两亲性壳聚糖衍生物在离体供肾质量维护中的应用制造技术

本发明专利技术公开了两亲性壳聚糖衍生物在离体供肾质量维护中的应用，属于材料医学和生物医药领域。本发明专利技术发现两亲性的N

【技术实现步骤摘要】
两亲性壳聚糖衍生物在离体供肾质量维护中的应用


[0001]本专利技术属于材料医学和生物医药领域，涉及两亲性壳聚糖衍生物在离体供肾质量维护中的应用。

技术介绍

[0002]器官短缺是一个世界性的难题，心脏死亡后器官捐献(DCD)是扩大供者库的重要策略。然而，与脑死亡后器官捐献(DBD)相比，DCD的肾脏在移植后的存活率较低，受者易出现更多的并发症，如移植物功能延迟恢复(DGF)和急性排斥反应，这主要是由长时间的热缺血(WI)引起。近年研究表明低温机械灌注(HMP)是比传统静态冷储存(SCS)更好的DCD器官保存方式。灌注过程可以冲洗血管中的废物，减少储存过程中的能量消耗，并提供细胞代谢所需的营养。这可以促进WI后器官功能的恢复，并减轻随后的再灌注损伤。目前国际标准的肾脏HMP灌注液是KPS
‑
1，但其缺乏高能磷酸化合物和脂质代谢底物。不能满足HMP期间肾脏的营养需求，保存效果有限。因此，改进HMP灌注液具有重要的意义和临床价值。另一方面，移植的器官可能来自无症状感染的捐赠者，或者可能在获取或植入过程中受到污染，将灌注液携带天然的抗菌特性是非常有临床应用前景的。
[0003]线粒体损伤是移植细胞损伤的主要原因之一。缺血时氧化磷酸化不能有效进行，再灌注时会产生大量活性氧(ROS)，导致脂质过氧化时脂肪酸氧化，导致线粒体结构和功能严重受损。此外，4
‑
羟基
‑2‑
壬烯醛(4
‑
HNE)和丙二醛(MDA)是引起肾脏缺血再灌注损伤(IRI)的关键物质，这些反应性醛类比ROS具有更强的细胞毒性。
[0004]N
‑
(1,3
‑
苯并二恶唑
‑5‑
基甲基)
‑
2,6
‑
二氯苯甲酰胺(Alda
‑
1)是通过高通量筛选的方法筛选出的线粒体乙醛脱氢酶2(ALDH2)的小分子激活剂，可通过变构激活能够使ALDH2的活性增加30
‑
60％，激活野生型ALDH2并恢复近似野生型活性至ALDH2*2，并减少4
‑
HNE和其他醛类的蓄积，减少ROS产生、抑制炎症反应，在多种器官相关疾病中发挥着重要的保护作用，具备临床转化价值和成药潜力。但目前临床转化面临困难，Alda
‑
1不溶于水，在大多数有机溶剂中溶解度也不佳，Alda
‑
1在二甲基亚砜(DMSO)中溶解性最好。实践中Alda
‑
1在无水乙醇和聚乙二醇400(PEG400)中溶解度欠佳，也有使用N,N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)溶解的，但是，DMSO、DMF均具有毒性，根据2015版《中国药典》是无法应用于人体的，这导致临床应用和转化困难，更无法应用于HMP系统。
[0005]壳聚糖是甲壳素的脱乙酰产物，具有高度生物相容性、潜在的抗氧化性能和抗菌性能，以及易修饰的表面化学结构。壳聚糖是两亲性的，但质子氨基的存在有时会导致聚集体的不稳定。大量的活性氨基和羟基使其改性和功能化成为可能，即使在温和的条件下也是如此。与亲水和疏水基团连接等修饰可以提高壳聚糖的溶解性，使壳聚糖衍生物具有更稳定的两亲性特质，并可以形成具有核壳结构的自组装纳米球，从而提高不溶于水的药物在水中的溶解度，并作为向体内有效传递药物。季铵基团的修饰可以显着增加壳聚糖的正电荷，大大提高其水溶性，并增加体内和体外的抗菌活性。
[0006]然而目前壳聚糖衍生物的医学应用主要集中在以下几个方面：壳聚糖纳米粒子作
为抗肿瘤的药物载体发挥抗肿瘤作用；作为基因载体提高基因的转染效率；壳聚糖水凝胶作为组织工程的骨架进行细胞的3D培养或者促进组织再生；壳聚糖为基础制成的抗菌膜或者敷料促进感染伤口的愈合，尚无壳聚糖在器官质量维护方面的应用研究。

