本发明专利技术公开了一种MMP‑8响应性智能牙周药物控释水凝胶材料及其用途。本发明专利技术利用能够被MMP‑8特异性识别并切断的多肽CGPQG~IWGQC作为交联剂，交联四臂聚乙二醇丙烯酸酯形成水凝胶作为药物控释载体。该水凝胶在有MMP‑8存在的情况下，作为交联剂的多肽被MMP‑8特异性切断，水凝胶降解，药物释放。所设计合成的材料制备工艺简单，条件易控制、材料性能稳定、药物控释效果好。本发明专利技术所制备的材料可作为一种药物控释载体，广泛应用于牙周炎、种植体周围炎等口腔疾病的药物智能释放，一方面做到药物的精准、可控释放，另一方面为耐药性这一临床医学面临的难题提供新的解决思路和方法。
A MMP 8 responsive intelligent periodontal drug controlled release hydrogel material and its use
【技术实现步骤摘要】
一种MMP-8响应性智能牙周药物控释水凝胶材料及其用途
本专利技术属于化学制药领域，具体涉及一种MMP-8响应性智能牙周药物控释水凝胶材料及其在牙周病变治疗中的应用。
技术介绍
牙周炎作为口腔最常见的疾病之一，是引起成年人牙齿丧失的首要原因，是危及人类口腔和全身健康的常见疾病(SundararajSC，etal.Biomaterials.2013；34(34):8835-42.)。根据目前的理论，周围炎是一种以菌斑生物膜为始动因素的感染性疾病，牙周细菌粘附聚集并释放毒素、酶以及机体的免疫反应等造成了牙周组织的感染和破坏(JoshiD，etal.DrugDeliv.2016；23(2):363-77.)，导致牙周袋形成和牙槽骨吸收，最终造成牙齿丧失。牙周炎的基础治疗是去除牙体表面菌斑生物膜的附着，控制感染，之后采取措施恢复牙周组织。对于感染控制，目前临床上采用的方法主要有机械治疗和化学治疗。机械去除牙石菌斑等是牙周治疗基础，然而单纯的机械治疗存在不能到达深牙周袋、受根面形貌及根分叉等的影响(JepsenK，etal.Periodontol2000.2016；71(1):82-112)，化学药物治疗是必要的。化学治疗主要是系统使用抗生素或局部使用抗菌药物。由于牙周炎发生率较高，长期系统或局部大量使用抗生素不仅可能扰乱身体正常菌群、容易导致耐药菌的出现(DabhiMR,etal.DrugDeliv.2010；17(7):520-31.)，而且存在药物释放不持久、特异性不强等缺陷(NguyenS，etal.TherDeliv.2015；6(5):595-608.)。此外，由于口腔环境的特殊性，如口水冲刷、唇舌扰动等作用，药物易流失，致使药效难以保证，因此发展能够克服传统局部药物治疗缺陷的新型药物治疗方式具有重要的意义。近年来，刺激响应性智能药物控释系统成为了药物应用研究的热点，并取得了令人鼓舞的成果。所谓刺激响应性即药物控释系统对病变区域的内源性(酶、pH变化等)或外源性(温度变化、致病菌等)刺激作出特异性响应，使得药物仅在病变区域局部释放产生治疗作用(MuraS，etal.NatMater.2013；12(11):991-1003.)。这些智能刺激响应性药物控释系统大大提高了药物释放的特异性和局部药物浓度(XiongMH,etal.AdvMater2012；24(46):6175-80.)，在发生病变部位保持了感染程度和或细菌数量与药物释放量高度一致，做到了精准抗菌(JiH,etal.Small2016；12(45):6200-06.)，从而降低了药物的毒副作用及细菌耐药性的产生。基于目前牙周药物治疗面临的问题，获得能够在口腔复杂的微环境中智能识别定位病变，特异性释放抗感染药物，持续发挥治疗作用的刺激响应性载药控释体系，对于牙周病变的治疗提供了崭新的思路。酶敏感水凝胶可利用酶敏感多肽(ESP)作为交联剂合成聚乙二醇基(PEG)高分子水凝胶材料，在特定酶的作用下特异性裂解，释放出所载药物。以ESP作为门控开关，实现载药系统仅在具有特异性酶的部位释放药物，一旦感染好转或消失时，即停止裂解释放，从而做到智能响应、精准抗感染。基质金属蛋白酶(MMPs)是一个含有钙锌等金属离子的大家族，负责细胞外基质蛋白质的降解过程，能够特异性的切断相关蛋白或多肽链。MMPs在正常组织中表达和激活水平非常低，然而，在感染及肿瘤生长过程中，其水平会出现明显增高。MMPs，主要是MMP-8和-9，在牙周病变的发生发展中发挥着重要作用，其在牙周炎龈沟液中的浓度与炎症程度成正相关(UittoVJ,etal.Periodontology2000.2003；31:77–104.SorsaT,etal.OralDis.2004；10(6):311-8.)。因而，MMP-8可作为一个良好的生物标记(biomarker)精确定位牙周病变(SorsaT,etal.OralDis.2004；10(6):311-8.)。这为我们牙周刺激响应载药系统的设计提供了基础。目前，关于MMPs的智能响应性控释系统对于口腔局部病变尚属空白，关于MMP-8响应性的研究未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种MMP-8响应性智能牙周药物控释凝胶材料及制备方法，该材料具有制备工艺简便、性能稳定、药物负载率高、智能控释、生物相容性好等特点。本专利技术的进一步目的在于提供上述凝胶材料在牙周病变治疗中的应用。