CN111643719A - 环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统及其制备方法 - Google Patents

环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111643719A
CN111643719A CN202010542343.6A CN202010542343A CN111643719A CN 111643719 A CN111643719 A CN 111643719A CN 202010542343 A CN202010542343 A CN 202010542343A CN 111643719 A CN111643719 A CN 111643719A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gamma
polyglutamic acid
preparation
nano
cyclo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010542343.6A
Other languages
English (en)
Inventor
张黎明
王蓓蕾
邹帅军
王超
王倩倩
柳国艳
王博
张福海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chinese Peoples Liberation Army Naval Characteristic Medical Center
Original Assignee
Chinese Peoples Liberation Army Naval Characteristic Medical Center
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chinese Peoples Liberation Army Naval Characteristic Medical Center filed Critical Chinese Peoples Liberation Army Naval Characteristic Medical Center
Priority to CN202010542343.6A priority Critical patent/CN111643719A/zh
Publication of CN111643719A publication Critical patent/CN111643719A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
    • A61L26/0057—Ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
    • A61L26/0009—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form containing macromolecular materials
    • A61L26/0014—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form containing macromolecular materials obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
    • A61L26/0009—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form containing macromolecular materials
    • A61L26/0019—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form containing macromolecular materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
    • A61L26/0061—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
    • A61L26/0061—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L26/008—Hydrogels or hydrocolloids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L26/00—Chemical aspects of, or use of materials for, wound dressings or bandages in liquid, gel or powder form
    • A61L26/0061—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L26/0085—Porous materials, e.g. foams or sponges

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

