【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于骨再生领域，具体涉及糖响应脂质体的制备、有序纺丝的制备以及i型胶原自组装等方法，其中包括：一种具有葡萄糖响应基团的脂质体材料，一种用于糖尿病环境下骨膜再生的时空免疫调节和/或骨血管再生的取向电纺膜，以及其制备方法。
技术介绍
1、糖尿病(dm)是一种长期代谢紊乱性疾病，2017年影响了全球4.25亿人，到2035年，糖尿病患者人数估计将超过6.29亿。除了众所周知的大血管和微血管并发症，如中风、视网膜病变、神经病变和肾病，患有糖尿病的患者比健康人骨折的风险更高，这与他们的葡萄糖代谢紊乱和体内基础炎症水平增加有关，糖尿病会使骨折的风险增加20-300％。通常，骨膜在骨折愈合的早期阶段有助于70％以上的骨和软骨形成。但在dm微环境中，慢性炎症和晚期糖基化终产物的过度积累以及活性氧的存在，可能会损害间充质干细胞的激活分化，这将导致成骨分化减弱，血管生成减少，骨膜愈合不良加重，最终导致骨缺不愈合。因此，必须重新审视糖尿病患者的骨膜再生策略。
2、目前，有许多方法可用于改善骨骼愈合，包括药物、生长因子、超声波、激光和脉冲电磁场；但骨形成不足以及无法准确可控地释放生长因子，限制了现有这些方法的应用。此外，还可以采用骨修复材料辅助治疗，但传统的骨修复材料主要侧重于优化成骨，它们通常采用惰性材料来避免免疫排斥，忽视了免疫系统在组织修复和再生中的本质功能。忽视免疫调节，只关注骨诱导，往往无法适应病理微环境。
3、作为先天系统的主要防御，巨噬细胞具有抗炎和治疗表型(m2)，可缓解炎症并为骨骼再生提供有益的免疫微
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种糖响应脂质体、用于糖尿病环境下骨再生的取向电纺膜及其制备方法，本专利技术提供的取向电纺膜为复合功能支架材料，能够在波动的高葡萄糖炎症微环境中调节免疫功能，实现相对稳定和有利的成骨微环境，有利于功能化生物材料的有效设计，用于糖尿病患者的骨再生治疗等。
2、本专利技术提供一种糖响应脂质体，以磷脂类物质、胆固醇和氟苯硼酸接枝物为原料制备得到，所述氟苯硼酸接枝物为磷脂对氟苯硼酸接枝物或胆固醇对氟苯硼酸接枝物。
3、在本专利技术的实施例中，所述氟苯硼酸接枝物为dspe-peg-fpba、dppe-peg-fpba和dope-peg-fpba中的一种或多种，优选为dspe-peg-fpba；所述氟苯硼酸接枝物中peg链段分子量优选为1000-3000。
4、在本专利技术的实施例中，所述糖响应脂质体制备原料中，磷脂类物质、胆固醇和氟苯硼酸接枝物的质量比为40:10:1～4。
5、本专利技术提供一种糖响应脂质体制剂，包括：前文所述的糖响应脂质体，以及其包载的免疫调节剂，所述免疫调节剂优选为apy29。具体地，所述糖响应脂质体制剂中免疫调节剂的释放率和糖浓度成正相关。
6、本专利技术提供一种用于糖尿病环境下骨再生的取向电纺膜，包括取向纳米纤维支架及其复合的自组装物质，所述自组装物质由胶原蛋白和前文所述的糖响应脂质体制剂形成；所述胶原蛋白优选为i型胶原蛋白。
7、在本专利技术的实施例中，所述取向纳米纤维支架的材质为pla、pcl和pcla中的一种或多种，优选为pla。
8、在本专利技术的实施例中，所述取向纳米纤维支架的平均纤维直径为0.8-1.3μm，所述取向电纺膜具有亲水性，水接触角优选为32°-100°，更优选为35-80°。
9、本专利技术提供一种用于糖尿病环境下骨再生的取向电纺膜的制备方法，包括以下步骤：
10、s1、通过静电纺丝工艺制备不同取向的纳米纤维，收集得到取向纳米纤维膜；通过反向蒸发方式，制备得到前文所述的糖响应脂质体制剂；
11、s2、将所述糖响应脂质体制剂和胶原蛋白溶液混合后置于所述取向纳米纤维膜上，通过自组装得到所述的取向电纺膜。
12、在本专利技术的实施例中，步骤s2中，所述胶原蛋白溶液为中性，溶质为i型胶原蛋白；所述自组装的温度为35-38℃，时间在30分钟以上。
13、参见图1和图2，本专利技术实施例为解决在糖尿病病理环境下慢性炎症微环境对骨膜修复的不利影响以及血糖波动对成骨微环境动态调整的关键问题，设计制备了一种具有葡萄糖响应基团的脂质体表面修饰材料，以及胶原蛋白自组装和静电纺丝，以逐步构建仿生微环境响应纤维修复材料。第一方面，图1中示意了糖响应脂质体及其制备，时序调控免疫及成骨成血管复合体系的构建，包括利用脂质体的表面修饰糖响应基团和一型胶原自组装策略进行搭建的技术方案。第二方面，图2示意了功能表征验证，本专利技术实施例验证了该复合材料体系调控免疫及成骨成血管的能力，以及该体系在糖尿病大鼠骨膜缺损中的治疗效果。
14、病理性糖尿病微环境由葡萄糖波动和慢性炎症组成，导致骨膜缺陷的愈合延迟。因此，有必要开发有利于骨整合并适合在糖尿病复杂微环境中使用的新材料。本申请研究了一种新型葡萄糖反应性纤维支架复合材料，该复合物可调节局部免疫微环境并促进骨膜-植入界面的骨整合。
