一种仿生抗菌肽递送系统及其制备方法和应用技术方案

本发明专利技术涉及一种仿生抗菌肽递送系统及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一种仿生抗菌肽递送系统及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及医药
，具体涉及一种仿生抗菌肽递送系统及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]烧伤
、
创伤及糖尿病足溃疡等病因造成的皮肤慢性创面治疗是临床难点之一
。
慢性创面不但给患者带来持久的身体和心理痛苦，也给社会造成了巨大的医疗负担
。
近年来研究表明，细菌生物膜是导致皮肤创面反复感染和经久不愈的主要原因
。
统计数据显示，
60%
‑
90%
的慢性创面中均有细菌生物膜形成，因细菌不断从其中释放引起持续或反复感染，引发过度炎症反应，最终导致创面迁延不愈
。
生物膜主要由细菌自身分泌的包括多糖
、
蛋白质
、DNA
等在内的细胞外基质（
extracellular polymeric substances, EPS
）所组成
。
细菌包裹在生物膜中，一方面可以通过生物膜的屏障作用有效抵抗药物的杀伤及机体免疫细胞的吞噬，通常杀灭生物膜细菌所需的抗生素剂量是游离细菌的
1000
倍以上；另一方面可以通过群体感应相互传递耐药基因，导致细菌耐药问题进一步加剧
。
因此，有效清除细菌生物膜对于临床创面治疗具有重要意义
。
[0003]目前用于治疗细菌生物膜的主要方法有：（1）外科清创术，最初可以有效清除创面上的生物膜，但研究表明在清创后
48
小时内，生物膜再次出现；（2）光热治疗
(
常用温度
≥60℃)
，但在杀伤生物膜的同时对周围正常组织也会造成一定损伤；（3）漂白剂及表面活性剂，但患者依从性较差且具有一定的细胞毒性
。
因此，迫切需要开发更有效和安全的方法来清除细菌生物膜
。
[0004]抗菌肽作为一种天然免疫防御物质，因其广谱抗菌活性及良好生物相容性，在多重耐药菌感染防治方面得到了广泛关注
。
我们的前期研究结果显示抗菌肽
KR
‑
12
对大肠埃希菌
、
金黄色葡萄球菌
、
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（
MRSA
）均具有良好的杀灭效果
。
但是，进一步研究结果表明
KR
‑
12
对细菌生物膜治疗效果欠佳
。
分析其原因主要有两个方面：（1）细菌生物膜的屏障作用（物理阻隔
、
外排泵
、
酶解反应等）阻碍了抗菌肽
KR
‑
12
的通过；（2）抗菌肽
KR
‑
12
容易降解失活，从而无法稳定到达细菌富集区域发挥作用
。
这些原因最终导致抗菌肽杀灭生物膜效率低下，从而限制了抗菌肽在临床上的直接应用
。
因此，如要实现抗菌肽
KR
‑
12
对细菌生物膜的有效杀灭亟需解决以下问题：（1）穿透性；（2）稳定性
。
[0005]纳米药物递送系统近年来引起了广泛关注，它具有以下优点：1）装载抗菌肽防止其降解失活，提高稳定性；2）粒径小（
~100nm
），在一定程度上能穿透生物膜的物理屏障（孔径：
125nm
‑
1000nm
）；3）比表面积大，能够充分与细菌接触而发挥作用
。
近年来学者应用金纳米颗粒
、
壳聚糖纳米颗粒等装载抗菌肽构建纳米递送系统，有效提高了抗菌肽的稳定性
。
但是，这些纳米体系的的穿透性仍不理想，且抗菌肽释放具有随机性，无法集中于细菌感染部位而发挥作用，存在抗菌肽使用剂量高
、
杀菌效率低
、
毒副作用大等缺点，与临床实际需求仍存在较大差距
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种仿生抗菌肽递送系统及其制备方法和应用，以解决现有纳米抗菌肽递送体系存在稳定性低
、
穿透性差和释放随机，导致抗菌肽使用剂量高
、
杀菌效率低
、
毒副作用大等问题，从而难以满足临床的实际需求