本发明涉及纳米医药及生物解毒领域，具体涉及环γ‑聚谷氨酸改性聚‑N异丙基丙烯酰胺水凝胶负载纳米海绵解毒系统及其制备方法，是用提取红细胞膜制备的红细胞膜囊泡包裹PLGA纳米颗粒，制备成纳米海绵，再用环γ‑聚谷氨酸改性的聚N‑异丙基丙烯酰胺水凝胶负载纳米海绵后得到。本发明制备形成的三维网状结构水凝胶具有良好的生物相容性，可负载NS形成具有局部吸附毒素效能的解毒系统，可应用于生物医药和医疗辅料等领域。

Description

环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统及其制备 方法
技术领域
本发明涉及纳米医药技术领域，具体地说，是环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统及其制备方法。
背景技术
目前，细菌感染仍然是世界范围内的一类高发病率和高致死率的疾病。由于抗生素的广泛使用和新型抗生素研制的停滞不前，近年来耐药细菌尤其是“超级细菌”日益增多，严重威胁人类健康。成孔毒素(pore forming toxins,PFTs)是细菌感染的主要毒力因子，金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、肺炎链球菌(Streptococcuspneumoniae)、大肠埃希氏菌(Escherichia coli)、部分弧菌(Vibrio)(Blake KJ,Baral P,Voisin T,et al:Staphylococcus aureus produces pain through pore-formingtoxins and neuronal TRPV1that is silenced by QX-314.Nat Commun 2018,9(1):37；Van Pee K,Mulvihill E,Muller DJ,et al:Unraveling the pore-forming steps ofpneumolysin from Streptococcus pneumoniae.Nano Lett2016,16(12):7915-7924；Kathuria R,Chattopadhyay K:Vibrio cholerae cytolysin:Multiple facets of themembrane interaction mechanism of a beta-barrel pore-forming toxin.IUBMB life2018,70(4):260-266.)等不同耐药菌株均可产生，其功能是攻击细胞膜，形成跨膜孔道，从而改变细胞通透性并启动毒力效应。针对PFTs研发抗毒力因子新技术是探索新颖、广谱的耐药菌感染治疗的重要策略之一。
目前，抗毒力因子治疗主要包括抗毒血清、单克隆抗体、小分子抑制物、分子印迹聚合物等，这些方法主要针对毒素特异分子表位进行拮抗。然而，PFTs的巨大多样性对于设计针对耐药菌感染的解毒策略提出了严峻挑战。近年来，利用细胞膜包裹纳米颗粒制备而成的“纳米海绵(nanosponge，NS)”在生物解毒领域受到广泛关注。与现有的解毒策略不同，NS技术运用“仿生”原理，将细胞膜完整包裹于聚合物纳米颗粒外层，作为毒素的“诱饵靶点”，非特异性地吸附各种类型的PFTs，而不受毒素分子结构的影响，因而为耐药菌治疗提供全新思路(Fang RH,Luk BT,Hu CM,et al.:Engineered nanoparticles mimickingcell membranes for toxin neutralization.Adv Drug Deliv Rev 2015,90:69-80；Angsantikul P,Fang RH,Zhang L:Toxoid vaccination against bacterial infectionusing cell membrane-coated nanoparticles.Bioconjug Chem 2018,29(3):604-612.)。但是，研究发现，在体内应用时，原本稳定的NS很容易发生降解、扩散。水凝胶负载NS成为解决这一难题的关键技术(Wang F,Gao W,Thamphiwatana S,et al:Hydrogel retainingtoxin-absorbing nanosponges for local treatment of methicillin-resistantStaphylococcus aureus infection.Adv Mater 2015,27(22):3437-3443.)。水凝胶是由具有亲水基团的聚合物形成的链状网络结构，其网络链之间的交联使其具有抗溶解性，因而能够保持NS结构和功能的完整性。其中，温敏水凝胶材料能够体内成型，特别适用于伤口内部解毒。聚N-异丙基丙烯酰胺(Poly(N-Isopropyl acrylamide)，PNIPAM)是目前应用最为广泛的温敏水凝胶材料，其临界相变温度(lower critical solution temperature，LCST)为32℃，接近生理温度，作为生物医用材料较为合适。但是，当其在高于32℃温度下成胶时，因疏水作用增强极易发生脱水现象，因此有必要对其改性以调整亲疏水基团比例(Haq MA,Su Y,Wang D:Mechanical properties of PNIPAM based hydrogels:Areview.Mater Sci Eng,C 2015,70:842-855.)。
环γ-聚谷氨酸(cyclo-γ-polyglutamic acid,cyclo-γ-PGA)是水母刺丝囊来源的一组由4～11个谷氨酸残基组成的环肽(已申请国家发明专利，申请号：201810295809.X)。
但是有关cyclo-γ-PGA改性PNIPAM水凝胶并负载NS的解毒系统及其制备方法，目前未见报道。
