一种酸性环境中可降解的表面涂层及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种酸性环境中可降解的表面涂层及其制备方法与应用，该涂层由5‑羟色胺氧化自聚而成，可粘附于多种类型的材料表面，且在酸性条件下可降解；其制备方法为：向醇氨混合溶液中加入一定量的5‑HT，同时放入待包裹的材料，室温搅拌数小时后，可在材料表面形成涂层；本发明专利技术的涂层具有制备简单、粘附性优异和在酸性条件下可降解等优点，可用于材料表面改性，药物递送等领域，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种酸性环境中可降解的表面涂层及其制备方法与应用
本专利技术涉及材料、纳米载体和纳米生物
，特别涉及一种酸性环境中可降解的表面涂层及其制备方法与应用。
技术介绍
肿瘤是严重危害人类健康的疾病之一，目前，肿瘤的治疗方法主要是化疗。化疗药物在临床上使用通常会存在严重的毒副作用，且治疗效率低下。因此，如何提高化疗药物的治疗效率，降低毒副作用，对其临床应用非常重要。肿瘤微环境是一种酸性的微环境，利用这种微酸性特点可设计出肿瘤微环境响应的纳米递药系统，如酸敏感的表面涂层覆盖在载药纳米粒表面，可保护载体系统中的药物，当在酸性环境中表面涂层降解后，包覆其中的药物得到释放，针对性的治疗肿瘤，通过这种方式可实现药物的控释，提高肿瘤局部的药物浓度，增加治疗效率，降低毒副作用。小分子化合物自聚反应具有制备简单、反应条件温和等优点，且小分子化合物自聚形成的涂层材料通常具有独特的物理化学性质，如2007年首次报道的聚多巴胺多功能涂层材料(Science2007，318：426-430)，其可以粘附在各种类型的材料表面，用于材料的功能改性。但是，这类表面涂层材料在酸性环境中比较稳定，且不具有酸敏性。通常，基于氧化自聚形成的表面涂层材料，其性质与小分子化合物的结构特征密切相关，如含负电基团的小分子化合物聚合形成的表面涂层通常带负电，含还原性连接基团的小分子聚合成的表面涂层易被氧化降解。因此，设计合适的小分子化合物作为反应原料，制备出具有酸敏性的涂层，在临床上具有重要的应用价值。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种酸性环境中可降解的表面涂层及其制备方法与应用，所述涂层具有很好的生物相容性、粘附性以及在酸性环境中可降解性，是一种酸敏性的涂层，可粘附于多种类型的材料表面，可对其进行表面改性或设计pH响应药物控释系统。为了达到上述目的，本专利技术首先提供了一种酸性环境中可降解的表面涂层，所述表面涂层为聚五羟色胺(PHT)，所述PHT由5-羟色胺氧化自聚而成。作为优选，所述PHT由5-羟色胺在醇氨混合溶液中氧化自聚而成；所述醇氨混合溶液中乙醇的体积百分数为10％-30％，氨水的浓度为1％-3％，所述5-羟色胺的质量浓度为0.5-5mg/mL。所述醇氨混合溶液中还加入稳定剂，所述稳定剂包括聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮和吐温中的一种或多种，所述稳定剂浓度为1wt％-2wt％。作为优选，所述表面涂层可通过调节5-羟色胺的氧化自聚反应时间来调节表面涂层在酸性环境中的可降解性，所述氧化自聚反应时间为2-24h。基于一个总的专利技术构思，本专利技术还提供了所述表面涂层的制备方法，包括以下步骤：S1、准备5-羟色胺盐酸盐溶液、醇氨混合溶液和待包裹的材料；S2、将所述待包裹的材料加入醇氨混合溶液中，加入5-羟色胺盐酸盐溶液，室温避光搅拌2-24小时；清洗，烘干后即可得包裹在材料上的表面涂层。作为优选，所述S1中醇氨混合溶液中乙醇的体积百分数为10％-30％，氨水的浓度为1％-3％，所述S2中5-羟色胺盐酸盐的质量浓度为0.5-5mg/mL。作为优选，当所述S1中待包裹的材料为纳米材料时，所述醇氨混合溶液中需要加入稳定剂，所述稳定剂包括聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮和吐温中的一种，所述稳定剂浓度为1wt％-2wt％。基于一个总的专利技术构思，本专利技术还提供了上述表面涂层及上述其制备方法制备得到的表面涂层在材料改性中的应用。基于一个总的专利技术构思，本专利技术还提供了上述表面涂层及上述制备方法制备得到的表面涂层在构建pH响应表面涂层中的应用。基于一个总的专利技术构思，本专利技术还提供了上述表面涂层及上述制备方法制备得到的表面涂层在构建肿瘤靶向药物释放中的应用。作为优选，所述表面涂层包裹肿瘤靶向药物，所述表面涂层在血浆及正常组织pH为7.2～7.4的环境中稳定存在，在pH为6.0～6.8的环境中发生降解。本专利技术上述方案有如下有益效果：1、本专利技术创新地发现5-羟色胺在特定条件下可发生氧化自聚反应，形成PHT，当体系中加入其它材料(如玻璃、塑料、锡箔纸、纳米粒等)时，PHT可粘附于材料表面，形成涂层，所述涂层具有优异的生物相容性、粘附性以及在酸性环境中可降解性，可对各种宏观或微观材料进行包裹并对其材料表面进行改性。2、本专利技术提供的一种酸性环境中可降解的表面涂层，可通过调节5-羟色胺的自聚反应时间来调节表面涂层的厚度和可降解性，自聚反应时间越短，涂层越薄，酸性环境中越容易降解，自聚反应时间越长，涂层越厚，酸性环境中越难以降解。3、本专利技术提供的一种酸性环境中可降解的表面涂层，可在酸性环境中被降解，且pH越低的环境中降解速率越快。4、本专利技术提供了一种酸性环境中可降解的表面涂层的制备方法，其只需将5-羟色胺加入醇氨的混合溶液中，搅拌一段时间即可氧化聚合得到PHT涂层，该涂层可控释药物，在酸性环境中释药，增加治疗效率。5、本专利技术提供的一种酸性环境中可降解的表面涂层可用于构建肿瘤微环境响应的药物控释纳米体系，使其在血浆及正常组织偏中性的环境下(pH7.2～7.4)稳定存在，保护药物，控制药物；而在肿瘤微酸性环境下(pH6.0～6.8)其发生降解，实现药物在肿瘤部位的控制释放。附图说明图1为本专利技术实施例1中PHT涂层包裹不同材料表面的宏观及微观图；图2为本专利技术实施例2中PHT涂层包裹宏观或微观材料后在不同pH环境中的降解行为图；图3为本专利技术实施例3中PHT包裹载DOX的介孔二氧化硅(MSN)后，不同pH环境中药物的释放曲线图；图4为本专利技术实施例4中PHT包裹载DOX的MSN后不同pH环境下MDA-MB-231细胞对其摄取情况图；图5为本专利技术实施例5中PHT包裹载DOX的MSN后载药纳米粒对细胞的毒性示意图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术涉及到的百分号“％”，若未特别说明，是指质量百分比；但溶液的百分比，除另有规定外，是指100ml溶液中含有溶质的克数。本专利技术所述重量份可以是μg、mg、g、kg等本领域公知的重量单位，也可以是其倍数，如1/10、1/100、10倍、100倍等。本专利技术针对现有的问题，提供了一种在酸性环境中可降解的表面涂层构建方法，该涂层具有很好的生物相容性、粘附性，以及在酸性环境中可降解性，pH越低的环境中降解越彻底；其制备方法简单，可粘附与多种类型的材料表面，对其进行表面改性或设计pH响应药物控释系统。以下实施例中，所采用的仪器及生产厂家的详细信息参见表1：表1主要仪器名称及生产厂家以下实施例中，所采用的主要试剂名称及生产厂家参见表2：表2主要试剂名称及生产厂家实施例1考察PHT在不同材料表面形成涂层的能力；本实施例的PHT涂层采用以下方法制备得到：...

