联合抗炎和热疗作用的水凝胶微针贴片及制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种联合抗炎和热疗作用的水凝胶微针贴片及制备方法与应用，该制备方法将负载药物的聚多巴胺纳米粒子与含有光引发剂的生物相容性材料溶液混合，得到预凝胶溶液；将预凝胶溶液滴到模具后，经过干燥和蓝光交联，得到水凝胶微针贴片，其中所采用的聚多巴胺纳米粒子是优异的光热剂，载药率较高，该水凝胶微针贴片还可通过冷冻强化处理提高力学强度，保障针尖有效刺入椎间盘。本发明专利技术的水凝胶微针贴片可有效抑制炎症反应，同时热疗提高细胞内的热休克蛋白水平，提高细胞的自我保护；该水凝胶微针贴片通过近红外光照刺激可促进药物的释放，改善微环境，同时，适宜的温度可促进组织的修复，在治疗椎间盘退变疾病中具有良好的应用前景。良好的应用前景。良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
联合抗炎和热疗作用的水凝胶微针贴片及制备方法与应用


[0001]本专利技术属于生物医用材料领域，具体涉及一种结联合抗炎和热疗作用的水凝胶微针贴片及制备方法与应用。

技术介绍

[0002]椎间盘退变(Intervertebral disc degeneration,IVDD)是一种肌肉骨骼系统的退行性病变，在年龄超过50岁的人群发病率超过90％，并且呈现年轻化趋势。退变过程中细胞的凋亡会引起细胞合成细胞外基质(Extracellular matrix,ECM)的能力丧失，造成ECM平衡失调，这会诱导促炎症细胞因子等介质进入椎间盘，可诱发炎症反应和加剧IVDD。
[0003]小分子药物在椎间盘组织的再生和退变方面显示出良好的治疗潜力，但是椎间盘的无血管性可能需要延长口服药物的治疗时间，在椎间盘中达到药物的有效浓度可能是一个挑战。此外，IVDD后的微环境降低了细胞本身热休克蛋白发挥修复作用的效果。因此，当IVDD发生后，不但需要提高药物的疗效，改善损伤部位炎症微环境，还需要对损伤部位的细胞本身蛋白功能进行调控，同时也需要能持续释放药物的载体来完成组织修复。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种联合抗炎和热疗作用的水凝胶微针贴片及制备方法与应用。其中所用聚多巴胺纳米粒子是优异的光热剂，具有载药率高等特点，可作为药物载体，再与生物相容性好的材料复合后通过光热刺激调控药物快速释放，改善炎症微环境；同时，热疗可增强细胞本身热休克蛋白的功能，提高对恶劣微环境的抵抗力，在上述协同作用下加快生物组织的修复。此外，该微针贴片还可通过冷冻强化处理提高其力学强度，保障针尖有效刺入纤维环组织。
[0005]本专利技术的技术方案为：
[0006]本专利技术涉及一种联合抗炎和热疗作用的水凝胶微针贴片的制备方法，将负载药物的聚多巴胺纳米粒子与含有光引发剂的生物相容性材料溶液混合，得到预凝胶溶液；将预凝胶溶液滴到模具后，经过干燥和蓝光交联，得到水凝胶微针贴片。
[0007]优选地，所述水凝胶微针贴片还进行冷冻强化处理，具体为：将水凝胶微针贴片先置于
‑
20℃的冰箱中3
‑
4h，接着再置于
‑
80℃冰箱3
‑
4h，最后置于液氮中1
‑
2h。冷冻强化处理能提高微针贴片力学强度，保障在治疗椎间盘退变时，针尖能够有效刺入椎间盘。
[0008]优选地，负载药物的聚多巴胺纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)将聚醚(F127)和均三甲苯混合后加入到水和无水乙醇的混合液中，搅拌20
‑
30min后，加入多巴胺盐酸盐Tris溶液，继续搅拌24
‑
36h，经过洗涤后，得到聚多巴胺纳米粒子；
[0010](2)将聚多巴胺纳米粒子加入到药物溶液中，搅拌12
‑
24h，然后洗涤，得到负载药物的聚多巴胺纳米粒子。
[0011]优选地，步骤(1)中，聚醚和均三甲苯的质量体积比为(0.2
‑
0.36)g:(0.2
‑
0.36)
mL。
[0012]优选地，步骤(1)中，所述聚多巴胺纳米粒子的粒径为100
‑
200nm。
[0013]优选地，所述药物为双氯芬酸钠。
[0014]优选地，所述光引发剂为苯基
‑
2，4，6
‑
三甲基苯甲酰膦酸锂；所述生物相容性材料为甲基丙烯酰化明胶。
[0015]优选地，所述药物与所述聚多巴胺纳米粒子质量比为1:100。
[0016]优选地，4mg聚多巴胺纳米粒子对40μg药物的载药率为40％
‑
80％。
[0017]优选地，所述聚多巴胺纳米粒子与含有光引发剂的生物相容性材料溶液的质量体积比小于等于0.4％g/mL。
