本发明专利技术公开了一种酶响应释药聚L‑谷氨酸/壳聚糖的多孔复合微载体及其制备方法，以生物可降解性高分子PLGA和CS为原料，再对PLGA和CS分别进行甲基丙烯酸羟乙酯和马来酸酐改性修饰，在聚合物侧链引入双键；再通过乳液法制备多孔微载体前驱体，交联固化得到稳定的PLGA/CS多孔微载体；然后升温使L‑抗坏血酸棕榈酸酯自组装形成层状结构胶束并且负载药物，在L‑AP胶束溶液中加入多孔微载体，将混合溶液降温后即在多孔微载体孔隙中形成并负载纤维状L‑AP胶束，得到酶响应释药PLGA/CS多孔复合微载体。该微载体具有合适的开孔结构、良好的可注射性、负载细胞的良好潜力，适合用于调控炎症并促进组织缺损修复。
【技术实现步骤摘要】
酶响应释药聚L-谷氨酸/壳聚糖多孔复合微载体、其制备方法及其应用
本专利技术属于生物医用高分子材料
，具体涉及了一种酶响应释药聚L-谷氨酸/壳聚糖多孔复合微载体及其制备方法。
技术介绍
组织损伤环境下存在免疫炎症反应，干预炎症环境是促进组织修复的关键。炎性细胞浸润下容易延长炎症阶段，从而延缓组织修复甚至导致无法愈合。为了调控炎症，临床上通常采用口服布洛芬、阿司匹林等非甾体类抗炎药治疗法。但是，目前临床使用的抗炎药选择性大、全身副反应多，口服药物治疗会引起全身性副作用，对人体各个组织造成伤害。因此，为实现缺损组织修复同时消除炎症，需要开发负载抗炎药物的组织修复材料，促进组织修复的同时可局部给药以调控炎症，并且可以避免全身副反应。由于复杂的炎症需要适时、适地、适量进行药物干预，因此开发刺激响应性药物递送组织修复材料尤为重要。目前，用于响应外源性刺激的药物递送系统主要有热、磁、超声波、光、电响应系统等。但是，如高温、紫外光会造成细胞损伤，光照、磁场、弱电场的组织穿透力不够，超声波导致的细胞膜通透性增强可能会导致潜在危险。用于响应内源性刺激之一的酶响应系统，通过引入酶响应位点可以克服外源性刺激的缺陷，实现药物智能释放，以调控组织修复时的炎症。因此，可调控炎症的具有酶响应释药能力的组织修复材料有望实现更佳的修复效果。局部炎症导致基质金属蛋白酶(MMP)的过度表达，会降解大量细胞外基质，包括组织重塑所需的蛋白酶和生长因子。因此，MMP调节炎症过程的同时，其在炎症部位的表达水平也要受到严格控制。如芬兰赫尔辛基大学的Li等人将基质金属蛋白酶特异性降解的L-抗坏血酸棕榈酸酯(L-AP)与药物共载，并与药物进一步组装成介孔二氧化硅纳米粒子内部的水凝胶，可响应发炎的肠道的微环境而逐渐释放药物(Lietal.,Biomaterials,185(2018):322-332.)。Li等所用的L-抗坏血酸棕榈酸酯是由棕榈酸与L-抗坏血酸等天然成分酯化而成的两亲性分子，获得了美国食品药品监督管理局的认证。此外，如美国布莱根妇女医院的Joshi等通过自组装小分子两亲物单硬脂酸甘油三酯(TG-18)，开发了用于治疗关节炎的酶响应性水凝胶，并在体内外证明了药物在酶作用下得到响应性释放，且药物释放量与体内关节炎的严重程度相关(Joshietal.,Nat.Commun.,2018,9(1):1275.)。研究者们认为智能调节释药系统具有非常好的临床意义。但是，目前鲜有文献报导酶响应释药组织工程材料，如Joshi等仅验证了所制得的酶响应性水凝胶的刺激响应释药性能。常用的组织工程构建体有3D多孔支架、可注射水凝胶、微载体等。与其他组织修复构建体相比，微载体由于具有高比表面积和形状可塑性的特点，具有更好营养物质输送能力，同时微载体可通过微创技术实现缺损组织重建。此外，常用的组织工程原料有透明质酸、海藻酸钠、聚氨基酸、壳聚糖等。其中，聚氨基酸例如聚L-谷氨酸(PLGA)、聚天冬氨酸等，拥有优良的生物相容性和生物可降解性。PLGA是一种通过酰胺键人工合成的生物可降解性聚多肽，PLGA的降解产物为人体需要的氨基酸，不会导致体内局部pH过低从而产生炎症反应。除此之外，PLGA侧链有游离的羧基，可官能化赋予材料新的功能，是一种理想的组织工程材料。壳聚糖(CS)也被证明具有良好的生物降解性和生物相容性，在组织工程领域具有巨大的应用潜力。目前，可调控炎症并促进组织缺损修复的组织工程材料存在大量技术空白。
