【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗，涉及一种长效释氢支架及其制备方法和应用，具体涉及一种在介孔生物活性玻璃(csn@pha-mbg)支架上电喷涂聚羟基烷酸酯(pha)包裹的casi2纳米颗粒(csn)构建了一种新型的能够局部持续(长达1周)释放高剂量氢气(911毫升/克)的新型释氢支架的制备方法及其用于重塑衰老微环境改善老龄骨损伤修复的应用。
技术介绍
1、细胞衰老加速是导致衰老和疾病的主要原因之一。衰老的特征是细胞周期持续停滞和各种细胞独特的促炎分泌表型，这创造了一个衰老微环境(sme)，以负反馈循环驱动组织功能恶化，降低组织的自我修复能力。通常，sme会导致衰老过程中的骨质流失，并对老年人骨折/缺损的修复构成巨大挑战。随着人口老龄化的增加，改善甚至重塑sme以解决骨修复损伤问题变得越来越紧迫，但仍然具有很大的挑战性。
2、人们已经开发了两种抗衰老策略来管理衰老相关疾病，如老年性骨病和癌症，包括使用衰老药物裂解衰老细胞和使用衰老药物改变衰老相关分泌表型(sasp)。遗憾的是，由于缺乏抗衰老药物的选择性和普遍性，没有一种药物能有效地调节参与整个sme的不同类型sasp的衰老细胞，从而导致明显的毒副作用和有限的抗衰老效果。但值得注意的是，氢分子(h2)具有选择性清除羟基自由基(oh)等高氧化/毒性自由基的能力，是一种安全、有效、广谱的抗炎药。由于衰老与氧化应激密切相关，氢分子(h2)被发现对许多细胞(骨髓间充质干细胞、成纤维细胞和内皮细胞)和组织(脑、牙周组织、主动脉和视网膜)具有良好的抗衰老作用，而没有明显的毒副作用，表现出良好的选
3、在这项工作中，我们设计了一种新型的负载纳米casi2纳米颗粒(csn)的介孔生物活性玻璃(mbg)支架，用于局部和持续(长达1周)的高剂量h2(911毫升/gcsn)的释放，实现了sme的高效重建和促进损伤老龄骨的修复。csn的储氢量是水的4.6×104倍，聚羟基烷酸(pha)包裹的csn(csn@pha)的持续释氢能力(约一周)远远高于富氢水(约30min)。研究发现，持续的h2处理可普遍减轻sme的氧化应激，并通过抗炎途径有效地重塑多种衰老细胞的衰老相关分泌表型(sasp)，诱导巨噬细胞复极化为抗炎表型、bmscs募集、血管生成和成骨，从而支持损伤老龄骨修复。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一采用微波辅助化学溶出法制备了纳米casi2(csn)，所述的制备方法包括如下的步骤：
2、1.1)将质量配比为100：(50-1000)：(20-1000)：(20-1000)的casi2原料粉、改性剂、edta二钠盐和透明质酸钠在醇类溶剂中完全分散，得混合物；
3、其中，优选所述原料质量配比casi2原粉：pvp：edta二钠盐：透明质酸钠：乙二醇＝100：(50-1000)：(20-1000)：(20-1000)：20；
4、casi2原粉(尺寸范围可选2um-1000um，纯度可选90-99％)，尺寸优选为25um，原粉的纯度≥99％；
5、所述改性剂包括聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、聚乳酸和聚乙二醇中一种以上；
6、所述醇类溶剂作为分散剂包括有乙二醇和丙三醇中任何一种以上；
7、1.2)将混合物转移到高压灭菌器中，并使用微波合成器在加热，加热温度可选100-300℃，加热时间可选0.5-10h；
8、1.3)冷却至45-55℃后，在脉冲超声仪中粉碎，脉冲超声仪的功率可选100-1000w/cm2，且呈间歇式工作，工作：停歇时间＝1：(0.1-10)，超声破碎的时间可选10～500min；
9、1.4)离心去除大颗粒后收集上清液，洗涤，再次离心使其分散到乙醇中。
10、洗涤采用包括去离子水加乙醇或甲醇中任何一种或任意两种任何比例混合；如体积比为1:1的乙醇和水的混合液。
11、本专利技术的另外一个目的在于一种新型的负载纳米casi2纳米颗粒(csn)的介孔生物活性玻璃(mbg,mesoporous bioactive glass)支架，用于局部和持续(长达1周)的高剂量h2(911毫升/g csn)的释放，实现了sme的高效重建和促进损伤老化骨的修复。csn的储氢量是水的4.6×104倍，聚羟基烷酸(pha)包裹的csn(csn@pha)的持续释氢能力(约一周)远远高于富氢水(约30min)，方法如下：
12、一种长效释氢支架的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：
13、2.1)将聚醚f127(f127)、ca(no3)2·4h2o和tep依次溶解在含有0.5m盐酸的乙醇中；然后在上述溶液中加入正硅酸乙酯，猛烈搅拌，在40-100℃旋转蒸发，将粘性mbg溶胶均匀浸渍到聚氨酯海绵上；其中所述原料质量配比为f127：ca(no3)2·4h2o：tep：0.5m盐酸：乙醇：正硅酸乙酯＝4：(0.1-5)：(0.05-5)：(0.1-10)：50：(1-20)；