发明内容
环γ-聚谷氨酸(cyclo-γ-polyglutamic acid,cyclo-γ-PGA)侧链含有大量亲水性的游离-COOH，这些-COOH如果与PNIPAM的大量-NH2发生作用，使两者分子链间发生聚集缠绕，理论上可以用于增加PNIPAM体系中亲水基团的比例以解决水凝胶的脱水问题。由于天然环肽提取成本高、产量低，限制其推广应用。课题组前期采用半自动多肽合成技术联合高效液相技术平台，分别合成基于天然环肽的4～11个谷氨酸残基组成的cyclo-γ-PGA，并进行了表征鉴定。本发明选择其中9元cyclo-γ-PGA来改性PNIPAM水凝胶，继而负载NS，构建cyclo-γ-PGA改性PNIPAM水凝胶负载NS解毒系统。该系统的独特优势在于：①网状结构可维持NS的完整性和功能性，减少其自身降解，降低毒副作用；②独特的温敏特性可控制NS在感染伤口内释放；③原位聚胶特性使其可适用于任何形状、任何深度的伤口感染；④cyclo-γ-PGA超强的吸水性、保水性，可能有助于吸收感染部位的液体渗出，进一步促进伤口愈合。
为了解决目前临床上抗生素耐药性增加的难题，降低感染致残率和致死率，本发明选择细胞膜包裹纳米颗粒制备NS来吸附耐药菌产生的PFTs等主要毒素因子，以规避细菌耐药性的影响。为保证NS在伤口局部较长时间维持有效浓度，本发明选择温敏性水凝胶负载NS，以提高NS的稳定性，并使其在伤口内部缓慢释放；进一步，为了解决PNIPAM水凝胶体内成胶时的脱水问题，本发明旨在找到一种能增加水凝胶体系亲水性的方法。本发明人研究发现，一组基于天然环肽合成的4～11个谷氨酸残基组成的环肽——cyclo-γ-PGA(本发明以9元环肽为例)，含有大量亲水性游离-COOH，这些-COOH与PNIPAM的大量-NH2发生作用，可使两者分子链间发生聚集缠绕，进而改善体系成胶时的脱水现象。因此，本发明建立了cyclo-γ-PGA改性PNIPAM水凝胶并负载NS的解毒系统及其制备方法。
本发明的第一方面，提供一种环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统的制备方法，是用提取红细胞膜制备的红细胞膜囊泡包裹PLGA纳米颗粒，制备成纳米海绵(nanosponge，NS)，再用cyclo-γ-PGA改性的聚N-异丙基丙烯酰胺(Poly(N-Isopropylacrylamide)，PNIPAM)水凝胶负载NS后得到。
进一步的，所述的制备方法为：将终浓度为2mg/ml NS、150mg/mLPNIPAM及50mg/mLcyclo-γ-PGA混合，室温下充分混合3h，4℃过夜除气泡，37℃水浴成胶得到所述的环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统。
进一步的，所述的环γ-聚谷氨酸(cyclo-γ-PGA)为9个谷氨酸残基组成的环状多肽，其氨基酸序列(N→C)如下所示：
cyclo[(γ-E)-(γ-E)-(γ-E)-(γ-E)-(γ-E)-(γ-E)-(γ-E)-(γ-E)-(γ-E)](SEQ ID NO:1)。
进一步的，所述的NS的制备方法为：将1mg PLGA纳米颗粒与1ml全血制备的红细胞膜囊泡混合，使用Avanti微型挤压机在100nm聚碳酸酯多孔膜中挤压14次。
进一步的，所述的PLGA纳米颗粒的制备方法为：采用纳米沉淀法，将0.67dl/g含羧基的50:50PLGA单体聚合物制备成PLGA纳米颗粒。
更进一步的，所述的PLGA纳米颗粒的制备方法为：首先，将PLGA单体溶于丙酮，制备得到5-10mg/mL PLGA丙酮溶液(优选的PLGA丙酮溶液为5mg/mL)，制备得到粒径约为60nm左右的纳米颗粒；然后，将1ml PLGA丙酮溶液加入3ml去离子水，室温搅拌2h；最后，用截留分子量为10kDa的Amicon Ultra-4离心过滤器过滤得到PLGA纳米颗粒。
进一步的，所述的红细胞膜囊泡的制备方法为：采集30-40g雄性ICR小鼠新鲜全血1ml，4℃下1500×g离心15min，小心去除血清和上层淡黄色血沉层，用冰的1×PBS洗涤红细胞；洗涤后的红细胞用0.25×PBS在冰浴中悬浮30min，进行低渗溶血处理，再以10000×g离心30min；重复前一步低渗处理，直至获得乳白色的细胞膜；然后，使用FS30D水浴超声波仪(Fisher Scientific,Waltham,MA)，在带盖玻璃小瓶中以42kHz、100W对膜进行5min的超声处理；最后，得到的红细胞膜使用Avanti微型挤压机通过400nm，200nm和100nm的聚碳酸酯多孔膜连续挤压，挤压后，利用动态光散射(Dynamic Light Scattering,DLS)检测红细胞膜囊泡尺寸。
在本发明的一个优选实施方式中，所述的环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统的制备方法包括以下步骤：
(1)NS的制备
①PLGA纳米核心的制备：采用纳米沉淀法，将0.67dl/g含羧基的50:50PLGA单体聚合物制备成60nm PLGA纳米颗粒；首先，将PLGA单体溶于丙酮，制备得到PLGA丙酮溶液(5mg/ml)；然后，将1ml PLGA丙酮溶液加入3ml去离子水，室温搅拌2h；最后，用截留分子量为10kDa的AmiconUltra-4离心过滤器过滤得到PLGA纳米颗粒；
