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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子生物医用材料领域,特别涉及一种基于氨-环氧反应的抗炎抗氧化纳米凝胶颗粒制备方法及其应用。
技术介绍
1、纳米凝胶颗粒(nanogel particles,ngps)通常被定义为粒径在1-1000nm之间的水凝胶颗粒,是由高分子聚合物通过物理或化学交联形成的三维网状系统,其在生物医学应用中作为递送系统起至关重要的作用。纳米凝胶颗粒兼具水凝胶和纳米粒的优点:在水中能溶胀并具有一定的黏附性;可将药物包封于其内部三维网络结构中,使药物免受外界环境的破坏;载药量高且具有缓释性;粒径较小从而具有较高的渗透性;有巨大的比表面积可供修饰;具有高的生物相容性和生物可降解性。这些特点使得纳米凝胶作为药物递送载体有广阔的应用前景。因而,具有先进功能性的纳米凝胶颗粒的开发和利用已成为当前研究热点之一。
2、纳米凝胶颗粒的制备可以通过“自上而下”(通过切割较大的材料块直到纳米颗粒残留)和“自下而上”(允许通过简单分子的生长来生产纳米颗粒)两种方法实现。其中,对于“自下而上”的制备方法而言,可通过采用不同的策略制备交联纳米凝胶,根据交联方式可分为物理交联和化学交联两大类,其中,物理交联通过非共价键发生,而化学交联则通过共价键发生。基于物理交联的纳米凝胶可通过聚合物在水溶液中的自组装制备。聚合物在水溶液中混合后会通过氢键、范德华力、疏水作用力及静电作用等发生交联,形成纳米凝胶。化学交联最常用的方法是自由基聚合技术,包括常规的分散聚合、沉淀聚合和乳液聚合。常规自由基聚合的主要过程为将自由基引发剂、单体及稳定剂等溶解在均相或者非均
3、单宁酸(tannic acid,ta),作为一种自然界广泛存在的天然多酚类物质,由于其优异的生物学活性,如抗菌、抗癌症、抗炎和抗氧化等能力,而备受关注。然而,现有关于单宁酸基纳米凝胶颗粒的制备策略,其要么在制备过程中需要用到有机溶剂,要么仅是基于聚合物与聚合物之间的物理交联形成,但是基于物理交联所形成的纳米凝胶颗粒在其颗粒粒径大小调控上是不够灵活的。简而言之,现有改变凝胶颗粒粒径大小的方式主要是通过改变聚合物的种类和分子量来实现。然而,在制备开始时,所选的聚合物的分子质量都是固定的,所形成的颗粒粒径大小也会是固定的,无法实现原位对凝胶颗粒粒径大小的灵活调控。而粒径尺寸大小对于纳米凝胶颗粒在药物递送、靶向和清除上的有着重要的影响。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的缺陷,本专利技术的目的在于提供一种基于氨-环氧反应的抗炎抗氧化纳米凝胶颗粒的制备方法及在药物控释和炎症性肠病治疗中的应用。我们通过改变预聚物-单宁酸混合溶液和所对应加入的环氧化合物整体的浓度来达到调控纳米凝胶颗粒尺寸的目的。一方面,单宁酸的引入赋予了水凝胶抗炎抗氧化的特性;同时,环氧化合物的加入所涉及的氨-环氧点击化学反应化学交联所形成的纳米凝胶颗粒内部三维网络结构从而实现对颗粒大小尺寸的调控;最后,引入单宁酸后形成的纳米凝胶颗粒内部三维网络结构能够负载和活性氧自由基(ros)响应释放具有生物学功能性的疏水性药物,为炎症性肠病治疗起到积极的作用。
2、为实现上述专利技术目的,本专利技术采用以下技术方案:
3、本专利技术提供了一种纳米凝胶颗粒,所述纳米凝胶颗粒是氨基化合物和环氧化合物在水中进行胺-环氧反应所产生的预聚物与单宁酸(ta)通过基于氢键作用的复合行为所介导的相分离和氨-环氧点击化学反应交联所形成的聚合物纳米凝胶颗粒。
4、上述技术方案中,进一步地,所述氨基化合物为分子量<10000da含有两个或两个以上的端基为氨基基团的化合物;所述环氧化合物为分子量<10000da含有两个或两个以上的端基为环氧基团的化合物。
5、上述技术方案中,进一步地,所述氨基化合物为2-甲基-1,5-二氨基戊烷(md);所述环氧化合物为聚乙二醇二缩水甘油醚(pegde)。
6、本专利技术还提供了前述纳米凝胶颗粒的制备方法,所述方法为:
7、(1)氨基化合物溶解在水中,得到氨基化合物溶液;
8、(2)在步骤(1)的氨基化合物溶液中加入环氧化合物,加热反应得到氨-环氧反应(聚氨醇醚)预聚物溶液;
9、(3)单宁酸溶解在水中,得到单宁酸溶液;在步骤(2)氨-环氧反应(聚氨醇醚)预聚物溶液中加入单宁酸溶液,震荡混合后得到预聚物-单宁酸混合溶液;