15、其中，基于微/纳米颗粒的葡萄糖响应药物递送系统是有前途的治疗药物递送策略。例如，脂质体已被赋予刺激反应特征，可以触发封装药物分子的完全释放。当脂质体表面膜变得多孔时，脂质体的内容物开始渗漏，这反过来又导致膜张力进一步降低并最终破裂。在dm微环境中，高葡萄糖浓度可以促进内源性刺激并改变脂质体的结构状态。苯硼酸(pba)是一种常见的葡萄糖响应组分，除了易于以低价制备外，还具有良好的结构稳定性和柔韧性。此外，pba可以与葡萄糖1,2或1,3位的羟基结合，形成动态硼酸盐结构。该反应导致pba分子带负电荷。这个负电荷赋予了pba进一步的化学性质和反应能力，使其具有修饰带正电荷的脂质体的潜力。然而，由于在不同酸度下形成的硼酸结构多种多样，其中pba的pka范围为7.8至8.6，通过这种改性方法形成的硼酸盐的稳定性性较差。更具体地说，在生理环境(ph 7.4<pka，人体的中性环境)中，pba转变为不带电的平面结构，难以与羟基反应，不太容易与葡萄糖结合。这导致葡萄糖硼酸盐变得不稳定且容易水解，从而引起低葡萄糖反应性。
16、与此相比，本专利技术提供了一种表面修饰有葡萄糖响应基团的脂质体材料，该脂质体结构中修饰了氟苯硼酸接枝物(含-fpba)。在本申请中，在pba中引入了亲电基团以生成pka还原为7.2的4-氟苯基硼酸(fpba)。使用这种策略，葡萄糖和fpba结合产生的负电荷会导致fpba从疏水性变为亲水性。因此，葡萄糖都应与脂质体膜上本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种糖响应脂质体，其特征在于，以磷脂类物质、胆固醇和氟苯硼酸接枝物为原料制备得到，所述氟苯硼酸接枝物为磷脂对氟苯硼酸接枝物或胆固醇对氟苯硼酸接枝物。
2.根据权利要求1所述的糖响应脂质体，其特征在于，所述氟苯硼酸接枝物为DSPE-PEG-FPBA、DPPE-PEG-FPBA和DOPE-PEG-FPBA中的一种或多种，优选为DSPE-PEG-FPBA；所述氟苯硼酸接枝物中PEG链段分子量优选为1000-3000。
3.根据权利要求2所述的糖响应脂质体，其特征在于，所述糖响应脂质体制备原料中，磷脂类物质、胆固醇和氟苯硼酸接枝物的质量比为40:10:1～4。
4.一种糖响应脂质体制剂，其特征在于，包括：权利要求1-3任一项所述的糖响应脂质体，以及其包载的免疫调节剂，所述免疫调节剂优选为APY29。
5.根据权利要求4所述的糖响应脂质体制剂，其特征在于，所述糖响应脂质体制剂中免疫调节剂的释放率和糖浓度成正相关。
6.一种用于糖尿病环境下骨再生的取向电纺膜，其特征在于，包括取向纳米纤维支架及其复合的自组装物质，所述自组装物质由
7.根据权利要求6所述的取向电纺膜，其特征在于，所述取向纳米纤维支架的材质为PLA、PCL和PCLA中的一种或多种，优选为PLA。
8.根据权利要求6所述的取向电纺膜，其特征在于，所述取向纳米纤维支架的平均纤维直径为0.8-1.3μm，所述取向电纺膜具有亲水性，水接触角优选为32°-100°。
9.一种用于糖尿病环境下骨再生的取向电纺膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的取向电纺膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述胶原蛋白溶液为中性，溶质为I型胶原蛋白；所述自组装的温度为35-38℃，时间在30分钟以上。
...【技术特征摘要】
1.一种糖响应脂质体，其特征在于，以磷脂类物质、胆固醇和氟苯硼酸接枝物为原料制备得到，所述氟苯硼酸接枝物为磷脂对氟苯硼酸接枝物或胆固醇对氟苯硼酸接枝物。
2.根据权利要求1所述的糖响应脂质体，其特征在于，所述氟苯硼酸接枝物为dspe-peg-fpba、dppe-peg-fpba和dope-peg-fpba中的一种或多种，优选为dspe-peg-fpba；所述氟苯硼酸接枝物中peg链段分子量优选为1000-3000。
3.根据权利要求2所述的糖响应脂质体，其特征在于，所述糖响应脂质体制备原料中，磷脂类物质、胆固醇和氟苯硼酸接枝物的质量比为40:10:1～4。
4.一种糖响应脂质体制剂，其特征在于，包括：权利要求1-3任一项所述的糖响应脂质体，以及其包载的免疫调节剂，所述免疫调节剂优选为apy29。
5.根据权利要求4所述的糖响应脂质体制剂，其特征在于，所述糖响应脂质体制剂中免疫调...
【专利技术属性】
技术研发人员：耿德春，乔渝森，柏家祥，俞磊，李文明，吴邦召，孙海富，王振，杨惠林，
申请(专利权)人：苏州大学附属第一医院，
类型：发明
国别省市：
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