一种可控IL-4缓释聚乳酸多孔微球载体材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种可控IL

【技术实现步骤摘要】
一种可控IL
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4缓释聚乳酸多孔微球载体材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种可控IL
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4缓释聚乳酸多孔微球载体材料及其制备方法和应用，属于医用材料


技术介绍

[0002]种植体周围炎征是导致种植体松动失败的主要原因，发病率在28
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56％。种植体周围炎治疗的最终目标是终止炎症的进展和使暴露的植体表面再次发生骨结合。目前，常用的手术方式是骨移植术或引导骨再生技术(GBR技术)，这两种术式能有效地填补骨缺损，增加种植体周围新生骨量和再次骨结合率，从而阻止种植体周围炎对骨组织的继续损害使种植体的稳固性得到提高。然而，GBR技术需要用到大量的骨粉和骨膜，有研究认为，单纯使用骨粉治疗种植体周围炎时，种植体周围骨整合效果欠佳，并且骨粉骨膜的市场价格昂贵，因此，研发新型支架材料并结合自身机体促进骨组织再生对临床种植体周围炎导致的骨缺损具有重要意义。
[0003]骨组织工程技术是骨缺损治疗的最有效方式，它提供了一种供细胞黏附和保持其功能的支架。然而，当支架植入体内时，支架、细胞与宿主间的免疫排斥极大阻碍了临床应用转化。当材料植入体内时，其“表面的特异结构”及其”释放的活性组分”分别为激活生物学响应和成骨提供了相关的物理和化学信号，进而引发一系列的特异性生物学响应。作为骨替代品的生物材料一直被认为是可以触发宿主免疫反应的异物。传统的设计原则一直旨在通过制造惰性生物材料来最大限度地减少免疫反应。然而，随着骨免疫学及骨免疫微环境的提出，越来越多的研究证实了免疫反应在骨再生作用中的重要地位。它激发了生物材料从“免疫逃避”到“重新编程”的转变。骨免疫调节策略旨在使生物材料能够调节局部免疫环境，使其免于促炎，从而有利于愈合和再生。因此，材料自身物理结构及具有主动调节免疫的分子分别为激活巨噬细胞重编程和成骨提供了“物理信号”和“分子信号”。通过将“物理信号”与“分子信号”结合，有望设计并制备出具有主动调控免疫反应，进而实现材料结构与活性组分协同促成骨功效的生物支架。
[0004]因此，基于生物支架联合主动免疫调节功能是材料发展的新方向。巨噬细胞对骨愈合有实质性和长期性的贡献，是免疫调节骨再生的重要治疗靶标。不同功能的巨噬细胞对成骨作用有不同的影响。较早出现的巨噬细胞为促炎型的M1巨噬细胞，可以分泌炎性细胞因子进而抑制骨形成。而在较晚时间出现的巨噬细胞主要为抗炎型的M2巨噬细胞，通过分泌成骨细胞因子促进血管生成和诱导骨形成。巨噬细胞可以实现细胞由促炎型到抗炎型功能表型的转变。巨噬细胞在M1和M2之间转化，使其变得高度敏感并适应其环境。但目前研究中发挥作用的因子不能长期有效的释放，生物利用度差，持续作用时间短，阻碍了M2型巨噬细胞的应用。因此，构建可维持长期稳定释放巨噬细胞M2诱导因子的载体是首要解决的问题。
[0005]白细胞介素4(IL
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4)是M2型巨噬细胞的经典诱导剂。将IL
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4负载到支架材料上极
化巨噬细胞为M2型，可以抑制炎症反应，促进成骨分化。同时，IL
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4对募集到支架周围的成骨细胞具有促成骨作。但IL
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4作为细胞因子，半衰期短，直接负载到材料支架上无法保持活性，需要合适的载体对其包裹。脂质体因制作方法简单，含有与细胞膜相似的磷脂双分子层，一直作为药物缓释的载体。脂质体可以保护药物、提高药效、使药物具有靶向性。因此，使用脂质体作为IL
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4载体，可达到长效缓释的目的，在成骨免疫微环境中提供了“分子信号”。IL
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4与巨噬细胞表面IL
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4Rα/γ受体结合，激活下游信号通路，使M1型巨噬细胞极化为M2型。但直接将包裹了IL
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4的脂质体注射到骨缺损处，不能在骨缺损中起到支撑空间和承重的作用，并且不能长期滞留。因此，亟需一种生物支架可以提供一种可能的脂质体的应用方法在长期免疫重编程中发挥作用。用于修复口腔骨缺损的组织工程支架材料包括水凝胶、生物陶瓷和金属材料等，但水凝胶不能承受生物压力，生物陶瓷脆性较大，金属缺乏生物降解性。因此，仍然缺乏合适的载体将发挥作用的蛋白进行缓释并作用到局部损伤部位。口腔骨缺损存在腔隙狭小及不规则等特点，需要一种可注射、具有一定机械强度的生物支架并能通过化学键实现稳定负载，进而实现免疫微环境中巨噬细胞M1到M2的材料。聚乳酸PLLA因较强的机械性能和降解性能被广泛使用。支架几何形状在启动骨形成方面起着关键作用，这个过程被称为骨形成的几何诱导。传统的实心微球不能为细胞增殖提供足够的内部空间，细胞大多粘附在微球表面，在注射过程中，微球之间的压力和摩擦会诱导细胞的凋亡。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是：如何制备出能够主动调控免疫反应，实现材料结构与活性组分协同促成骨功效的生物支架。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了可控IL
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4缓释聚乳酸多孔微球载体材料，为一种负载有IL
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4的聚乳酸多孔微球，所述的IL
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4是由负载有IL
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4的脂质体进行NHS
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酯表面修饰后与胺化的聚乳酸多孔微球通过化学接枝生成酰胺键进行负载的。
[0008]优选地，所述聚乳酸多孔微球是以聚乳酸和聚乙烯醇为原料通过微流控技术制备而成，所述的聚乳酸为左旋聚乳酸PLLA、右旋聚乳酸PLDA和外消旋聚乳酸PDLLA中的至少一种。
[0009]优选地，所述脂质体包括卵磷脂、三油精和胆固醇，所述NHS
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酯的表面修饰所采用的NHS
