一种岩藻多糖包被的门控型介孔二氧化锰纳米载药系统的制备方法及其应用技术方案

一种岩藻多糖包被的门控型介孔二氧化锰纳米载药系统的制备方法，具体包括以下步骤：（1）介孔MnO

Preparation and application of a gated mesoporous manganese dioxide nano drug carrier system coated with fucoidan

【技术实现步骤摘要】
一种岩藻多糖包被的门控型介孔二氧化锰纳米载药系统的制备方法及其应用
本专利技术涉及医药，特别是一种岩藻多糖包被的门控型介孔二氧化锰纳米载药系统的制备方法及其应用。
技术介绍
体内血栓的形成可导致血管阻塞或闭塞，继而引发缺血性中风、急性心肌梗死和肺栓塞等事件。因此，快速清除血管内血栓以恢复正常组织或器官的血流供给是治疗这些疾病的关键。目前临床上通常采用静脉滴注纤溶药物进行溶栓，如链激酶，尿激酶，阿替普酶等。然而，全身应用溶栓药物容易引起出血等严重不良反应，对血栓患者的生命造成威胁。另一方面，纤溶药物存在给药剂量大、半衰期短、在体内易被清除等缺点。近年来，靶向递药系统的设计为治疗血栓提供了新思路。血栓部位存在大量的H2O2，活化的血小板，丰富的凝血酶和纤维蛋白等。通过设计一种靶向血栓并实现血栓微环境响应释药的纳米药物递送系统，可以将纤溶药物准确地递送至血栓部位，降低给药剂量的同时提高血栓部位的有效药物浓度，从而降低出血风险，提高溶栓的安全性。介孔二氧化锰（MnO2）纳米粒具有合适的粒径、大的孔径、良好的分散性。此外，二氧化锰能够催化血栓部位的H2O2产生O2。一方面，受损血管和活化的血小板产生的H2O2是进一步引发其他血小板活化和聚集的关键介质。且H2O2介导炎症蛋白的内皮表达，激活血小板-内皮相互作用，促进了炎症和血管阻塞性疾病的发展。另一方面，在血栓部位，由于血管阻塞常表现出乏氧的微环境，而在乏氧条件下，纤溶系统的活性会受到抑制，若改善乏氧可能会有利于抗血栓治疗。因此，将介孔二氧化锰用作纳米药物递送的载体，运载药物到达血栓部位，清除血栓微环境中双氧水的同时还可产生氧气以缓解血栓部位乏氧，增强抗血栓治疗效果。岩藻多糖（fucoidan）是一类以岩藻糖为主、含有多种单糖残基以及硫酸基的水溶性多糖，主要来源于褐藻。它具有多种生物学功能，如抗凝血、抗肿瘤、抗血栓、抗病毒、抗氧化和增强机体免疫机能等生理作用，且研究表明岩藻多糖可以食用，无毒，因此它被广泛地应用于现代食品和医药领域。而岩藻多糖对活化血小板表面高表达的P-选择素具有很强的亲和力。此外，在缺血组织中活化的内皮细胞也过度表达P-选择素。因此在血栓靶向递药系统的设计中可将岩藻多糖作为纳米载体的包封剂和靶向剂，防止药物泄露的同时使载药系统特定靶向血栓部位。含LVPRGS序列肽为凝血酶响应肽，可被凝血酶特异性切割。在此，本专利技术设计了一个凝血酶可降解的多肽序列GGLVPRGSGG，通过其连接二氧化锰和岩藻多糖，将岩藻多糖成功包被在介孔二氧化锰纳米粒子表面。在该递药系统中以纤溶药物尿激酶（uPA）作为模型药物，得到最终的纳米药物递送系统MnO2/uPA@pep-Fuco。当该递药系统进入血液循环后，可通过岩藻多糖特定靶向血栓部位，而血栓微环境中大量存在的凝血酶可对凝血酶响应肽进行切割，使得岩藻多糖从二氧化锰纳米粒表面脱离，释放包载的溶栓药物尿激酶，同时暴露的二氧化锰纳米粒催化双氧水产生氧气，清除双氧水的同时缓解了血栓部位乏氧，从而促进抗血栓治疗，但至今未见有公开报导。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供一种岩藻多糖包被的门控型介孔二氧化锰纳米载药系统的制备方法及其应用，可有效解决岩藻多糖包被的门控型介孔二氧化锰纳米载药系统的制备，实现在抗血栓药物中的应用问题。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是，一种岩藻多糖包被的门控型介孔二氧化锰纳米载药系统的制备方法，采用能催化双氧水产生氧气的介孔二氧化锰纳米粒作为基体材料，以纤溶药物尿激酶作为模型药物，并通过凝血酶可降解肽将岩藻多糖修饰在二氧化锰表面，构建具有血栓靶向、凝血酶响应释药的纳米药物递送系统，缓解血栓部位乏氧促进抗血栓治疗的药物，具体包括以下步骤：（1）介孔MnO2的合成：将十二烷基苯磺酸钠溶解于超纯水中，配制成浓度为0.4-2mol/L的十二烷基苯磺酸钠溶液20~40mL，在30-100℃油浴锅中搅拌10min，将浓度为0.1-0.4mol/L的高锰酸钾水溶液20~40mL，逐滴加入到十二烷基苯磺酸钠溶液中，继续搅拌30min，再逐滴加入浓度为2~4mol/L的硝酸20~100mL，成反应体系，继续搅拌3-6h，在10000~12000rpm离心5~20min，收集沉淀物；（2）介孔MnO2的修饰，包括氨基化修饰或羧基化修饰，其中所述的氨基化修饰是将MnO215mg分散于5~10mL无水甲醇中，加入75μL的3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES），密封避光搅拌12~72h，在10000~12000rpm离心5~20min收集沉淀物，所述的羧基化修饰是将MnO245mg分散于10mLN,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，加入96mg丁二酸酐，60mg的4-二甲氨基吡啶（DMAP），132μL三乙胺，密封避光搅拌12h，12000rpm离心5min收集沉淀物；（3）岩藻多糖接枝多肽（pep-Fuco）：将2~5mg的多肽溶于0.5-1mL无水甲酰胺中，并依次加入10μL2,4,6-三氯苯甲酰氯，10mg的4-二甲氨基吡啶（DMAP），10μL三乙胺，磁力搅拌使充分溶解，活化羧基30min，将10mg的岩藻多糖用1ml的无水甲酰胺超声溶解，逐滴加入到上述多肽体系中，避光密封，搅拌过夜8-12h，得岩藻多糖-多肽；（4）介孔MnO2修饰岩藻多糖-多肽复合物（MnO2@pep-Fuco）的制备：通过介孔MnO2表面的羧基或介孔MnO2表面的氨基和岩藻多糖-多肽的酰胺反应，将岩藻多糖修饰到MnO2表面，将5mgMnO2纳米粒，5mg岩藻多糖-多肽用1mL甲酰胺或800μL0.1M的pH为6.5的MES缓冲液分散，加入34-38.34mg碳二亚胺（EDC）和23.02-38.6mgN-羟基硫代琥珀酰亚胺（sulfo-NHS），磁力搅拌17-48h，10000-12000rpm离心5-20min，得沉淀物；（5）介孔二氧化锰纳米药物递送系统负载尿激酶（MnO2/uPA@pep-Fuco）的制备：称取5~20mg步骤(4)制备的沉淀物加入到2~40mLpH=7.4的PBS缓冲液中，超声分散1-2min得分散液，将尿激酶用pH为7.4的PBS缓冲液溶解后，逐滴加入到上述分散液中，4℃超声条件下反应1~5h，得岩藻多糖包被的门控型介孔二氧化锰纳米载药系统，所述的步骤(4)制备的沉淀物与尿激酶的质量比为1:1-4。本专利技术制备方法简单，原料丰富，易生产制备，所制备的该体系降低尿激酶给药剂量的同时增加了尿激酶在血栓部位的有效浓度，减少了全身出血等严重不良反应，提高了溶栓的安全性。另一方面，二氧化锰纳米粒可有效清除血栓部位的双氧水并产生氧气，缓解了血栓部位乏氧、抑制了血管炎症和血栓的进一步发展，有利于抗血栓治疗，是抗血栓药物上的创新，有显著的经济和社会效益。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的具体实施方式作详细说明。本专利技术在具体实施中，由以下实施例给出。实施例1一种岩藻多糖包被的门控型介孔二氧化锰纳米载本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种岩藻多糖包被的门控型介孔二氧化锰纳米载药系统的制备方法，其特征在于，采用能催化双氧水产生氧气的介孔二氧化锰纳米粒作为基体材料，以纤溶药物尿激酶作为模型药物，并通过凝血酶可降解肽将岩藻多糖修饰在二氧化锰表面，构建具有血栓靶向、凝血酶响应释药的纳米药物递送系统，缓解血栓部位乏氧促进抗血栓治疗的药物，具体包括以下步骤：/n（1）介孔MnO