[0018]优选地，由预凝胶溶液制备水凝胶微针贴片的具体过程为：将预凝胶溶液滴加到模具中，进行真空抽气，排空针尖部位的空气，保持温度在35
‑
40℃；装置放气后，保持温度不变，迅速去除溶液表面的气泡，重复上述操作3
‑
5次；然后干燥，蓝光交联3
‑
5min，最后进行脱模；其中蓝光光源的波长优选405nm。
[0019]本专利技术还涉及一种联合抗炎和热疗作用的水凝胶微针贴片，采用上述制备方法制得，所述水凝胶微针贴片包括底片及设于所述底片顶部的若干微针，该微针贴片微针的针尖能够刺入组织里面而有助于发挥作用。该微针贴片可有效抑制炎症反应，同时热疗提高细胞内的热休克蛋白水平，提高细胞的自我保护；微针贴片还可通过冷冻强化处理提高力学强度，保障针尖有效刺入纤维环组织。
[0020]优选地，所述水凝胶微针贴片的微针针尖的高度为500
‑
600μm，针底的直径为200
‑
300μm。
[0021]本专利技术还涉及联合抗炎和热疗作用的水凝胶微针贴片在用于制备治疗椎间盘退变产品中的应用。
[0022]优选地，所述联合抗炎和热疗作用的水凝胶微针贴片通过外部刺激促进药物的快速递送，调控药物释放的同时，热疗促进组织的修复。结合热疗的微针贴片可调节药物释放、有效缓解炎症微环境、促进细胞的基质合成，加速胞外的基质沉积；抑制细胞的分解代谢，减少细胞的基质丢失。
[0023]优选地，所述外部刺激为近红外光照刺激，近红外光功率大于等于1W/cm2，照射水凝胶微针贴片的时间为8
‑
10min。
[0024]微针贴片的抗炎和热疗的功能验证采用以下方法：将适宜的细胞种植在微针贴片的表面，经过7天的培养后，提取所有细胞的RNA；测定RNA的浓度后，将RNA逆转录为cDNA；最后，实时定量聚合酶链反应(RT
‑
qPCR)来验证细胞内的基因水平。
[0025]本专利技术的有益效果是：
[0026](1)本专利技术以聚多巴胺纳米粒子为载药的基体，该纳米粒子是一种优异的光热剂，具有良好的生物相容性、粘附性和较高的载药率；将负载药物的纳米粒子与生物相容性好的材料复合，能够制备出具有良好生物相容性的制剂；
[0027](2)本专利技术提供了一种联合抗炎和热疗作用的水凝胶微针贴片，其制备方法简单、稳定性好，可用作药物缓释剂，光热刺激可调控药物的快速释放；同时，光热效应产生适宜的温度，可以提高细胞的自我保护能力，抵抗外部微环境对细胞的损伤，从而加速组织的修复；此外，微针贴片还可通过冷冻强化处理提高力学强度，保障在治疗椎间盘退变时，针尖
能够有效刺入纤维环组织，从而有助于发挥作用，该冷冻强化的水凝胶微针贴片在治疗椎间盘退变疾病中具有良好的应用前景。
附图说明
[0028]下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：
[0029]图1为实施例1中制备的聚多巴胺纳米粒子(PDA)的透射电镜图像；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种联合抗炎和热疗作用的水凝胶微针贴片的制备方法，其特征在于，将负载药物的聚多巴胺纳米粒子与含有光引发剂的生物相容性材料溶液混合，得到预凝胶溶液；将预凝胶溶液滴到模具后，经过干燥和蓝光交联，得到水凝胶微针贴片。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水凝胶微针贴片还进行冷冻强化处理，具体为：将水凝胶微针贴片先置于
‑
20℃的冰箱中3
‑
4h，接着再置于
‑
80℃冰箱3
‑
4h，最后置于液氮中1
‑
2h。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，负载药物的聚多巴胺纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚醚和均三甲苯混合后加入到水和无水乙醇的混合液中，搅拌20
‑
30min后，加入多巴胺盐酸盐Tris溶液，继续搅拌24
‑
36h，经过洗涤后，得到聚多巴胺纳米粒子；(2)将聚多巴胺纳米粒子加入到药物溶液中，搅拌12
‑
24h，然后洗涤，得到负载药物的聚多巴胺纳米粒子。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，聚醚和均三甲苯的质量体积比为(0.2
‑
0.36)g...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩凤选，孟庆琛，谢恩，李斌，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：