[发明专利]一种工程化外泌体纳米马达及其制备方法

说明书

本发明公开了一种工程化外泌体纳米马达及其制备方法，该工程化外泌体纳米马达由表面巯基化共价键合L‑精氨酸的两性离子聚合物或负载L‑精氨酸的碗状介孔硅纳米材料作为一氧化氮(NO)驱动基体，并将其用于工程化修饰外泌体。本发明的工程化外泌体纳米马达制备方法简单高效，具有优异的生物相容性、在炎症及活性氧微环境具有主动运动能力，可以有效实现外泌体精准靶向病灶部位、修复受损部位，使得外泌体在作为药物载体实现在病患深处的药物递送，赋予其自主运动能力，在生物医药领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于新型生物纳米材料，具体涉及一种工程化外泌体纳米马达及其制备方法。

背景技术

外泌体是一种能被机体内许多类型细胞分泌的细胞外囊泡，直径大约分布在30-150nm，并分布于各种体液中。外泌体因其含有母体细胞中大多数的生物信息(micro RNAs、蛋白质和脂质等)，并能够通过细胞膜融合将这些信息传递给受体细胞。这种全新的细胞间信息传递系统参与了不同细胞间的信息传递，调节细胞间的信号传导，影响细胞的生理状态并与多种疾病的发生与进程密切相关。

具有良好生物相容性的外泌体，具备体内循环时间长、靶向病灶部位、修复受损部位等优点，从而可作为良好的药物递送载体。然而，面对复杂多变的疾病病理机制，单纯的外泌体在作为药物载体使用时因缺乏主动运动能力，未能实现在病患深处的药物递送，从而造成治疗效果不够理想，因此需要对其进行工程化以赋予其自主运动能力。

一氧化氮(NO)纳米马达基于人体内源性生化反应，在体内一氧化氮合成酶的作用下将活性氧和L-精氨酸转化为驱动气体一氧化氮。除作为驱动气体外，一氧化氮还具有增强组织渗透性、促进血管内皮化和提高抗癌效率等作用，具有潜在生物医学应用。更为重要的是，基于自主运动的一氧化氮纳米马达利用病患炎症部位或高ROS浓度的微环境较好实现在病症部位的靶向与聚集。若能将此类NO驱动基体修饰至外泌体表面，则有望赋予外泌体自主运动能力实现患病部位的深度治疗，从而提高治疗效果。目前还未有利用纳米马达技术对外泌体进行工程化的报道。因此，亟需新技术开发制备出一种工程化外泌体纳米马达。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种工程化外泌体纳米马达，本发明的工程化外泌体纳米马达可以有效实现外泌体精准靶向的靶向病灶部位、修复受损部位，使得外泌体在作为药物载体实现在病患深处的药物递送，赋予其自主运动能力。

本发明还提供一种工程化外泌体纳米马达的制备方法。

技术方案：为了实现上述目的，本发明所述一种工程化外泌体纳米马达，所述工程化纳米马达由表面巯基化的一氧化氮(NO)驱动基体通过水溶性交联剂对外泌体进行表面工程化修饰形成。本发明中的工程化修饰为通过物理与化学手段将具有一些特定功能的物质修饰到外泌体，形成一种工程化的外泌体﹐协同外泌体自身发挥更多的功能。在本发明中是通过交联剂，将NO纳米马达修饰到外泌体。

其中，所述一氧化氮驱动基体为共价键合L-精氨酸的两性离子聚合物或负载L-精氨酸的碗状介孔硅纳米材料。

其中，所述共价键合L-精氨酸的两性离子聚合物主要由甲基丙烯酸酐与L-精氨酸反应形成单体，在引发剂引发下与交联剂聚合形成的精氨酸单体；所述交联剂为含有二硫键的双键交联剂，具体可为N,N'-双丙烯酰胱胺等；所述引发剂为水溶性引发剂，如偶氮二异丁脒盐酸盐等。

其中，所述负载L-精氨酸的碗状介孔硅纳米材料作为一氧化氮(NO)驱动基体以CTAB为模板剂，浓氨水为催化剂，乙醇为助溶剂的混合体系中，双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物和正硅酸乙酯的混合前驱体进行脱水缩合，并在氢氧化钠的刻蚀作用下，形成碗状介孔二氧化硅；所述负载L-精氨酸方法主要利用介孔限域效应，由碗状介孔二氧化硅在高浓度的精氨酸溶液进行物理吸附得到负载L-精氨酸的碗状介孔硅纳米材料马达。

作为优选，所述水溶性交联剂为马来酰亚胺交联剂，如4-(N-马来酰亚胺甲基)环己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亚胺酯钠盐。