【技术特征摘要】
1.一种岩藻多糖包被的门控型介孔二氧化锰纳米载药系统的制备方法，其特征在于，采用能催化双氧水产生氧气的介孔二氧化锰纳米粒作为基体材料，以纤溶药物尿激酶作为模型药物，并通过凝血酶可降解肽将岩藻多糖修饰在二氧化锰表面，构建具有血栓靶向、凝血酶响应释药的纳米药物递送系统，缓解血栓部位乏氧促进抗血栓治疗的药物，具体包括以下步骤：
（1）介孔MnO2的合成：将十二烷基苯磺酸钠溶解于超纯水中，配制成浓度为0.4-2mol/L的十二烷基苯磺酸钠溶液20~40mL，在30-100℃油浴锅中搅拌10min，将浓度为0.1-0.4mol/L的高锰酸钾水溶液20~40mL，逐滴加入到十二烷基苯磺酸钠溶液中，继续搅拌30min，再逐滴加入浓度为2~4mol/L的硝酸20~100mL，成反应体系，继续搅拌3-6h，在10000~12000rpm离心5~20min，收集沉淀物；
（2）介孔MnO2的修饰，包括氨基化修饰或羧基化修饰，其中所述的氨基化修饰是将MnO215mg分散于5~10mL无水甲醇中，加入75μL的3-氨丙基三乙氧基硅烷，密封避光搅拌12~72h，在10000~12000rpm离心5~20min收集沉淀物，所述的羧基化修饰是将MnO245mg分散于10mLN,N-二甲基甲酰胺中，加入96mg丁二酸酐，60mg的4-二甲氨基吡啶，132μL三乙胺，密封避光搅拌12h，12000rpm离心5min收集沉淀物；
（3）岩藻多糖接枝多肽：将2~5mg的多肽溶于0.5-1mL无水甲酰胺中，并依次加入10μL2,4,6-三氯苯甲酰氯，10mg的4-二甲氨基吡啶，10μL三乙胺，磁力搅拌使充分溶解，活化羧基30min，将10mg的岩藻多糖用1ml的无水甲酰胺超声溶解，逐滴加入到上述多肽体系中，避光密封，搅拌过夜8-12h，得岩藻多糖-多肽；
（4）介孔MnO2修饰岩藻多糖-多肽复合物的制备：通过介孔MnO2表面的羧基或介孔MnO2表面的氨基和岩藻多糖-多肽的酰胺反应，将岩藻多糖修饰到MnO2表面，将5mgMnO2纳米粒，5mg岩藻多糖-多肽用1mL甲酰胺或800μL0.1M的pH为6.5的MES缓冲液分散，加入34-38.34mg碳二亚胺和23.02-38.6mgN-羟基硫代琥珀酰亚胺，磁力搅拌17-48h，10000-12000rpm离心5-20min，得沉淀物；
（5）介孔二氧化锰纳米药物递送系统负载尿激酶的制备：称取5~20mg步骤(4)制备的沉淀物加入到2~40mLpH为7.4的PBS缓冲液中，超声分散1-2min得分散液，将尿激酶用pH为7.4的PBS缓冲液溶解后，逐滴加入到上述分散液中，4℃超声条件下反应1~5h，得岩藻多糖包被的门控型介孔二氧化锰纳米载药系统，所述的步骤(4)制备的沉淀物与尿激酶的质量比为1:1-4。