②红细胞膜囊泡的制备：采集30-40g雄性ICR小鼠新鲜全血1ml，4℃下1500×g离心15min，小心去除血清和上层淡黄色血沉层，用冰的1×PBS洗涤红细胞；洗涤后的红细胞用0.25×PBS在冰浴中悬浮30min，进行低渗溶血处理，再以10000×g离心30min；重复前一步低渗处理，直至获得乳白色的细胞膜；在倒置相差显微镜下观察所得到的膜形态和结构；然后，使用FS30D水浴超声波仪(Fisher Scientific,Waltham,MA)，在带盖玻璃小瓶中以42kHz、100W对膜进行5min的超声处理；最后，得到的红细胞膜使用Avanti微型挤压机通过400nm，200nm和100nm的聚碳酸酯多孔膜连续挤压，挤压后，利用动态光散射(DynamicLight Scattering,DLS)检测红细胞膜囊泡尺寸；
③NS的制备：将1mg PLGA纳米颗粒与1ml全血制备的红细胞膜囊泡混合，使用Avanti微型挤压机在100nm聚碳酸酯多孔膜中挤压14次得到NS；
(2)cyclo-γ-PGA改性PNIPAM水凝胶负载NS解毒系统的制备：
将终浓度为2mg/ml NS、150mg/mL PNIPAM及50mg/mL cyclo-γ-PGA混合，室温下充分混合3h，4℃过夜除气泡，37℃水浴成胶得到cyclo-γ-PGA改性水凝胶负载NS解毒系统。
本发明的第二方面，提供一种环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统，其采用如上所述的制备方法制备得到。
进一步的，所述的水凝胶为9元cyclo-γ-PGA改良的聚N-异丙基丙烯酰胺(Poly(N-Isopropyl acrylamide)，PNIPAM)温敏水凝胶，温度达到32℃时由均相可注射状态变为非均相凝胶状态。
本发明的第三方面，提供一种如上所述的环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统在制备解毒材料中的应用。
本发明的解毒系统在纳米海绵吸附中和成孔毒素的基础上，联合水凝胶，依托水凝胶优良的保水特性，加快毒素向解毒系统内部扩散，具有制备成水凝胶解毒敷料的潜力。因具有温敏性和可塑型性，可应用于不同形状和深度的伤口，有效吸附伤口内部的毒素，解决以成孔毒素为主要毒力因子的多种细菌感染难题。
本发明的第四方面，提供环γ-聚谷氨酸在制备解毒材料中的应用，所述的环γ-聚谷氨酸(cyclo-γ-PGA)为9个谷氨酸残基组成的环状多肽，其氨基酸序列(N→C)如下所示：
cyclo[(γ-E)-(γ-E)-(γ-E)-(γ-E)-(γ-E)-(γ-E)-(γ-E)-(γ-E)-(γ-E)](SEQ ID NO:1)。
本发明优点在于：
1、本发明将温敏材料PNIPAM与9元cyclo-γ-PGA按照一定比例溶于蒸馏水中，溶液总浓度为20％(w/v)，室温搅拌至完全溶解，4℃过夜去除气泡，得到均一透明的水溶液；37℃水浴下，体系由无色透明溶液状态变为乳白色凝胶状态，且无脱水现象，制备形成的三维网状结构水凝胶具有良好的生物相容性，可负载NS形成具有局部吸附毒素效能的解毒系统，可应用于生物医药和医疗辅料等领域。
2、本发明制备的cyclo-γ-PGA改性PNIPAM水凝胶负载NS解毒系统为生物相容性好的潜在解毒材料，可广泛应用于生物医药和医疗辅料领域。
3、本发明检测了cyclo-γ-PGA改性PNIPAM水凝胶负载NS解毒系统的细胞毒性作用，结果显示，cyclo-γ-PGA改性PNIPAM水凝胶负载NS解毒系统对L929细胞没有明显毒性作用，是潜在的具有良好生物相容性的解毒材料。
附图说明
图1为不同浓度空载和负载Did染料的PLGA丙酮溶液所制备的纳米颗粒粒径；
图2为透射电镜下PLGA纳米颗粒的形态结构；
图3为动态光散射测定PLGA纳米颗粒水合粒径与ζ电位；
图4为纳米颗粒、红细胞膜囊泡、NS粒径和电位；
图5为透射电镜下NS的形态结构；
图6为动态光散射测定NS水合粒径与ζ电位；
图7为9元cyclo-γ-PGA结构式；
图8为cyclo-γ-PGA与PNIPAM不同比例混合后的成胶情况；
图9为扫描电镜下空载PNIPAM水凝胶与负载NS后PNIPAM水凝胶的形态结构；
图10为cyclo-γ-PGA改性PNIPAM水凝胶负载NS解毒系统的细胞毒性结果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
以下实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
实施例1:NS的制备
①PLGA纳米核心的制备：采用纳米沉淀法，将0.67dl/g含羧基的50:50PLGA单体聚合物制备成60nm PLGA纳米颗粒。首先，将PLGA单体溶于丙酮，制备得到PLGA丙酮溶液(5mg/ml)；然后，将1ml PLGA丙酮溶液加入3ml去离子水，室温搅拌2h；最后，用截留分子量为10kDa的AmiconUltra-4离心过滤器过滤得到PLGA纳米颗粒(图1)。此外，为制备荧光标记的NS以用于后续示踪，在聚合之前将0.1wt％Did荧光染料加入PLGA丙酮溶液，类似地制备Did标记的PLGA纳米颗粒(图1)。透射电镜下观察，可见典型的纳米级颗粒结构(图2)。DLS获得纳米颗粒的水合粒径与ζ电位(图3，4)。
②红细胞膜囊泡的制备：利用心脏穿刺法采集30-40g雄性ICR小鼠新鲜全血1ml，4℃下1500×g离心15min，小心去除血清和上层淡黄色血沉层，用冰的1×PBS洗涤红细胞；洗涤后的红细胞用0.25×PBS在冰浴中悬浮30min，进行低渗溶血处理，再以10000×g离心30min；重复前一步低渗处理，直至获得乳白色的细胞膜；在倒置相差显微镜下观察所得到的膜形态和结构；然后，使用FS30D水浴超声波仪，在带盖玻璃小瓶中以42kHz、100W对膜进行5min的超声处理；最后，得到的红细胞膜囊泡使用Avanti微型挤压机通过400nm，200nm和100nm的聚碳酸酯多孔膜连续挤压，挤压后,利用DLS检验红细胞膜囊泡尺寸(图4)。