。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种仿生抗菌肽递送系统，包括明胶纳米颗粒，所述明胶纳米颗粒中装载有抗菌肽，所述明胶纳米颗粒的表面修饰有右旋糖酐
。
[0008]根据上述技术手段，由于生物膜内部细菌代谢活动而富含明胶水解酶，所以以明胶纳米颗粒（
Gelatin Nanoparticles, GNPs
）装载抗菌肽以构建酶响应抗菌肽递送系统，不但有效提高了抗菌肽的稳定性，而且可以使抗菌肽递送系统在细菌富集区域因明胶水解而“按需”释放，增加了杀菌效率，降低了毒副作用；同时以为细菌代谢提供能量，以及可以在葡糖基转移酶的作用下进入生物膜内部参与胞外多糖的合成的右旋糖酐作为修饰物，以仿生细菌“自我”所需的营养物质，形成“特洛伊木马”效应，从而有效促进了纳米递送系统穿透细菌生物膜的穿透性，因此，本专利技术的仿生抗菌肽递送系统，不仅具备良好的稳定性和穿透性，还具有“按需”释放特性，从而实现了对细菌生物膜的高效杀灭，为临床治疗细菌生物膜感染提供了新思路和新方向，在医药
具有推广应用价值
。
[0009]其中，本案专利技术人在研究过程中发现，生物膜内部由于细菌代谢活动而富含明胶水解酶
。
受此现象启发，设想选用明胶纳米颗粒装载抗菌肽
KR
‑
12
以构建酶响应抗菌肽递送系统，不但能提高
KR
‑
12
稳定性，而且可以使其在细菌富集区域因明胶水解而“按需”释放，增加杀菌效率而降低毒副作用
。
但是，实际试验中发现，明胶纳米颗粒穿透细菌生物膜的能力不够理想
。
[0010]本案专利技术人在研究过程中还发现，生物膜的屏障作用不仅是通过物理阻隔实现，更重要的是其具有“分子筛”功能，可以通过外排泵
、
静电作用
、
酶解反应阻碍抗菌药物等“非我”物质通过
。
因此，使得装载有抗菌肽的明胶纳米颗粒无法有效穿透生物膜
。
但是，细菌为维持自身代谢却可以选择性让所需营养物质穿透生物膜屏障
。
而右旋糖酐（
Dextran, Dex
）是细菌的主要营养物质之一，不仅为细菌代谢提供能量，还可以在葡糖基转移酶的作用下进入生物膜内部参与胞外多糖的合成
。
因此，右旋糖酐具备穿透细菌生物膜的特性
。
据此，推测右旋糖酐表面修饰可以仿生细菌所需营养物质，形成“特洛伊木马”效应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种仿生抗菌肽递送系统，其特征在于，包括明胶纳米颗粒，所述明胶纳米颗粒中装载有抗菌肽，所述明胶纳米颗粒的表面修饰有右旋糖酐
。2.
根据权利要求1所述的仿生抗菌肽递送系统，其特征在于，所述抗菌肽选自抗菌肽
KR
‑
12。3.
根据权利要求2所述的仿生抗菌肽递送系统，其特征在于，所述明胶纳米颗粒与所述抗菌肽
KR
‑
12
的质量比为
10:1。4.
根据权利要求1所述的仿生抗菌肽递送系统，其特征在于，所述装载有抗菌肽的明胶纳米颗粒与所述右旋糖酐的质量比为
1:2。5.
如权利要求1至权利要求4任一项所述的仿生抗菌肽递送系统的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
将明胶溶液的
pH
调节至
5.0~7.0
，在温度为
37~60℃
的条件下将明胶溶液搅拌至澄清，冷却，过滤得到滤液；向滤液中加入丙酮和戊二醛溶液进行交联反应；加入焦亚硫酸钠溶液，离心得到沉淀，洗涤沉淀，获得明胶纳米颗粒；
S2、
向抗菌肽溶液中加入明胶纳米颗粒，静置，透析，获得装载有抗菌肽的明胶纳米颗粒；
S3、
在冰浴条件下，用惰性气体去除右旋糖酐溶液中的氧气，然后加入装载有抗菌肽的明胶纳米颗粒，搅拌反应，透析，获得仿生抗菌肽递送系统
。6.
根据权利要求5所述的仿生抗菌肽递送系统的制备方法，其特征在于，所述
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘梦龙，罗高兴，邓君，张庆，贺丹枫，王颖，龚雅利，杨加彩，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军军医大学第一附属医院，
类型：发明
国别省市：