【技术保护点】
1.一种酸性环境中可降解的表面涂层，其特征在于，所述表面涂层为聚五羟色胺，所述聚五羟色胺由5-羟色胺氧化自聚而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种酸性环境中可降解的表面涂层，其特征在于，所述表面涂层为聚五羟色胺，所述聚五羟色胺由5-羟色胺氧化自聚而成。


2.根据权利要求1所述的表面涂层，其特征在于，所述聚五羟色胺由5-羟色胺在醇氨混合溶液中氧化自聚而成；所述醇氨混合溶液中乙醇的体积百分数为10％-30％，氨水的浓度为1％-3％，所述5-羟色胺的质量浓度为0.5-5mg/mL。


3.根据权利要求2所述的表面涂层，其特征在于，所述醇氨混合溶液用于包裹纳米材料时还加入稳定剂，所述稳定剂包括聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮和吐温中的一种或多种，所述稳定剂浓度为1wt％-2wt％。


4.根据权利要求1或2所述的表面涂层，其特征在于，所述表面涂层可通过调节5-羟色胺的氧化自聚反应时间来调节表面涂层在酸性环境中的可降解性，所述氧化自聚反应时间为2h-24h。


5.一种如权利要求1-4中任意一项所述表面涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备5-羟色胺盐酸盐溶液、醇氨混合溶液和待包裹的材料，所述醇氨混合溶液中乙醇的体积百分数为10％-30％，氨水的浓度为1％-3％；
S2、将所述待包裹的材料加入醇氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：周文虎，朱皎皎，孟英才，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43