③NS制备：将1mg PLGA纳米颗粒与1ml全血制备的红细胞膜囊泡混合，使用Avanti微型挤压机在100nm聚碳酸酯多孔膜中挤压14次得到NS。透射电镜下观察到典型的“核壳结构”(图5)，DLS检测NS的水合粒径和ζ电位(图4，6)。
实施例2：cyclo-γ-PGA改性PNIPAM水凝胶负载NS解毒系统的制备
①cyclo-γ-PGA改性PNIPAM水凝胶：依次按照PNIPAM/cyclo-γ-PGA为100:0、75:25、50:50、25:75混合两种物质，溶液总浓度均为20％(w/v)，室温下充分混合3h，4℃过夜除气泡，37℃水浴成胶，可观察到PNIPAM/cyclo-γ-PGA为75:25或50:50时PNIPAM水凝胶的脱水现象得到了有效改善(图7，8)。扫描电镜下观察到PNIPAM/cyclo-γ-PGA为75:25时水凝胶呈典型的多孔状结构(图9)。
②将终浓度为2mg/ml NS、150mg/mL PNIPAM及50mg/mLcyclo-γ-PGA混合，室温下充分混合3h，4℃过夜除气泡，37℃水浴成胶。扫描电镜观察到水凝胶负载NS的结构(图9)。
实施例3：cyclo-γ-PGA改性PNIPAM水凝胶负载NS解毒系统的生物相容性
检测cyclo-γ-PGA改性PNIPAM水凝胶负载NS解毒系统的细胞毒性作用。首先，制备cyclo-γ-PGA改性PNIPAM水凝胶负载NS解毒系统的浸提液，将上述制备好的解毒系统按照0.1g/mL的比例浸入无血清DMEM培养基中，37℃浸提24h，收集培养基，过0.22μm滤膜除菌备用。细胞计数后，将L929细胞按1×104/孔接种到96孔板中，培养过夜至贴壁，吸走培养基，然后按100％、50％、25％浓度梯度稀释浸提液，每孔加入100μL不同浓度浸提液，培养24h或48h，取出后每孔加入10μL CCK-8试剂，孵育1-4h，酶标仪450nm波长下检测吸光度。结果显示，cyclo-γ-PGA改性PNIPAM水凝胶负载NS解毒系统对L929细胞没有明显毒性作用，是潜在的具有良好生物相容性的解毒材料(图10)。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
序列表
<110> 中国人民解放军海军特色医学中心
<120> 环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统及其制备方法
<130> /
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 9
<212> PRT
<213> 越前水母(Nemopilema nomurai)
<400> 1
Glu Glu Glu Glu Glu Glu Glu Glu Glu
1 5

Claims (8)

1.一种环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统的制备方法，是用提取红细胞膜制备的红细胞膜囊泡包裹PLGA纳米颗粒，制备成纳米海绵，再用环γ-聚谷氨酸改性的聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶负载纳米海绵后得到；所述的环γ-聚谷氨酸为9个谷氨酸残基组成的环状多肽，其氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。
2.根据权利要求1所述的环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为：将终浓度为2mg/ml纳米海绵、150mg/mL聚N-异丙基丙烯酰胺及50mg/mL环γ-聚谷氨酸混合，室温下充分混合3h，4℃过夜除气泡，37℃水浴成胶得到所述的环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统。
3.根据权利要求1所述的环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统的制备方法，其特征在于，所述的纳米海绵的制备方法为：将1mg PLGA纳米颗粒与1ml全血制备的红细胞膜囊泡混合，使用Avanti微型挤压机在100nm聚碳酸酯多孔膜中挤压14次。
4.根据权利要求3所述的环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统的制备方法，其特征在于，所述的PLGA纳米颗粒的制备方法为：采用纳米沉淀法，将0.67dl/g含羧基的50:50PLGA单体聚合物制备成PLGA纳米颗粒。
5.根据权利要求3所述的环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统的制备方法，其特征在于，所述的红细胞膜囊泡的制备方法为：采集30-40g雄性ICR小鼠新鲜全血1ml，4℃下1500×g离心15min，小心去除血清和上层淡黄色血沉层，用冰的1×PBS洗涤红细胞；洗涤后的红细胞用0.25×PBS在冰浴中悬浮30min，进行低渗溶血处理，再以10000×g离心30min；重复前一步低渗处理，直至获得乳白色的细胞膜；然后，使用FS30D水浴超声波仪，在带盖玻璃小瓶中以42kHz、100W对膜进行5min的超声处理；最后，得到的红细胞膜使用Avanti微型挤压机通过400nm，200nm和100nm的聚碳酸酯多孔膜连续挤压，挤压后，利用动态光散射检测红细胞膜囊泡尺寸。
6.一种环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统，其采用如权利要求1-5任一所述的制备方法制备得到。
