。该明胶-聚乳酸载药胶束涂层具有涂层与基体键合力强、生物相容性好，载药量高等特点。本专利技术制备的明胶-聚乳酸载药胶束涂层性能稳定，不易与基体剥离，载药量高，不仅克服了合成高分子和天然高分子之间的界面相容性差的问题，且将具有针对性治疗效果的药物牢牢负载于支架表面。本专利技术中的制备方法简单易行，可操作性强，成本低，可为进一步的生产提供便利。附图说明图1为实施例1所制备的聚乳酸膜片表面化学修饰明胶的SEM图；图2为实施例1所制备的聚乳酸膜片表面化学修饰明胶的FTIR图；图3为实施例1所制备的明胶-聚乳酸胶束的TEM图；图4为实施例1所制备的明胶-聚乳酸胶束的CMC图；图5为实施例2所制备的聚（乳酸-三亚甲基碳酸酯-乙交酯）膜片表面化学修饰明胶的SEM图。具体实施方式以下通过具体的实施例对本专利技术的技术方案作进一步描述。以下的实施例是对本专利技术的进一步说明，而不限制本专利技术的范围。实施例1一种具有生物活性的明胶-聚乳酸胶束载药涂层，通过对聚酯表面进行化学键共价改性，将明胶接枝于其表面，然后将载有药物的明胶-聚乳酸胶束化学交联于明胶涂层表面，在聚酯材料表面涂覆高稳定性的明胶-聚乳酸胶束涂层，按如下步骤制备：（1）聚酯材料表面处理：将聚乳酸薄片浸泡在20mL乙醇水的混合液中超声2小时清洗，然后用大量去离子水冲洗。首先将清洗过的薄片置于1,6-己二胺和异丙醇的混合溶液中于45ºC下反应5min后，于去离子水中浸泡12h，干燥后，得到氨基化的薄片；然后将其置于1wt%的戊二醛溶液中，室温下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有生物活性的明胶‑聚乳酸胶束载药涂层的制备方法，其特征在于，通过对聚酯表面进行化学键共价改性，将明胶接枝于其表面，然后将载有药物的明胶‑聚乳酸胶束化学交联于明胶涂层表面，在聚酯材料表面涂覆高稳定性的明胶‑聚乳酸胶束涂层，包括如下步骤：（1）聚酯材料表面处理：将聚酯基薄片浸泡在乙醇‑水的混合液中超声2小时清洗，然后用大量去离子水冲洗，将清洗过的薄片置于1,6‑己二胺和异丙醇的混合溶液中于454℃下反应5 min后，于去离子水中浸泡12h，干燥后，得到氨基化的聚酯薄片；然后，将其置于1 wt%的戊二醛溶液中，室温下反应3h，于去离子水中浸泡12h，干燥后，得醛基功能化聚酯薄片；最后将其置于浓度为1~10 wt%的明胶溶液中交联反应24h，交联温度为4℃，清洗干燥得明胶接枝于表面的聚酯薄片；（2）明胶/聚乳酸载药胶束的制备：将3g明胶与12g L‑丙交酯置于三口烧瓶中，抽真空1小时后，溶解在20 mL 的二甲基亚砜（DMSO）溶剂中，加热溶解后加入质量份0.5%的辛酸亚锡作引发剂，在氮气氛围中于85℃搅拌反应24小时；反应停止后将冷却后的反应液转移至透析袋中，透析2‑3天，除去未参与反应的反应物和剩余催化剂；透析结束后，利用冷冻干燥机进行冷冻干燥，得到明胶‑聚乳酸接枝共聚物；精确称取40.0 mg明胶‑聚乳酸共聚物和4.0 mg所需负载药物，置于50 mL单口烧瓶中，加入10 mL乙腈溶解，在60℃下旋转蒸发半小时除去有机溶剂，真空干燥24h；加入10 mL去离子水，在45℃下水化10分钟，水化结束后，将所得混悬液于15000 r/min离心20分钟，经0.45 μm规格的微孔滤膜过滤得到载有药物的聚合物胶束；（3）明胶‑聚乳酸载药胶束涂层的制备：用无水乙醇配置一系列质量分数在1~50 mg/mL的明胶‑聚乳酸载药胶束悬液，在超声条件下分散后，取50~200 µL胶束悬液滴至上述步骤（1）制备的明胶接枝于表面的聚酯薄片的表面上，置于4℃下干燥后，将上述膜片浸于1~5%的交联剂中，使明胶‑聚乳酸胶束与明胶层进行交联反应，增加明胶‑聚乳酸载药胶束涂层与聚酯薄片表面明胶层之间的界面结合力，浸泡10~60分钟后，用无水乙醇清洗样品3次，每次10分钟，去除样品中残留的交联剂，涂层支架冷冻干燥。...

【技术特征摘要】
1.一种具有生物活性的明胶-聚乳酸胶束载药涂层的制备方法，其特征在于，通过对聚酯表面进行化学键共价改性，将明胶接枝于其表面，然后将载有药物的明胶-聚乳酸胶束化学交联于明胶涂层表面，在聚酯材料表面涂覆高稳定性的明胶-聚乳酸胶束涂层，包括如下步骤：（1）聚酯材料表面处理：将聚酯基薄片浸泡在乙醇-水的混合液中超声2小时清洗，然后用大量去离子水冲洗，将清洗过的薄片置于1,6-己二胺和异丙醇的混合溶液中于454℃下反应5min后，于去离子水中浸泡12h，干燥后，得到氨基化的聚酯薄片；然后，将其置于1wt%的戊二醛溶液中，室温下反应3h，于去离子水中浸泡12h，干燥后，得醛基功能化聚酯薄片；最后将其置于浓度为1~10wt%的明胶溶液中交联反应24h，交联温度为4℃，清洗干燥得明胶接枝于表面的聚酯薄片；（2）明胶/聚乳酸载药胶束的制备：将3g明胶与12gL-丙交酯置于三口烧瓶中，抽真空1小时后，溶解在20mL的二甲基亚砜（DMSO）溶剂中，加热溶解后加入质量份0.5%的辛酸亚锡作引发剂，在氮气氛围中于85℃搅拌反应24小时；反应停止后将冷却后的反应液转移至透析袋中，透析2-3天，除去未参与反应的反应物和剩余催化剂；透析结束后，利用冷冻干燥机进行冷冻干燥，得到明胶-聚乳酸接枝共聚物；精确称取40.0mg明胶-聚乳酸共聚物和4.0mg所需负载药物，置于50mL单口烧瓶中，加入10mL乙腈溶解，在60℃下旋转蒸发半小时除去有机溶剂，真空干燥24h；加入10mL去离子水，在45℃下水化10分钟，水化结束后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何丹农，王杰林，于建树，王萍，金彩虹，
申请(专利权)人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31