技术实现思路
为了解决现有技术问题，本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种酶响应释药聚L-谷氨酸/壳聚糖多孔复合微载体、其制备方法及其应用，针对组织缺损修复过程中的炎症调控，本专利技术提出制备负载L-抗坏血酸棕榈酸酯载药胶束的聚L-谷氨酸/壳聚糖多孔复合微载体，并将临床常用的非甾体类抗炎药布洛芬作为模型药物，其能通过酶智能响应释药手段调控炎症，同时实现缺损组织重建。本专利技术采用基体材料聚L-谷氨酸和天然多糖壳聚糖，能分别模拟细胞外基质组分-蛋白和糖胺多糖。本专利技术开发的酶响应释药聚L-谷氨酸/壳聚糖多孔复合微载体直径为200～300μm，孔径为20～40μm，可作为良好的组织工程材料通过微创技术植入炎症下缺损组织。本专利技术填补了可调控炎症并促进组织缺损修复的组织工程材料和技术空白。为达到上述专利技术创造目的，本专利技术采用如下技术方案：一种酶响应释药聚L-谷氨酸/壳聚糖多孔复合微载体，以聚L-谷氨酸(PLGA)和壳聚糖(CS)为基体材料，将聚L-谷氨酸和壳聚糖进行改性，获得具有双键修饰的甲基丙烯酸羟乙酯改性的聚L-谷氨酸(PLGA-g-HEMA)和马来酸酐改性的壳聚糖(MCS)，进而通过油包水(O/W)乳液法制得微载体前驱体，冻干、交联固化获得稳定的PLGA/CS多孔复合微载体；采用所述PLGA/CS多孔复合微载体，通过升降温将L-抗坏血酸棕榈酸酯(L-AP)自组装形成载药胶束，在PLGA/CS多孔微载体开孔中，原位形成封装药物的L-AP纤维状胶束，从而得到所述酶响应释药PLGA/CS多孔复合微载体和药物组装体。本专利技术在PLGA/CS多孔微载体的孔隙结构中原位形成纤维状胶束，纤维状胶束会被多孔微载体的孔壁束缚于微载体内，构成酶响应释药的PLGA/CS多孔复合微载体。作为本专利技术优选的技术方案，其直径为200～300μm，孔径为20～40μm。一种本专利技术酶响应释药聚L-谷氨酸/壳聚糖多孔复合微载体的制备方法，步骤如下：a.马来酸酐改性的壳聚糖制备过程：将壳聚糖溶解在甲酰胺和对甲苯磺酸中，然后在氮气保护下加入马来酸酐，投料比采用壳聚糖氨基和马来酸酐的摩尔比为1：(1.1-1.5)的比例，在反应完全后，利用丙酮进行沉降，抽滤，再溶于浓度为0.1±0.01mol/L碳酸氢钠溶液中，透析1～3天，冻干制得马来酸酐改性的壳聚糖(MCS)；b.甲基丙烯酸羟乙酯改性的聚L-谷氨酸的制备过程：将聚L-谷氨酸溶于二甲基亚砜、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶作为酯化催化剂，得到混合溶液，然后加入甲基丙烯酸羟乙酯，投料比采用聚L-谷氨酸的羧基、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶、甲基丙烯酸羟乙酯的摩尔比为1：(1-1.5)：(1-1.5)：(0.7-1)，透析3～7天并冻干后，获得甲基丙烯酸羟乙酯改性的聚L-谷氨酸(PLGA-g-HEMA)；c.微载体前驱体的制备过程：在所述步骤a中所得的马来酸酐改性的壳聚糖和在所述步骤b中所得的甲基丙烯酸羟乙酯改性的聚L-谷氨酸的质量比为8:1的比例，将马来酸酐改性的壳聚糖和甲基丙烯酸羟乙酯改性的聚L-谷氨酸溶于氢氧化钠溶液中，得到混合液，再将混合液加入到石油醚中搅拌并降温至-8～-18℃，待稳定后，除去石油醚，冻干，得到微载体前驱体；d.