14、进一步，如：将4.0g的f127、0.76g的ca(no3)2.4h2o和0.23g的tep依次溶解在含有1.0g 0.5m盐酸的50毫升乙醇中。然后在上述溶液中加入5.2g正硅酸乙酯，猛烈搅拌24小时，在60℃旋转蒸发30分钟后，将粘性mbg溶胶均匀浸渍到定制的聚氨酯海绵上。
15、进一步的，如：猛烈搅拌时间可选10-100小时，旋转时间可选10-100分钟，模具可选定制的聚氨酯海绵或者其任意模具；
16、2.2)在400-800℃下焙烧得到mbg支架，煅烧时间可选2-10h；优选在600℃下焙烧6h；
17、2.3)采用静电喷涂法制备了csn@pha-mbg支架：将pha溶解于体积比为(1-10)：1的dcm/dmf溶液中，然后将csn和pha以0.05-5mg/ml的颗粒浓度均匀混合，形成csn@pha混合物；将csn@pha混合物喷洒在mbg支架上，施加5-50千伏的电压，在工作距离4-40厘米内产生静电场；
18、pha分子量为5000-50000da。
19、具体来说：以含50ug csn的csn@pha-mbg支架为例，采用静电喷涂法制备了csn@pha-mbg支架，将1.5mg聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基缬草酸)(pha，mw＝25,000da)溶解于10mldcm/dmf(8：2，体积/体积)溶液中；然后，将csn与pha溶液以0.5mg/ml的颗粒浓度均匀混合；超声分散后，将csn@pha混合物转入5ml注射器中，用22针头以0.05-2ml/h的速度喷洒在mbg支架上20min；施加18千伏的电压，在工作距离10厘米内产生静电场本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纳米CaSi2(CSN)的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下的步骤：
2.如权利要求1所述的纳米CaSi2(CSN)的制备方法，其特征在于，所述的改性剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乳酸和聚乙二醇中任何一种以上，和/或醇类溶剂为乙二醇和丙三醇中任何一种以上。
3.一种长效释氢支架的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：2.1)在介孔生物活性玻璃(MBG)支架的基础上，制备CSN@PHA-MBG支架：将PHA以10-500μg/mL的浓度溶解于体积比为(1-10)：1的DCM/DMF溶液中，然后将CSN和PHA以0.05-5mg/mL的颗粒浓度均匀混合，形成CSN@PHA混合物；将CSN@PHA混合物喷洒在MBG支架上，施加5-50千伏的电压，在工作距离4-40厘米内产生静电场；
4.如权利要求3所述的一种长效释氢支架的制备方法，其特征在于，步骤2.3中的喷洒速度为0.05-2mL/h，喷洒时间为5-60min，喷洒过程中MBG支架旋转。
5.一种长效释氢支架，其特征在于，所述的长效释氢支架采用如权利要求3或4任何
6.如权利要求5所述的一种长效释氢支架作为药物的用途，其特征在于，所述的药物长效释氢支架通过持续的氢释放用于改善衰老微环境持续的氢释放、阻止骨髓间充质干细胞的衰老、抗炎和/或抗衰老。
7.如权利要求6所述的长效释氢支架作为药物的用途，其特征在于，所述的药物长效释氢支架用于抑制包括IL-6、IL-7、IL-1α、IL-1β、IL-13和IL-15在内的典型SASP组分；
8.如权利要求6所述的长效释氢支架作为药物的用途，其特征在于，所述的典型血管包括有C1qR1/CD93、Endoglin/CD105和/或内皮抑素；所述的成骨因子为Reg3G、MMP-2、FetuinA和/或骨桥蛋白；所述的典型破骨因子为MMP-9和髓过氧化物酶。
...【技术特征摘要】
1.一种纳米casi2(csn)的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下的步骤：
2.如权利要求1所述的纳米casi2(csn)的制备方法，其特征在于，所述的改性剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乳酸和聚乙二醇中任何一种以上，和/或醇类溶剂为乙二醇和丙三醇中任何一种以上。
3.一种长效释氢支架的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：2.1)在介孔生物活性玻璃(mbg)支架的基础上，制备csn@pha-mbg支架：将pha以10-500μg/ml的浓度溶解于体积比为(1-10)：1的dcm/dmf溶液中，然后将csn和pha以0.05-5mg/ml的颗粒浓度均匀混合，形成csn@pha混合物；将csn@pha混合物喷洒在mbg支架上，施加5-50千伏的电压，在工作距离4-40厘米内产生静电场；
4.如权利要求3所述的一种长效释氢支架的制备方法，其特征在于，步骤2.3中的喷洒速度为0.05-2ml/h，喷洒时间...
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