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种MMP-8响应性智能牙周药物控释凝胶材料的制备方法，其步骤如下：1)MMP-8特异性切断多肽CGPQG～IWQGC(M8SP，～表示多肽被MMP-8切断的位置)的合成：采用Fmoc固相合成法合成MMP-8特异性切断多肽CGPQG～IWQGC(M8SP)，采用质谱ESI对多肽进行鉴定，采用高效液相色谱HPLC对多肽进行纯化；2)配置0.3mol/L三乙醇胺缓冲液(TEA，pH8.0)，使用TEA缓冲液配制浓度为20mg/ml的M8SP溶液；3)使用分子量为20Kda的四臂聚乙二醇丙烯酸酯4-arm-PEG-Ac，利用Michael加成反应，保持PEG不饱和双键与M8SP巯基的比例是1:1.1，利用巯基和双键的反应，37℃下充分反应30min，交联生成质量/体积比为10％的复合PEG水凝胶；4)在加入多肽溶液对PEG进行交联之前，加入牙周药物或生物因子，生成负载有牙周药物或生物因子的复合水凝胶。优选的，上述步骤3)取5mg4-arm-PEG-Ac溶于21μLTEA缓冲液，加入20mg/ml的M8SP溶液29μL,37℃下充分反应30min，得到质量/体积比为10％的复合PEG水凝胶；优选的，上述步骤4)的牙周药物为0.5mg的盐酸米诺环素。优选的，上述步骤4)的生物因子为牛血清白蛋白(BSA)，生成负载有大分子药物模型的复合水凝胶。第二方面，本专利技术提供根据上述制备方法获得的MMP-8响应性智能牙周药物控释凝胶材料。优选的，所述的牙周药物为盐酸米诺环素。第三方面，本专利技术提供一种用于牙周治疗的药物组合物，含有上述制备方法获得的MMP-8响应性智能牙周药物控释凝胶材料。该药物组合物可采用药剂学上允许的赋型剂、pH调节剂、渗透压调节剂等辅料配伍，按照药学领域的常规或用特定的生产方法制备成相应的药物组合制剂。以下以MMP-8响应性智能盐酸米诺环素控释凝胶材料为例,通过试验说明本专利技术的有益效果:(1)流变性能测试：流变学检测是研究水凝胶化过程的重要手段，取100mg4-arm-PEG-Ac溶于420μLTEA缓冲液中，混合均匀后加入580μL浓度为20mg/mL的M8SP溶液，震荡20s后立即注射到流变检测仪平板上，上下平板接触后在平板周围涂一层硅油防止溶液挥发，37℃下进行动态时间扫描，检测其流变性能。与此方法类似，在加入M8SP之前，在PEG溶液中加入10mg盐酸米诺环素，检测负载药物盐酸米诺环素对该凝胶流变性能的影响。(2)形貌观察：取50mg4-arm-PEG-Ac溶于210μLTEA缓冲液中，混合均匀后加入290μL浓度为20mg/mL的M8SP溶液，震荡后37℃下静置成胶，继续反应30min后将制备的水凝本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种MMP‑8响应性智能牙周药物或生物因子控释凝胶材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)MMP‑8特异性切断多肽CGPQGIWQGC(M8SP)的合成：采用Fmoc固相合成法合成MMP‑8特异性切断多肽CGPQGIWQGC(M8SP)，利用质谱ESI对多肽进行鉴定，采用高效液相色谱HPLC对多肽进行纯化，使纯度达到99％以上；2)配置pH 8.0的0.3mol/L三乙醇胺TEA缓冲液，使用TEA缓冲液配制浓度为20mg/ml的M8SP溶液；3)使用分子量为20Kda的四臂聚乙二醇丙烯酸酯4‑arm‑PEG‑Ac，利用Michael加成反应，保持PEG不饱和双键与M8SP巯基的比例是1:1.1，利用巯基和双键的反应，37℃下充分反应30min，交联生成质量/体积比为10％的复合PEG水凝胶；4)在加入多肽溶液对PEG进行交联之前，加入牙周药物或生物因子，生成负载有牙周药物或生物因子的复合水凝胶。
【技术特征摘要】
1.一种MMP-8响应性智能牙周药物或生物因子控释凝胶材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)MMP-8特异性切断多肽CGPQGIWQGC(M8SP)的合成：采用Fmoc固相合成法合成MMP-8特异性切断多肽CGPQGIWQGC(M8SP)，利用质谱ESI对多肽进行鉴定，采用高效液相色谱HPLC对多肽进行纯化，使纯度达到99％以上；2)配置pH8.0的0.3mol/L三乙醇胺TEA缓冲液，使用TEA缓冲液配制浓度为20mg/ml的M8SP溶液；3)使用分子量为20Kda的四臂聚乙二醇丙烯酸酯4-arm-PEG-Ac，利用Michael加成反应，保持PEG不饱和双键与M8SP巯基的比例是1:1.1，利用巯基和双键的反应，37℃下充分反应30min，交联生成质量/体积比为10％的复合PEG水凝胶；4)在加入多肽溶液对PEG进行交联之前，加入牙周药物或生物因子，生成负载有牙周药物或生物因子的复合水凝胶。2.根据权利要求1所述的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄翠，郭景梅，喻健，孙华岭，杨宏业，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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