[发明专利]酶响应释药聚L-谷氨酸/壳聚糖多孔复合微载体、其制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种酶响应释药聚L‑谷氨酸/壳聚糖的多孔复合微载体及其制备方法，以生物可降解性高分子PLGA和CS为原料，再对PLGA和CS分别进行甲基丙烯酸羟乙酯和马来酸酐改性修饰，在聚合物侧链引入双键；再通过乳液法制备多孔微载体前驱体，交联固化得到稳定的PLGA/CS多孔微载体；然后升温使L‑抗坏血酸棕榈酸酯自组装形成层状结构胶束并且负载药物，在L‑AP胶束溶液中加入多孔微载体，将混合溶液降温后即在多孔微载体孔隙中形成并负载纤维状L‑AP胶束，得到酶响应释药PLGA/CS多孔复合微载体。该微载体具有合适的开孔结构、良好的可注射性、负载细胞的良好潜力，适合用于调控炎症并促进组织缺损修复。

技术领域

本发明属于生物医用高分子材料技术领域，具体涉及了一种酶响应释药聚L-谷氨酸/壳聚糖多孔复合微载体及其制备方法。

背景技术

组织损伤环境下存在免疫炎症反应，干预炎症环境是促进组织修复的关键。炎性细胞浸润下容易延长炎症阶段，从而延缓组织修复甚至导致无法愈合。为了调控炎症，临床上通常采用口服布洛芬、阿司匹林等非甾体类抗炎药治疗法。但是，目前临床使用的抗炎药选择性大、全身副反应多，口服药物治疗会引起全身性副作用，对人体各个组织造成伤害。因此，为实现缺损组织修复同时消除炎症，需要开发负载抗炎药物的组织修复材料，促进组织修复的同时可局部给药以调控炎症，并且可以避免全身副反应。

由于复杂的炎症需要适时、适地、适量进行药物干预，因此开发刺激响应性药物递送组织修复材料尤为重要。目前，用于响应外源性刺激的药物递送系统主要有热、磁、超声波、光、电响应系统等。但是，如高温、紫外光会造成细胞损伤，光照、磁场、弱电场的组织穿透力不够，超声波导致的细胞膜通透性增强可能会导致潜在危险。用于响应内源性刺激之一的酶响应系统，通过引入酶响应位点可以克服外源性刺激的缺陷，实现药物智能释放，以调控组织修复时的炎症。因此，可调控炎症的具有酶响应释药能力的组织修复材料有望实现更佳的修复效果。

局部炎症导致基质金属蛋白酶(MMP)的过度表达，会降解大量细胞外基质，包括组织重塑所需的蛋白酶和生长因子。因此，MMP调节炎症过程的同时，其在炎症部位的表达水平也要受到严格控制。如芬兰赫尔辛基大学的Li等人将基质金属蛋白酶特异性降解的L-抗坏血酸棕榈酸酯(L-AP)与药物共载，并与药物进一步组装成介孔二氧化硅纳米粒子内部的水凝胶，可响应发炎的肠道的微环境而逐渐释放药物(Li et al.,Biomaterials,185(2018):322-332.)。Li等所用的L-抗坏血酸棕榈酸酯是由棕榈酸与L-抗坏血酸等天然成分酯化而成的两亲性分子，获得了美国食品药品监督管理局的认证。此外，如美国布莱根妇女医院的Joshi等通过自组装小分子两亲物单硬脂酸甘油三酯(TG-18)，开发了用于治疗关节炎的酶响应性水凝胶，并在体内外证明了药物在酶作用下得到响应性释放，且药物释放量与体内关节炎的严重程度相关(Joshi et al.,Nat.Commun.,2018,9(1):1275.)。

研究者们认为智能调节释药系统具有非常好的临床意义。但是，目前鲜有文献报导酶响应释药组织工程材料，如Joshi等仅验证了所制得的酶响应性水凝胶的刺激响应释药性能。常用的组织工程构建体有3D多孔支架、可注射水凝胶、微载体等。与其他组织修复构建体相比，微载体由于具有高比表面积和形状可塑性的特点，具有更好营养物质输送能力，同时微载体可通过微创技术实现缺损组织重建。

此外，常用的组织工程原料有透明质酸、海藻酸钠、聚氨基酸、壳聚糖等。其中，聚氨基酸例如聚L-谷氨酸(PLGA)、聚天冬氨酸等，拥有优良的生物相容性和生物可降解性。PLGA是一种通过酰胺键人工合成的生物可降解性聚多肽，PLGA的降解产物为人体需要的氨基酸，不会导致体内局部pH过低从而产生炎症反应。除此之外，PLGA侧链有游离的羧基，可官能化赋予材料新的功能，是一种理想的组织工程材料。壳聚糖(CS)也被证明具有良好的生物降解性和生物相容性，在组织工程领域具有巨大的应用潜力。目前，可调控炎症并促进组织缺损修复的组织工程材料存在大量技术空白。

发明内容