【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医药，具体涉及一种促进肌腱-骨重建的金属离子水凝胶及其制备方法与应用。
技术介绍
1、肩袖损伤是运动医学中的常见疾病，对肩关节功能影响较大。由于肌腱损伤后血液供应中断，导致组织血管供应不足，恢复过程较难且时间长。肩袖再生的过程中通常会因为血管结构受损、炎症和重建肌腱-骨界面不稳定的因素导致愈合困难。免疫微环境对组织的形成也至关重要，当巨噬细胞极化为m2表型时，有利于组织愈合。在肌腱损伤的情况下，骨缺损可能导致重新固定的肌腱-骨附着点再次撕裂。因此，肩袖组织修复的关键是促进肌腱血管组织的再生，调节免疫微环境，以及增强肌腱-骨界面的稳定性。
2、金属有机框架(mof)由金属离子和有机分子组成，由于其可调节的结构配置、高孔隙率和大比表面积的特点，是金属离子存储和释放的理想材料。mof已被证明具有表面基团结构修饰以及在骨架解体时释放金属离子而具有独特的生物活性。自生物医学问世以来，mofs因其独特的金属离子而被广泛用于发挥特定作用的治疗方案。然而，mg-mof的生物相容性限制了其治疗效果，因此提高其生物稳定性和细胞亲和力显得极为重要。
3、骨形态发生蛋白-2(bmp-2)在临床与基础研究中已经得到广泛应用，可诱导成骨细胞分化和骨形成。但bmp-2存在结合效率低、释放时间快、稳定性较差的问题。因此，临床上bmp-2蛋白过量的使用带来的副作用限制了其应用。
4、甲基丙烯酸明胶(gelma)水凝胶由于其药物缓释性能和优异的生物相容性而被广泛应用于生物材料。作为药物载体，gelma水凝胶可以
5、虽然以水凝胶作为载体负载蛋白药物已进行了研究，但是目前的研究尚无法针对肩袖损伤进行很好的治疗，其原因是肌腱-骨组织存在复杂的递度结构，当肌腱损伤后会出现血液供应中断，导致血管结构受损、炎症和重建肌腱-骨界面不稳定，决定了肩袖损伤的恢复过程极为困难。因此，现有的水凝胶给药平台难以针对肩袖损伤进行有效的恢复，其疗效差，恢复周期长，该问题亟待得到解决。
技术实现思路
1、本专利技术就是为了解决上述技术问题，从而提供一种促进肌腱-骨重建的金属离子水凝胶及其制备方法与应用。本专利技术的技术目的在于，提供一种可促进血管再生、抑制过度炎症反应，并能很好促进肌腱-骨界面的骨再生和促进肩袖再生的水凝胶递送系统，以解决现有的给药平台在促进肌腱-骨界面的骨再生和促进肩袖再生方面疗效较差，无法实现快速高效的肩袖损伤修复的问题。
2、为了实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术首先提供了一种促进肌腱-骨重建的金属离子水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)将(dopa)4-peg5-n3多肽与金属有机骨架混合，恒温搅拌反应，得到负载(dopa)4-peg5-n3多肽的金属有机骨架；所述(dopa)4-peg5-n3多肽的氨基酸序列为：ac-(dopa)-gly-(dopa)-lys(peg5-azido)-(dopa)-gly-(dopa)；
5、(2)向步骤(1)所得物中加入dbco-bmp-2多肽，恒温搅拌反应，得到负载dbco-bmp-2多肽的金属有机骨架，所述dbco-bmp-2多肽的氨基酸序列为：
6、(dbco-mal)-cys-gly-gly-gly-gly-lys-ile-pro-lys-ala-ser-ser-val-prothr-glu-leu-ser-ala-ile-ser-thr-leu-tyr-le；
7、(3)将gelma水凝胶与步骤(2)所得物混合，在光引发下进行交联固化，即得促进肌腱-骨重建的金属离子水凝胶。
8、本专利技术提供的上述制备方法，是通过将(dopa)4-peg5-n3与dbco-bmp-2连接到mof金属离子骨架上，用光聚合水凝胶将该复合物包裹，制备得到了一种复合型水凝胶。本专利技术人意外发现，将该水凝胶置于肩袖损伤处，其可以通过促进血管再生、抑制过度炎症反应以及促进肌腱-骨界面的骨再生来实现促进肩袖的再生。体外研究结果表明：本专利技术的复合水凝胶具有刺激人脐静脉内皮细胞(huvec)的血管生成活性和骨髓间充质干细胞的成骨分化，将巨噬细胞从m1转化为m2的作用。此外，大鼠肩袖损伤模型的成像和免疫组织化学分析表明，该复合水凝胶可以有效促进肩袖的再生并表现出较好的生物相容性。综上所述，这种复合水凝胶材料为金属离子和可点击肽的释放提供了平台，加速了肩袖损伤组织的再生，在肩袖治疗中具有广阔的应用前景。
9、进一步的是，步骤(1)中(dopa)4-peg5-n3多肽与金属有机骨架的重量比为3：5。
10、进一步的是，步骤(2)中负载(dopa)4-peg5-n3多肽的金属有机骨架与dbco-bmp-2多肽的重量比为3：2。
