【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医用水凝胶制备领域，具体是一种用于治疗心肌梗死的负载镁修饰黑磷纳米片的pva基ros响应性复合水凝胶及其制备方法和应用。
技术介绍
1、心肌梗死是危害人类生命健康的杀手，它通常是由于各种原因造成流向心肌的血液被阻断所致。现有的临床治疗方法虽然能够实现心肌再灌注和降低死亡率，但大多数报道仍然出现了心肌坏死和心功能下降。发生心肌梗死后，心肌细胞失去血流灌注，这意味着它们处于缺血缺氧的环境中。随后，心肌细胞内存在的大量的线粒体功能受损，其释放出的大量活性氧(ros)通过触发细胞色素c(cyto-c)释放到细胞质，激活半胱天蛋白酶(caspase)信号通路，导致心肌细胞(cm)损伤。ros还可以激活toll样受体4，进而激活nf-κb，产生趋化因子和促炎因子，进而诱导炎症反应。
2、黑磷纳米片(bpns)是一种具有二维层状结构的纳米材料，由其层内的强p-p键和层间的弱范德华力连接的多孔的磷原子组成。良好的生物相容性、和光热特性使其迅速成为生物材料的最佳选择之一。bpns的二维褶皱结构使bpns具有更大的表面体积比，这就为其优异的药物负载能力奠定了坚实的基础。此外，更重要的是，bpns具有强大的ros反应活性，能够使其成为抑制过度氧化应激发生的优异选择。然而，有研究表明，磷原子的孤电子对导致bpns与氧和水的反应活跃，这限制了它在生物医学中的应用。多巴胺(da)是一种具有良好生物相容性的物质，在碱性环境下可氧化自聚合，在材料表面形成超粘聚多巴胺(pda)层。利用pda的这一性质对bpns进行改性，可以在一定程
3、随着对心肌梗死微环境病理性改变的深入理解，可局部使用的新型水凝胶生物材料成为研究的热点。为了将纳米材料递送到心肌梗死部位，本申请的专利技术人需要一个安全、可降解和高装载率的药物载体。可注射性水凝胶能够局部注射，将药物递送到治疗部位，避免了静脉给药的低靶向率。此外，水凝胶能够形成三维网状结构，具有良好分子渗透性和高载药率。因此，水凝胶是心肌梗死治疗的理想材料。聚乙烯醇(pva)是研究最广泛的水凝胶材料之一。它具有无毒、高生物相容性和良好的机械性能。pva富含羟基的化学特征使它能与多种材料交联。水凝胶前体与pva结合能够制备ros响应性水凝胶。在高浓度ros环境中，ros响应性水凝胶能够逐渐分解，实现药物控释。心梗发生后梗死区大量ros的释放即可实现水凝胶的原位降解，以完成纳米复合物缓释的目的。因此，提供一种pva基的ros响应性水凝胶(gel)，通过搭载表面mg负载的bpns，能够实现复合水凝胶梗死区原位注射后持久改善梗死区微环境以抑制心肌梗死后进展的目的。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中存在的问题，提供了一种负载镁修饰黑磷纳米片的pva基ros响应性复合水凝胶及其制备方法和应用，所述复合水凝胶具有良好的ros响应性、生物相容性、和治疗效应；该复合水凝胶采用心肌内注射，在心肌梗死高ros环境下，水凝胶逐渐分解，缓慢释放包裹其中的负载镁离子的聚多巴胺官能化黑磷纳米片(pbp@mg)；pbp@mg与心肌内ros反应生成无细胞毒性的磷酸根，通过清除ros抑制nf-κb信号通路减轻炎症反应；镁离子进入细胞内，激活pi3k-akt信号通路促进新生血管生成，将氧气和营养带到梗死部位，并清除产生的代谢废物。
2、为了达到上述技术目的，本专利技术提供了一种pva基ros响应性复合水凝胶，其特征在于：所述复合水凝胶是由负载镁离子的聚多巴胺官能化黑磷纳米片、浓度50-100mg ml-1的聚乙烯醇悬浮液和水凝胶前体悬浮液混合配制而成；所述浓度50-100mg ml-1的聚乙烯醇悬浮液和水凝胶前体悬浮液体积比为1:1-1:2，合成的复合水凝胶中负载镁离子的聚多巴胺官能化黑磷纳米片的浓度为100-500μg ml-1；
3、其中，所述水凝胶前体悬浮液是将n,n,n’,n’-四甲基-1,3-丙二胺和4(溴甲基)苯硼酸以1:5-1:4的质量比混合，再将两者的混合物与二甲基甲酰胺按照1g:10ml-15ml的质量体积比混合，并水浴加热反应后加入四氢呋喃析出水凝胶前体沉淀，并将水凝胶前体沉淀溶于无菌水中配制成水凝胶前体沉淀浓度为50-100mg ml-1的悬浮液；
4、所述负载镁离子的聚多巴胺官能化黑磷纳米片是将黑磷纳米片分散在无菌水中，加入氯化镁避光搅拌后，弃去上清，收集沉淀分散在无水乙醇中，然后加入ph为8.5～9的naoh溶液，再缓慢滴加浓度为50～100mg/ml的聚多巴胺溶液混合搅拌而成；其中，所述黑磷纳米片、氯化镁和无水乙醇的质量体积比为1:1-2:1-2；所述氯化镁、无水乙醇、naoh溶液和聚多巴胺溶液的体积比4-20:4-20:1-3:4-20。
5、本专利技术较优的技术方案：所述水凝胶前体悬浮液配制中水浴加热反应温度60-70℃，时间16-24小时，所述四氢呋喃与二甲基甲酰胺的体积比为2-3：20-30。
6、本专利技术进一步的技术方案：所述聚乙烯醇悬浮液是将聚乙烯醇粉末溶于无菌水中配制而成。