2.根据权利要求1所述的岩藻多糖包被的门控型介孔二氧化锰纳米载药系统的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）介孔MnO2的合成：将十二烷基苯磺酸钠溶解于超纯水中，配制成浓度为0.4mol/L的十二烷基苯磺酸钠溶液20mL，在30℃油浴锅中搅拌10min，将浓度为0.1mol/L的高锰酸钾水溶液20mL，逐滴加入到十二烷基苯磺酸钠溶液中，继续搅拌30min，再逐滴加入浓度为2mol/L的硝酸20mL，成反应体系，继续搅拌3h，在10000rpm离心20min，收集沉淀物；
（2）介孔MnO2的修饰，包括氨基化修饰或羧基化修饰，其中所述的氨基化修饰是将MnO215mg分散于5mL无水甲醇中，加入75μL的3-氨丙基三乙氧基硅烷，密封避光搅拌12h，在10000rpm离心20min收集沉淀物，所述的羧基化修饰是将MnO245mg分散于10mLN,N-二甲基甲酰胺中，加入96mg丁二酸酐，60mg的4-二甲氨基吡啶，132μL三乙胺，密封避光搅拌12h，12000rpm离心5min收集沉淀物；
（3）岩藻多糖接枝多肽：将2mg的多肽溶于0.5mL无水甲酰胺中，并依次加入10μL2,4,6-三氯苯甲酰氯，10mg的4-二甲氨基吡啶，10μL三乙胺，磁力搅拌使充分溶解，活化羧基30min，将10mg的岩藻多糖用1ml的无水甲酰胺超声溶解，逐滴加入到上述多肽体系中，避光密封，搅拌过夜8h；
（4）介孔MnO2修饰岩藻多糖-多肽复合物的制备：通过介孔MnO2表面的羧基和岩藻多糖-多肽上的末端氨基之间的酰胺反应，将岩藻多糖修饰到MnO2表面，将5mgMnO2纳米粒，5mg岩藻多糖-多肽用1mL甲酰胺中分散，加入38.34mg碳二亚胺和23.02mgN-羟基硫代琥珀酰亚胺，磁力搅拌48h，10000rpm离心20min，得沉淀物；
（5）介孔二氧化锰纳米药物递送系统负载尿激酶的制备：称取10mg步骤(4)制备的沉淀物加入到2mLpH为7.4的PBS缓冲液中，超声分散1min得分散液，将尿激酶用pH为7.4的PBS缓冲液溶解后，逐滴加入到上述分散液中，4℃超声条件下反应2h，得岩藻多糖包被的门控型介孔二氧化锰纳米载药系统，所述的步骤(4)制备的沉淀物与尿激酶的质量比为1:1。


3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张慧娟，张振中，瞿宏艳，侯琳，张红岭，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41