11、进一步的是，步骤(3)中gelma水凝胶与负载dbco-bmp-2多肽的金属有机骨架的重量比为75：2。
12、进一步的是，步骤(3)中加入光引发剂进行光引发，所述光引发剂与gelma水凝胶的重量比为1：10。
13、进一步的是，步骤(1)中所述金属有机骨架为镁基金属有机骨架。
14、进一步的是，所述镁基金属有机骨架的制备方法包括：将2,5-二羟基对苯二甲酸和mg(no3)2·6h2o按摩尔比1：2混合，并在聚乙烯吡咯烷酮和n,n-二甲基甲酰胺溶液中，加入nh3·h2o后加热反应，得到镁基金属有机骨架。
15、进一步的是，步骤(1)和步骤(2)中所述恒温搅拌反应的条件为于37℃，转速80rpm下反应4小时。
16、本专利技术的目的之二是提供由如上任一方法制备得到的促进肌腱-骨重建的金属离子水凝胶。
17、本专利技术的目的之三是提供如上所述的促进肌腱-骨重建的金属离子水凝胶在制备治疗肩袖损伤的药物方面的应用。
18、本专利技术的有益效果如下：
19、本专利技术基于生物正交点击反应构建了一种具有血管生成、骨再生和炎症环境调节能力的表面修饰金属有机框架，并将其锚定在光聚合水凝胶支架中，实现了能够很好用于治疗肩袖损伤。一方面，水凝胶释放的镁离子(mg2+)不仅能够诱导巨噬细胞表型由m1向m2的转化，还能促进肌腱血管再生。另一方面，bmp-2短肽可以实现骨再生。将该复合水凝胶植入肩袖损伤的大鼠体内发现其对损伤的肩袖的恢复效果极佳。因此，本专利技术的复合水凝胶能够促进肩袖损伤后的肌腱血管再生和骨缺损再生，并通过促进巨噬细胞表型转化来改善炎症微环境，为未来肩袖损伤的治疗提供新的治疗方案。
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1.一种促进肌腱-骨重建的金属离子水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中(DOPA)4-PEG5-N3多肽与金属有机骨架的重量比为3：5。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中负载(DOPA)4-PEG5-N3多肽的金属有机骨架与DBCO-BMP-2多肽的重量比为3：2。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中GelMA水凝胶与负载DBCO-BMP-2多肽的金属有机骨架的重量比为75：2。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中加入光引发剂进行光引发，所述光引发剂与GelMA水凝胶的重量比为1：10。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述金属有机骨架为镁基金属有机骨架。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述镁基金属有机骨架的制备方法包括：将2,5-二羟基对苯二甲酸和Mg(NO3)2·6H2O按摩尔比1：2混合，并在聚乙烯吡咯烷酮和N,N-二甲基
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中所述恒温搅拌反应的条件为于37℃，转速80rpm下反应4小时。
9.由权利要求1-8任一项所述方法制备得到的促进肌腱-骨重建的金属离子水凝胶。
10.权利要求9所述的促进肌腱-骨重建的金属离子水凝胶在制备治疗肩袖损伤的药物方面的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种促进肌腱-骨重建的金属离子水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中(dopa)4-peg5-n3多肽与金属有机骨架的重量比为3：5。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中负载(dopa)4-peg5-n3多肽的金属有机骨架与dbco-bmp-2多肽的重量比为3：2。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中gelma水凝胶与负载dbco-bmp-2多肽的金属有机骨架的重量比为75：2。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中加入光引发剂进行光引发，所述光引发剂与gelma水凝胶的重量比为1：10。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗欢欢，陈刚，徐红伟，张鑫宇，
申请(专利权)人：嘉兴市第二医院，
类型：发明
国别省市：
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