一种靶向抑制角膜病变的磁性石墨烯纳米复合凝胶及其制备方法和应用以及治疗方法技术

一种靶向抑制角膜病变的磁性石墨烯纳米复合凝胶及其制备方法和应用以及治疗方法，通过将高性能的磁性纳米凝胶材料引入到细胞内部作为磁感应受体，通过低强度（<30 mT）的远程磁场抑制技术，能够高效的抑制角膜内皮炎症相关因子的表达，极大的提高了磁抑制作用的靶向性与有效性，高效消除炎症细胞模型中的ROS，抑制炎症因子的表达，从分子层面调控角膜内皮炎症的发展，为临床角膜炎症相关疾病的治疗提供了新的策略。了新的策略。了新的策略。

【技术实现步骤摘要】
一种靶向抑制角膜病变的磁性石墨烯纳米复合凝胶及其制备方法和应用以及治疗方法


[0001]本专利技术涉及纳米生物材料与组织工程
，具体涉及一种靶向抑制角膜病变的磁性石墨烯纳米复合凝胶及其制备方法和应用以及治疗方法。

技术介绍

[0002]角膜是位于眼球壁最外面的透明、无血管的纤维膜，在眼球维持正常视觉的过程中起着非常重要的作用。但由于角膜的特殊位置，很容易受到外部病原微生物、化学物质的影响，从而产生角膜炎、角膜溃疡，并最终导致功能性失明。角膜病变是继白内障和青光眼后的全球第三大致盲性疾病，且患病人群主要是中青年，给社会带来了极大的负担。角膜病变，尤其是角膜内皮炎症导致的角膜病变，是一种不可逆的重大疾病，是当前眼科临床面临的瓶颈性挑战。这主要是因为成年人角膜内皮细胞失去了有丝分裂的能力，在生理状态下无法进行增殖活动。因此，一旦角膜内皮细胞因外界因素如炎症、外伤、手术等受到损伤或丢失，只能依靠邻近细胞的扩张、移行来填补缺损区。但当角膜内皮细胞密度小于临界的细胞密度（500个/mm2）时，残存的内皮细胞就不能进行代偿作用，即角膜内皮层无法保持原有的完整性，随之便会出现角膜基质层的水肿，角膜浑浊不透明，视力严重下降，并最终致盲。对于角膜内皮病变，目前临床上没有好的治疗方法。由于角膜内皮细胞位于角膜的最内层，在角膜上皮屏障作用下，各种药物很难达到内皮层。因此，如果能够通过一种无创的远程调控技术，高效抑制角膜内皮的炎症反应甚至增强其抵抗炎症的能力，就能为保持角膜的正常功能提供重要的医疗保障。
[0003]诱发角膜内皮细胞炎性反应的主要原因之一来源于房水中的活性氧（ROS）。房水中的ROS主要来自正常细胞代谢、炎症细胞、紫外线损伤等。当房水中ROS的量超过细胞自我还原调节水平时，会导致不可逆的炎症性细胞凋亡。ROS可激活核因子κB（NF
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κB），活化的NF
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κB转移至核内并激活特异基因的转录，如炎性细胞因子和趋化因子、可诱导型一氧化氮合酶（iNOS）、COX
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2及肿瘤坏死因子（TNF
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a），促进细胞内高迁移率族蛋白B1(HMGB1)的释放，进一步参与炎症反应并诱导细胞凋亡。
[0004]研究表明，磁场调控对哺乳动物的细胞增殖、干细胞分化和神经元再生等均有一定的生物效应，能够在一定程度上抑制细胞的凋亡和炎症的产生。但是目前临床上能够运用的磁场刺激技术存在着磁场强度过高（>1T）而产生的毒副作用大、靶点不明确、治疗效果差等显著缺点，使得磁刺激技术只能在经颅磁刺激等有限的领域得到一定的应用。