技术实现思路

[0007]本专利技术的首要目的在于解决Alda
‑
1难溶及现有溶解方法无法应用于临床的问题，提供一种新的增加Alda
‑
1溶解性的方法。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供一种改进的HMP灌注液。
[0009]本专利技术的再一目的在于提供所述的HMP灌注液在离体器官质量维护中的应用。
[0010]本专利技术利用壳聚糖为原料设计了一种具有良好生物相容性和抗菌活性的聚合物载体，即两亲性的N
‑
烷基化
‑
O
‑
(2
‑
羟基)丙基
‑3‑
三甲基氯化铵壳聚糖(N
‑
Alkyl
‑
O
‑
HTCC)。该化合物可以在水中自组装成球形纳米颗粒，并可将疏水性药物Alda
‑
1包封入核，N
‑
Alky
‑
O
‑
HTCC表现出良好的载药能力，从而大大提高了Alda
‑
1在水中的溶解度。且缓释行为不受低温环境的影响，这为其在离体肾脏HMP系统中的应用奠定了基础。纳米球自带较高的正电荷，且其平均粒径在低浓度时小于肾小球基底膜内皮窗孔，使其更容易穿过肾小球基底膜并到达肾小管上皮。N
‑
Alkyl
‑
O
‑
HTCC包载Alda
‑
1溶解于KPS
‑
1中，递送Alda
‑
1至肾小管上皮细胞，作用于线粒体，成功激活了肾脏的ALDH2，加速了醛类的清除。并且，N
‑
Alkyl
‑
O
‑
HTCC本身也表现出优异的抗氧化活性，它和Alda
‑
1协同作用，减轻了肾脏的氧化应激，从而减轻了缺血性损伤，更好地维护了离体肾脏质量。此外，N
‑
Alky
‑
O
‑
HTCC在体外良好的抗菌活性也被证实，它在HMP中的应用不仅为Alda
‑
1的临床转化带来了希望，还可以减少供体来源的感染，减轻器官的氧化损伤，在维护器官质量上有很好的应用前景，为壳聚糖的临床转化提供了更多的可能性，为DCD移植修复和HMP溶液的改进提供了指导。
[0011]本专利技术提供的增加Alda
‑
1溶解性的方法，为使用N
‑
Alky
‑
O
‑
HTCC包载Alda
‑
1，增加Alda
‑
1在含水溶液中的溶解度。
[0012]本专利技术提供的改进的HMP灌注液，含有Alda
‑1‑
N
‑
Alky
‑
O
‑
HTCC，Alda
‑1‑
N
‑
Alky
‑
O
‑
HTCC为包载Alda
‑
1的N...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增加Alda
‑
1溶解性的方法，其特征在于：所述的方法为使用N
‑
烷基化
‑
O
‑
(2
‑
羟基)丙基
‑3‑
三甲基氯化铵壳聚糖N
‑
Alky
‑
O
‑
HTCC包载Alda
‑
1，增加Alda
‑
1在含水溶液中的溶解度。2.根据权利要求1所述的增加Alda
‑
1溶解性的方法，其特征在于：所述的N
‑
Alky
‑
O
‑
HTCC通过包括如下步骤的方法制备：首先利用苯甲醛与壳聚糖反应生成壳聚糖席夫碱，再通过与3
‑
氯
‑2‑
羟丙基三甲基氯化铵反应，使壳聚糖上的羟基接枝季铵基，并在酸性条件下还原席夫碱形成O
‑
季铵化壳聚糖；O
‑
季铵化壳聚糖与癸醛反应，并在硼氢化钠的还原作用下，在壳聚糖C
‑
2位的氨基上接枝长链烷基，得到N
‑
Alky
‑
O
‑
HTCC。3.一种HMP灌注液，其特征在于：含有Alda
‑1‑
N
‑
Alky
‑
O
‑
HTCC，Alda
‑1‑
N
‑
Alky
‑
O
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：叶啟发，张秋艳，周威，钟自彪，胡前超，马强，
申请(专利权)人：武汉大学中南医院，
类型：发明
国别省市：