交联合成的PLGA/CS多孔微载体：将在所述步骤c中制备的微载体前驱体分散于二氯甲烷中，在氮气保护下，加入过量四甲基乙二胺，在反应1～2小时后，得到本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种酶响应释药聚L-谷氨酸/壳聚糖多孔复合微载体，其特征在于：以聚L-谷氨酸(PLGA)和壳聚糖(CS)为基体材料，将聚L-谷氨酸和壳聚糖进行改性，获得具有双键修饰的甲基丙烯酸羟乙酯改性的聚L-谷氨酸(PLGA-g-HEMA)和马来酸酐改性的壳聚糖(MCS)，进而通过油包水(O/W)乳液法制得微载体前驱体，冻干、交联固化获得稳定的PLGA/CS多孔复合微载体；采用所述PLGA/CS多孔复合微载体，通过升降温将L-抗坏血酸棕榈酸酯(L-AP)自组装形成载药胶束，在PLGA/CS多孔微载体开孔中，原位形成封装药物的L-AP纤维状胶束，从而得到所述酶响应释药PLGA/CS多孔复合微载体和药物组装体。/n
【技术特征摘要】
1.一种酶响应释药聚L-谷氨酸/壳聚糖多孔复合微载体，其特征在于：以聚L-谷氨酸(PLGA)和壳聚糖(CS)为基体材料，将聚L-谷氨酸和壳聚糖进行改性，获得具有双键修饰的甲基丙烯酸羟乙酯改性的聚L-谷氨酸(PLGA-g-HEMA)和马来酸酐改性的壳聚糖(MCS)，进而通过油包水(O/W)乳液法制得微载体前驱体，冻干、交联固化获得稳定的PLGA/CS多孔复合微载体；采用所述PLGA/CS多孔复合微载体，通过升降温将L-抗坏血酸棕榈酸酯(L-AP)自组装形成载药胶束，在PLGA/CS多孔微载体开孔中，原位形成封装药物的L-AP纤维状胶束，从而得到所述酶响应释药PLGA/CS多孔复合微载体和药物组装体。
2.根据权利要求1所述酶响应释药聚L-谷氨酸/壳聚糖多孔复合微载体，其特征在于：其直径为200～300μm，孔径为20～40μm。
3.一种权利要求1或2所述酶响应释药聚L-谷氨酸/壳聚糖多孔复合微载体的制备方法，其特征在于，步骤如下：
a.马来酸酐改性的壳聚糖制备过程：
将壳聚糖溶解在甲酰胺和对甲苯磺酸中，然后在氮气保护下加入马来酸酐，投料比采用壳聚糖氨基和马来酸酐的摩尔比为1：(1.1-1.5)的比例，在反应完全后，利用丙酮进行沉降，抽滤，再溶于浓度为0.1±0.01mol/L碳酸氢钠溶液中，透析1～3天，冻干制得马来酸酐改性的壳聚糖(MCS)；
b.甲基丙烯酸羟乙酯改性的聚L-谷氨酸的制备过程：
将聚L-谷氨酸溶于二甲基亚砜、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶作为酯化催化剂，得到混合溶液，然后加入甲基丙烯酸羟乙酯，投料比采用聚L-谷氨酸的羧基、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶、甲基丙烯酸羟乙酯的摩尔比为1：(1-1.5)：(1-1.5)：(0.7-1)，透析3～7天并冻干后，获得甲基丙烯酸羟乙酯改性的聚L-谷氨酸(PLGA-g-HEMA)；
c.微载体前驱体的制备过程：
在所述步骤a中所得的马来酸酐改性的壳聚糖和在所述步骤b中所得的甲基丙烯酸羟乙酯改性的聚L-谷氨酸的质量比为8:1的比例，将马来酸酐改性的壳聚糖和甲基丙烯酸羟乙酯改性的聚L-谷氨酸溶于氢氧化钠溶液中，得到混合液，再将混合液加入到石油醚中搅拌并降温至-8～-18℃，待稳定后，除去石油醚，冻干，得到微载体前驱体；
d.交联合成的PLGA/CS多孔微载体：
将在所述步骤c中制备的微载体前驱体分散于二氯甲烷中，在氮气保护下，加入过量四甲基乙二胺，在反应1～2小时后，得到稳定交联的PLGA/CS多孔微载体，冻干保存；
e.目标负载L-AP载药胶束的PLGA/CS多孔复合微载体的制备过程：
采用水和乙醇的体积比为1：(0.8-1)的混合溶液作为溶剂，将在所述步骤d...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹静波，朱熠南，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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