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酯为DSPE
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PEG
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NHS，其中，PEG的分子量为2000～5000。
[0010]优选地，所述卵磷脂、三油精和胆固醇的质量比为7:2:1。
[0011]本专利技术还提供了上述的可控IL
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4缓释聚乳酸多孔微球载体材料的制备方法，包括如下步骤：
[0012]步骤1：采用微流控技术将含聚乳酸和聚乙烯醇的乳液制备成聚乳酸微液滴，该聚乳酸微液滴依次经过固化、破乳、洗涤、干燥后制得聚乳酸多孔微球；
[0013]步骤2：将步骤1制备所得的聚乳酸多孔微球与含六亚甲基二胺的溶液通过氨解反应进行胺基化，得到胺化的聚乳酸多孔微球；
[0014]步骤3：将IL
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4水溶液和含脂质体的溶液搅拌下乳化，得到负载有IL
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4的脂质体乳液，随后，加入含有DSPE
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PEG
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NHS的葡萄糖溶液搅拌乳化，再依次经过溶剂分离和纯化步骤得到NHS
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酯修饰的IL
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4脂质体。
[0015]步骤4：将胺化的聚乳酸多孔微球与NHS
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酯修饰的IL
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4脂质体在PBS缓冲液中搅拌反应，即得可控IL...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可控IL
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4缓释聚乳酸多孔微球载体材料，其特征在于，为一种负载有IL
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4的聚乳酸多孔微球，所述的IL
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4是由负载有IL
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4的脂质体进行NHS
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酯表面修饰后与胺化的聚乳酸多孔微球通过化学接枝生成酰胺键进行负载的。2.如权利要求1所述的可控IL
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4缓释聚乳酸多孔微球载体材料，其特征在于，所述聚乳酸多孔微球是以聚乳酸和聚乙烯醇为原料通过微流控技术制备而成，所述的聚乳酸为左旋聚乳酸PLLA、右旋聚乳酸PLDA和外消旋聚乳酸PDLLA中的至少一种。3.如权利要求1所述的可控IL
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4缓释聚乳酸多孔微球载体材料，其特征在于，所述脂质体包括卵磷脂、三油精和胆固醇，所述NHS
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酯的表面修饰所采用的NHS
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酯为DSPE
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PEG
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NHS，其中，PEG的分子量为2000～5000。4.权利要求1～3中任意一项所述的可控IL
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4缓释聚乳酸多孔微球载体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：采用微流控技术将含聚乳酸和聚乙烯醇的乳液制备成聚乳酸微液滴，该聚乳酸微液滴依次经过固化、破乳、洗涤、干燥后制得聚乳酸多孔微球；步骤2：将步骤1制备所得的聚乳酸多孔微球与含六亚甲基二胺的溶液通过氨解反应进行胺基化，得到胺化的聚乳酸多孔微球；步骤3：将IL
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4水溶液和含脂质体的溶液搅拌下乳化，得到负载有IL
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4的脂质体乳液，随后，加入含有DSPE
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PEG
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NHS的葡萄糖溶液搅拌乳化，再依次经过溶剂分离和纯化步骤得到NHS
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酯修饰的IL
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4脂质体。步骤4：将胺化的聚乳酸多孔微球与NHS
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酯修饰的IL
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4脂质体在PBS缓冲液中搅拌反应，即得可控IL
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4缓释聚乳酸多孔微球载体材料。5.如权利要求4所述的可控IL
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4缓释聚乳酸多孔微球载体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中含聚乳酸和聚乙烯醇的乳液是由聚乳酸的二氯甲烷溶液和聚乙烯醇的水溶液通过超声振动乳化后制得；所述制备聚乳酸微液滴采用具有同轴双通道的微流控装置进行制备，具体过程包括：以聚乙烯醇水溶液为连续相，通入同轴双通道的外通道，含聚乳酸和聚乙烯醇的乳液为分散相，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙扬，余优成，崔文国，刘文娟，杨斐，周倩蓉，杜亚伟，吴兴文，李瑞雪，宋亮，孙健，毕玮，
申请(专利权)人：复旦大学附属中山医院，
类型：发明
国别省市：