7、本专利技术较优的技术方案：所述负载镁离子的聚多巴胺官能化黑磷纳米片是将黑磷纳米片分散在无菌水中加入氯化镁，避光搅拌后以5000-12000rpm离心15-20分钟，弃去上清，收集沉淀分散在无水乙醇中。
8、本专利技术较优的技术方案：所述黑磷纳米片是通过电化学剥离黑磷晶体块合成的。
9、为了达到上述技术目的，本专利技术还提供了一种pva基ros响应性复合水凝胶的制备方法，其特征在于具体包括以下步骤：
10、(1)通过电化学剥离黑磷晶体块合成黑磷纳米片，将黑磷纳米片分散在无菌水中，加入氯化镁，超声震荡3-10分钟，在黑暗环境中搅拌4～6小时形成混合物；随后，将混合物在4-10℃下以5000-12000rpm离心15-20分钟，收集负载镁离子的黑磷纳米片沉淀并分散在无水乙醇中，然后加入ph为8.5～9的naoh溶液，再缓慢滴加浓度为50～100mg ml-1的聚多巴胺溶液制成pbp@mg溶液，将pbp@mg溶液在黑暗环境中搅拌4～6小时，搅拌完毕后，将pbp@mg溶液在4-10℃下以5000-12000rpm离心15-20分钟，弃上清，洗涤沉淀后形成负载镁离子的聚多巴胺官能化黑磷纳米片；其中，所述黑磷纳米片、氯化镁和无水乙醇的质量体积比为1:1-2:1-2；所述氯化镁、无水乙醇、naoh溶液和聚多巴胺溶液的体积比4-20:4-2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种PVA基ROS响应性复合水凝胶，其特征在于：所述复合水凝胶是由负载镁离子的聚多巴胺官能化黑磷纳米片、浓度50-100mg mL-1的聚乙烯醇悬浮液和水凝胶前体悬浮液混合配制而成；所述浓度50-100mg mL-1的聚乙烯醇悬浮液和水凝胶前体悬浮液体积比为1:1-1:2，合成的复合水凝胶中负载镁离子的聚多巴胺官能化黑磷纳米片的浓度为100-500μgml-1；
2.根据权利要求1所述的一种PVA基ROS响应性复合水凝胶，其特征在于：所述水凝胶前体悬浮液配制中水浴加热反应温度60-70℃，时间16-24小时，所述四氢呋喃与二甲基甲酰胺的体积比为2-3：20-30。
3.根据权利要求1所述的一种PVA基ROS响应性复合水凝胶，其特征在于：所述聚乙烯醇悬浮液是将聚乙烯醇粉末溶于无菌水中配制而成。
4.根据权利要求1所述的一种PVA基ROS响应性复合水凝胶，其特征在于：所述负载镁离子的聚多巴胺官能化黑磷纳米片是将黑磷纳米片分散在无菌水中加入氯化镁，避光搅拌后以5000-12000rpm离心15-20分钟，弃去上清，收集沉淀分散在无水乙醇中。>
5.根据权利要求1所述的一种PVA基ROS响应性复合水凝胶，其特征在于：，其特征在于：所述黑磷纳米片是通过电化学剥离黑磷晶体块合成的。
6.一种PVA基ROS响应性复合水凝胶的制备方法，其特征在于具体包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种PVA基ROS响应性复合水凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中将pBP@Mg溶液在4-10℃下以5000-12000rpm离心15-20分钟，弃上清，加入超纯水洗涤2-3次后形成负载镁离子的聚多巴胺官能化黑磷纳米片。
8.一种权利要求1至7中所述的PVA基ROS响应性复合水凝胶的在心肌梗死疾病注射药剂中的应用。
9.根据权利要求8所述的一种PVA基ROS响应性复合水凝胶的应用，其特征在于：所述PVA基ROS响应性复合水凝胶为心肌梗死疾病注射药剂的单一物质。
10.根据权利要求8所述的一种PVA基ROS响应性复合水凝胶的应用，其特征在于：所述PVA基ROS响应性复合水凝胶的注射量为100-120μL。
...【技术特征摘要】
1.一种pva基ros响应性复合水凝胶，其特征在于：所述复合水凝胶是由负载镁离子的聚多巴胺官能化黑磷纳米片、浓度50-100mg ml-1的聚乙烯醇悬浮液和水凝胶前体悬浮液混合配制而成；所述浓度50-100mg ml-1的聚乙烯醇悬浮液和水凝胶前体悬浮液体积比为1:1-1:2，合成的复合水凝胶中负载镁离子的聚多巴胺官能化黑磷纳米片的浓度为100-500μgml-1；
2.根据权利要求1所述的一种pva基ros响应性复合水凝胶，其特征在于：所述水凝胶前体悬浮液配制中水浴加热反应温度60-70℃，时间16-24小时，所述四氢呋喃与二甲基甲酰胺的体积比为2-3：20-30。
3.根据权利要求1所述的一种pva基ros响应性复合水凝胶，其特征在于：所述聚乙烯醇悬浮液是将聚乙烯醇粉末溶于无菌水中配制而成。
4.根据权利要求1所述的一种pva基ros响应性复合水凝胶，其特征在于：所述负载镁离子的聚多巴胺官能化黑磷纳米片是将黑磷纳米片分散在无菌水中加入氯化镁，避光搅拌后以5000-12000rpm离心15-20分钟，弃去上清...
【专利技术属性】
技术研发人员：张甲辉，孙谛，郭小朋，廖雨函，郭义山，魏宇淼，姜文雪，景玺瑞，白宇，王赫，高燃，曹炳鑫，曾状林，
申请(专利权)人：华中科技大学同济医学院附属协和医院，
类型：发明
国别省市：
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