10、(4)在步骤(3)的预聚物-单宁酸混合溶液中再加入环氧化合物,加热反应即得到纳米凝胶颗粒。
11、上述技术方案中,进一步地,步骤(1)中氨基化合物溶液的浓度为5-20wt%。
12、上述技术方案中,进一步地,步骤(2)中加热反应的温度为25-65℃,反应时间为5-100min。
13、上述技术方案中,进一步地,步骤(2)中氨基化合物和环氧化合物的摩尔比为1:3~4:1;氨-环氧反应(聚氨醇醚)预聚物溶液的浓度为5-20wt%。
14、上述技术方案中,进一步地,步骤(3)中单宁酸溶液的浓度为0.01-1wt%;步骤(3)中氨-环氧反应(聚氨醇醚)预聚物溶液和单宁酸溶液的体积比为1:5~5:1。
15、上述技术方案中,进一步地,步骤(4)中加热反应的温度为25-65℃,反应时间0.1-10h,预聚物-单宁酸混合溶液和环氧化合物的质量比为1:10~10:1。
16、本专利技术还提供了前述纳米凝胶颗粒在口服药物递送和炎症性肠病治疗中的应用。
17、本专利技术的有益效果:本专利技术制备了一种新的单宁酸基纳米凝胶颗粒,其制备工艺简单,制备时间短,以水作为溶剂绿色环保,避免了纳米凝胶颗粒制备中化学交联引入有机溶剂的风险;单宁酸的引入通过物理交联形成纳米凝胶颗粒,借助氨-环氧点击化学反应交联形成的纳米凝胶颗粒内部三维网络结构得以实现纳米凝胶颗粒尺寸上的调控;在外界条件改变尤其是ph环境发生变化时保证凝胶不解体;本专利技术的纳米凝胶颗粒其颗粒尺寸和疏水药物负载能力可调控;纳米凝胶颗粒中所引入的单宁酸会在氧化应激下起到对组织细胞的保护作用,可作为功能材料用于富含ros微环境的组织工程领域,并具有生物活性和负载疏水性药物的能力和ros释放药物的能力,同时也可作为控释系统将具有抗炎和抗氧化功能的疏水药物姜黄素(cur)负载,用于减轻氧化应激下引起的炎症反应,最后也可以作为一款多功能药物载体来促进炎症性肠病治疗。
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1.一种纳米凝胶颗粒,其特征在于,所述纳米凝胶颗粒是氨基化合物和环氧化合物在水中进行胺-环氧反应所产生的预聚物与单宁酸(TA)通过基于氢键作用的复合行为所介导的相分离和氨-环氧点击化学反应交联所形成的聚合物纳米凝胶颗粒。
2.根据权利要求1所述的纳米凝胶颗粒,其特征在于,所述氨基化合物为分子量<10000Da含有两个或两个以上的端基为氨基基团的化合物;所述环氧化合物为分子量<10000Da含有两个或两个以上的端基为环氧基团的化合物。
3.根据权利要求2所述的纳米凝胶颗粒,其特征在于,所述氨基化合物为2-甲基-1,5-二氨基戊烷(MD);所述环氧化合物为聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDE)。
4.一种权利要求1所述的纳米凝胶颗粒的制备方法,其特征在于,所述方法为:
5.根据权利要求4所述的纳米凝胶颗粒的制备方法,其特征在于,步骤(1)中氨基化合物溶液的浓度为5-20wt%。
6.根据权利要求4所述的纳米凝胶颗粒的制备方法,其特征在于,步骤(2)中加热反应的温度为25-65℃,反应时间为5-100min。
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1.一种纳米凝胶颗粒,其特征在于,所述纳米凝胶颗粒是氨基化合物和环氧化合物在水中进行胺-环氧反应所产生的预聚物与单宁酸(ta)通过基于氢键作用的复合行为所介导的相分离和氨-环氧点击化学反应交联所形成的聚合物纳米凝胶颗粒。
2.根据权利要求1所述的纳米凝胶颗粒,其特征在于,所述氨基化合物为分子量<10000da含有两个或两个以上的端基为氨基基团的化合物;所述环氧化合物为分子量<10000da含有两个或两个以上的端基为环氧基团的化合物。
3.根据权利要求2所述的纳米凝胶颗粒,其特征在于,所述氨基化合物为2-甲基-1,5-二氨基戊烷(md);所述环氧化合物为聚乙二醇二缩水甘油醚(pegde)。
4.一种权利要求1所述的纳米凝胶颗粒的制备方法,其特征在于,所述方法为:
5.根据权利要求4所述的纳米凝胶颗粒的制备方法,其特征在于,步骤(1)中氨基化合物溶液的浓度为5-20wt%...
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