7.一种如权利要求6所述的环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统在制备解毒材料中的应用。
8.环γ-聚谷氨酸在制备解毒材料中的应用，所述的环γ-聚谷氨酸为9个谷氨酸残基组成的环状多肽，其氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。
CN202010542343.6A 2020-06-15 2020-06-15 环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统及其制备方法 Pending CN111643719A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010542343.6A CN111643719A (zh) 2020-06-15 2020-06-15 环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010542343.6A CN111643719A (zh) 2020-06-15 2020-06-15 环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111643719A true CN111643719A (zh) 2020-09-11

Family

ID=72351471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010542343.6A Pending CN111643719A (zh) 2020-06-15 2020-06-15 环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111643719A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113476642A (zh) * 2021-06-07 2021-10-08 中国人民解放军海军特色医学中心 Pluronic-F127水凝胶负载纳米海绵解毒系统的制备与应用
CN116199641A (zh) * 2022-12-27 2023-06-02 山东丰金美业科技有限公司 一种环状γ-聚谷氨酸及其制备方法与应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103169649A (zh) * 2013-04-11 2013-06-26 中国人民解放军总医院 温度和离子双重敏感型原位凝胶鼻腔给药系统
CN104387596A (zh) * 2014-11-03 2015-03-04 南开大学 一种温度敏感性水凝胶的制备方法
CN106163504A (zh) * 2014-03-20 2016-11-23 加利福尼亚大学董事会 水凝胶毒素‑吸收或结合纳米颗粒
CN108610274A (zh) * 2018-02-12 2018-10-02 中国人民解放军第二军医大学 一组环γ-聚谷氨酸系列分子及其制备方法和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103169649A (zh) * 2013-04-11 2013-06-26 中国人民解放军总医院 温度和离子双重敏感型原位凝胶鼻腔给药系统
CN106163504A (zh) * 2014-03-20 2016-11-23 加利福尼亚大学董事会 水凝胶毒素‑吸收或结合纳米颗粒
CN104387596A (zh) * 2014-11-03 2015-03-04 南开大学 一种温度敏感性水凝胶的制备方法
CN108610274A (zh) * 2018-02-12 2018-10-02 中国人民解放军第二军医大学 一组环γ-聚谷氨酸系列分子及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YUNSHENG DONG ET AL: "poly N lsopropyl acrylamide poly glutamic acid thermo sensitive hydrogels loaded with superoxide dismutase for wound dressing application", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF NANOMEDICINE》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113476642A (zh) * 2021-06-07 2021-10-08 中国人民解放军海军特色医学中心 Pluronic-F127水凝胶负载纳米海绵解毒系统的制备与应用
CN116199641A (zh) * 2022-12-27 2023-06-02 山东丰金美业科技有限公司 一种环状γ-聚谷氨酸及其制备方法与应用
CN116199641B (zh) * 2022-12-27 2023-11-24 山东丰金美业科技有限公司 一种环状γ-聚谷氨酸及其制备方法与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fu et al. Multifunctional cellulose-based hydrogels for biomedical applications