技术实现思路

[0005]针对目前临床上对于角膜炎症相关疾病缺乏有效的治疗手段等瓶颈挑战，本专利技术提供了一种靶向抑制角膜病变的磁性石墨烯纳米复合凝胶及其制备方法和应用以及治疗方法，通过简便易操作的磁抑制技术，有望为临床角膜内皮炎症相关的疾病的治疗提供新的思路和干预手段。
[0006]本专利技术采用的技术解决方案是：一种靶向抑制角膜病变的磁性石墨烯纳米复合凝胶,所述的磁性石墨烯纳米复合凝胶由磁性石墨烯纳米复合物和粘弹剂超声混匀得到，所述的磁性石墨烯纳米复合凝胶中磁性石墨烯纳米复合物的浓度为1.25
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3.5 mg/mL。
[0007]所述的粘弹剂为透明质酸钠。
[0008]一种靶向抑制角膜病变的磁性石墨烯纳米复合凝胶的制备方法，包括以下步骤：（1）磁性石墨烯纳米复合物的制备：将石墨粉与羧基化聚合物按比例混合后室温球磨，球磨结束后采用共沉淀法将磁纳米颗粒沉积到石墨烯纳米片上，得到磁性石墨烯纳米复合物；（2）磁性石墨烯纳米复合凝胶的制备：将合成的磁性石墨烯纳米复合物与透明质酸钠粘弹剂超声混匀，得到磁性石墨烯纳米凝胶。
[0009]所述的石墨粉与羧基化聚合物的质量比为1:5
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1:10。
[0010]所述的球磨的转速为350
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500 rpm，球磨的时间为3
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5h。
[0011]所述的磁纳米颗粒为Fe3O4。
[0012]所述的羧基化聚合物为羧基化聚乙烯醇、羧基化壳聚糖、聚丙烯酸、马来酸丙烯酸中的一种或几种。
[0013]一种磁性石墨烯纳米复合凝胶在制备治疗角膜病变的磁疗材料上的应用。
[0014]所述的角膜病变包括角膜内皮炎症、细菌性角膜溃疡、真菌性角膜炎、点状角膜炎、边缘性角膜溃疡中的的一种或几种。
[0015]一种靶向抑制角膜病变的方法，所述的方法包括以下步骤：将可注射式的磁性石墨烯纳米复合凝胶引入到角膜内皮，再施加10
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30mT的微弱磁场，即完成靶向磁抑角膜病变。
[0016]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种靶向抑制角膜病变的磁性石墨烯纳米复合凝胶及其制备方法和应用以及治疗方法，通过将高性能的磁性纳米凝胶材料引入到细胞内部作为磁感应受体，通过低强度（<30 mT）的远程磁场抑制技术，能够高效的抑制角膜内皮炎症相关因子的表达，极大的提高了磁抑制作用的靶向性与有效性，高效消除炎症细胞模型中的ROS，抑制炎症因子的表达，从分子层面调控角膜内皮炎症的发展，为临床角膜炎症相关疾病的治疗提供了新的策略。
附图说明
[0017]图1 为所制备的磁性石墨烯纳米凝胶及其透射电镜图；其中图1（a）为外加磁场作用对于所制备的磁性石墨烯纳米复合物分散液的影响；图1（b）为所合成的磁性石墨烯纳米凝胶；图1（c）为磁性石墨烯纳米材料的透射电镜图。
[0018]图2为磁性石墨烯纳米凝胶对于小鼠角膜内皮细胞的生物相容性检测结果。
[0019]图3为所构建的细胞磁抑制装置示意图。
[0020]图4为磁抑制作用后，小鼠角膜内皮细胞内活性氧释放量的变化。*P<0.05图5为磁抑制作用后，通过蛋白印迹法检测的炎症相关因子蛋白的表达结果图；其中图5（a）
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5（b）分别为磁刺激前后细胞内炎症相关蛋白COX
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2、NF
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kB和HMGB
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1的表达水平。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]下面结合附图以及具体实施例，可以更好地说明本专利技术。
[0023]实施例1.一种用于无创性抑制角膜炎症的磁抑制技术的纳米凝胶材料，其制备方法包括下述步骤：将石墨粉与羧基化聚合物按质量比1:5
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1:10的比例混合后置于球磨罐内。以350
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500 rpm的转速室温球磨3
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5个小时，得到亲水性石墨烯纳米片。随后通过共沉淀法，将磁纳米颗粒Fe3O4沉淀到石墨烯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种靶向抑制角膜病变的磁性石墨烯纳米复合凝胶,其特征在于,所述的磁性石墨烯纳米复合凝胶由磁性石墨烯纳米复合物和粘弹剂超声混匀得到，所述的磁性石墨烯纳米复合凝胶中磁性石墨烯纳米复合物的浓度为1.25
‑
3.5 mg/mL。2.根据权利要求1所述的靶向抑制角膜病变的磁性石墨烯纳米复合凝胶，其特征在于，所述的粘弹剂为透明质酸钠。3.一种权利要求1所述的靶向抑制角膜病变的磁性石墨烯纳米复合凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）磁性石墨烯纳米复合物的制备：将石墨粉与羧基化聚合物按比例混合后室温球磨，球磨结束后采用共沉淀法将磁纳米颗粒沉积到石墨烯纳米片上，得到磁性石墨烯纳米复合物；（2）磁性石墨烯纳米复合凝胶的制备：将合成的磁性石墨烯纳米复合物与透明质酸钠粘弹剂超声混匀，得到磁性石墨烯纳米凝胶。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的石墨粉与羧基化聚合物的质量比为1:5
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【专利技术属性】
技术研发人员：晏露，刘勇，王乐锋，黄萍萍，张文晶，
申请(专利权)人：温州医科大学，
类型：发明
国别省市：