Jiang et al. Controlled release of silver ions from AgNPs using a hydrogel based on konjac glucomannan and chitosan for infected wounds
Racine et al. Chitosan‐based hydrogels: recent design concepts to tailor properties and functions
Nishimura et al. Biotransporting biocatalytic reactors toward therapeutic nanofactories
Hegde et al. Alginate based polymeric systems for drug delivery, antibacterial/microbial, and wound dressing applications
Chang et al. Amphiphilic hydrogels for biomedical applications
KR100718329B1 (ko) 다당류로 기능화된 수화젤막을 가지는 나노입자와 이를포함하는 서방형 약물전달시스템 및 그 제조방법
CN107778497B (zh) 一种按需释放的复合共价水凝胶及其制备方法和应用
Luo et al. Thermogelling chitosan-based polymers for the treatment of oral mucosa ulcers
Eivazzadeh-Keihan et al. The latest advances in biomedical applications of chitosan hydrogel as a powerful natural structure with eye-catching biological properties
Seleem et al. Silica-antibiotic hybrid nanoparticles for targeting intracellular pathogens
CN102604065B (zh) 交联的生物可降解载体聚合物、胶束、囊泡及其制备方法和应用
Balaure et al. Fabrication, characterization and in vitro profile based interaction with eukaryotic and prokaryotic cells of alginate–chitosan–silica biocomposite
Aminabhavi et al. Production of chitosan-based hydrogels for biomedical applications
Niamlang et al. Preparation, characterization and biocompatibility of poly (vinyl alcohol) films containing tetracycline hydrochloride-loaded quaternized chitosan nanoparticles
Pal et al. Marine-derived polysaccharides: pharmaceutical applications
CN111643719A (zh) 环γ-聚谷氨酸改性水凝胶负载纳米海绵解毒系统及其制备方法
Li et al. Dopamine-assisted fixation of drug-loaded polymeric multilayers to osteoarticular implants for tuberculosis therapy
Chai et al. Regenerative antibacterial hydrogels from medicinal molecule for diabetic wound repair
CN111803701A (zh) 负载抗菌药物的环γ-聚谷氨酸改性水凝胶的制备方法
Hesan et al. The synthesis and characterization of core-shell nanogels based on alginate and chitosan for the controlled delivery of mupirocin
Syed et al. An overview on recent biomedical applications of biopolymers: Their role in drug delivery systems and comparison of major systems
Yang et al. Charged group-modified poly (vinyl alcohol) hydrogels: preparation and antibacterial property
Chauhan et al. Pharmaceutical polymers
Das et al. A polysaccharide-based ph-sensitive hybrid hydrogel as a sustained release matrix for antimicrobial drugs

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200911