CN114652679A - 基于纳米羟基磷灰石的递送系统、制备方法、应用、药物组合物、喷雾剂及水凝胶 - Google Patents

基于纳米羟基磷灰石的递送系统、制备方法、应用、药物组合物、喷雾剂及水凝胶 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于纳米羟基磷灰石的递送系统，该递送系统包括纳米羟基磷灰石，在所述纳米羟基磷灰石的表面包裹壳聚糖衍生物，得到第一纳米体系，并在所述第一纳米体系的表面负载有光敏剂；其中，所述壳聚糖衍生物为水溶性壳聚糖衍生物。本发明还提供一种基于纳米羟基磷灰石的递送系统的制备方法、应用、药物组合物、喷雾剂及水凝胶。本发明的递送系统可防止龋齿的进一步恶化，同时防止牙齿脱矿，维护牙齿表面微环境，并可实现对受损牙釉质的再矿化效果。

Description

基于纳米羟基磷灰石的递送系统、制备方法、应用、药物组合 物、喷雾剂及水凝胶
技术领域
本发明涉及纳米光敏材料技术领域，具体而言涉及一种基于纳米羟基磷灰石的递送系统、制备方法、应用、药物组合物、喷雾剂及水凝胶。
背景技术
口腔是人体内重要的微生物库之一，拥有超过700余种细菌。口腔可为微生物提供了良好的生长繁殖环境，借此多种微生物在牙齿、假体和粘膜表面定植形成生物群落。龋齿就是由牙齿表面形成的龋齿生物膜加速牙齿脱矿过程而引起的细菌感染，是目前最常见的口腔疾病之一。
在龋齿发展过程中，暴露在口腔环境中的牙齿表面，由于长期暴露在含有可发酵碳水化合物(葡萄糖、果糖和蔗糖等糖类物质)的口腔环境中，龋齿生物膜可利用这些可发酵碳水化合物产生多种有机酸。随着有机酸在生物膜微环境中积累，pH值不断下降导致牙齿表面部分脱矿，使得牙齿表面孔隙率不断增加，于是，龋齿生物膜所产生的酸会扩散到牙齿深处导致脱矿。若不加以阻止，牙齿表面孔隙率会不断增大，最终导致牙齿表面出现空洞，更严重的有可能导致牙髓受损，需要进行根管或者拔牙等手术治疗。
在龋齿初期还未形成龋洞时，主要是通过加强口腔卫生防止龋齿的进一步恶化，也会采用一些药物疗法。目前较为常用的是采用抗生素药物直接杀灭口腔内的细菌，也会将磨除龋坏组织与药物治疗相结合来达到更好的治疗效果，例如，磨除龋坏组织后，结合氟化物、洗必泰、氯己定、季铵盐和抗菌肽等药物杀死口腔内的细菌病原体。但长期使用抗生素容易造成细菌对药物的耐药性，从而减弱药物的作用效果。
以上方式虽可以对龋洞的发生起到预防作用，但由于口腔致病菌在形成龋齿生物膜的过程中，会产生了大量的胞外多糖对细菌进行保护，限制药物到达细菌处发挥作用，使得细菌对于抗菌药物表现出较强的抗性，从而导致治疗龋齿的效果并不明显。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于纳米羟基磷灰石的递送系统，该递送系统可防止龋齿的进一步恶化，同时防止牙齿脱矿，维护牙齿表面环境，并可实现对受损牙釉质的再矿化效果。
根据本发明目的的第一方面，提供一种基于纳米羟基磷灰石的递送系统，该递送系统包括纳米羟基磷灰石，在所述纳米羟基磷灰石的表面包裹壳聚糖衍生物，得到第一纳米体系，并在所述第一纳米体系的表面负载有光敏剂；其中，所述壳聚糖衍生物为水溶性壳聚糖衍生物。
优选的，所述壳聚糖衍生物为季铵盐壳聚糖、N,N-三甲基-6-O/N-氨乙基壳聚糖季铵盐、壳聚糖双季铵盐衍生物、壳聚糖三季铵盐衍生物、O-羟丙基三甲基氯化铵-N-壳聚糖氯乙酰硫脲衍生物、O-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖季铵盐、O-反丁烯酸甲酯-N,N,N-三甲基壳聚糖季铵盐、2-(卤代水杨醛缩4-氨基吡啶)-乙酰基壳聚糖衍生物、2-(卤代苯甲醛缩4-氨基吡啶)-乙酰基壳聚糖衍生物、酰化-N-三甲基壳聚糖氯化铵、2-吡啶乙酰基-N-三甲基壳聚糖氯化铵、N,O-羧甲基壳聚糖、N,O-1-羧乙基壳聚糖、N,O-2-羧乙基壳聚糖、N-羧甲基壳聚糖和N-1-羧乙基壳聚糖中的至少一种。
优选的，所述光敏剂为Ce6、卟吩、姜黄素、亚甲基蓝、菌绿素、酞菁、5-氨基乙酰丙酸、苯卟啉衍生物、得克萨卟啉衍生物、噻吩衍生物、碘化光敏剂、氟硼二吡咯、溴取代氟硼二吡咯衍生物中的至少一种。
优选的，第一纳米体系表面负载光敏剂后的粒径尺寸为190-800nm。
根据本发明目的的第二方面，提供一种前述基于纳米羟基磷灰石的递送系统的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、在壳聚糖衍生物的水溶液中加入纳米羟基磷灰石，并进行超声、离心和过滤，得到第一混悬液；
S2、将光敏剂溶解于二甲基亚砜中，得到光敏剂溶液，将光敏剂溶液加入第一混悬液中，得到第二混悬液，并去除第二混悬液中的游离物质，得到所述递送系统。
优选的，所述步骤S1的具体过程如下：
将壳聚糖衍生物加入去离子水中，得到壳聚糖衍生物的水溶液；
在壳聚糖衍生物的水溶液中加入纳米羟基磷灰石，冰浴超声，之后进行离心，取上层液体过滤，得到第一混悬液。
优选的，所述壳聚糖衍生物的水溶液浓度为1-10mg/mL；
所述第一混悬液中，壳聚糖衍生物和和纳米羟基磷灰石的质量比为(1-5):1；
所述壳聚糖衍生物为季铵盐壳聚糖、N,N-三甲基壳聚糖季铵盐、N,N-三甲基-6-O/N-氨乙基壳聚糖季铵盐、壳聚糖双季铵盐衍生物、壳聚糖三季铵盐衍生物、O-羟丙基三甲基氯化铵-N-壳聚糖氯乙酰硫脲衍生物、O-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖季铵盐、O-反丁烯酸甲酯-N,N,N-三甲基壳聚糖季铵盐、2-(卤代水杨醛缩4-氨基吡啶)-乙酰基壳聚糖衍生物、2-(卤代苯甲醛缩4-氨基吡啶)-乙酰基壳聚糖衍生物、酰化-N-三甲基壳聚糖氯化铵、2-吡啶乙酰基-N-三甲基壳聚糖氯化铵、N,O-羧甲基壳聚糖、N,O-1-羧乙基壳聚糖、N,O-2-羧乙基壳聚糖、N-羧甲基壳聚糖和N-1-羧乙基壳聚糖中的至少一种。
优选的，采用细胞破碎仪进行超声，超声的条件为：温度：4-20℃；超声功率：100～300W；超声时间0.5-2h，且每超声2s，间隔4s。
优选的，所述步骤S2中，光敏剂溶液的浓度为0.5-5mg/mL，光敏剂溶液和第一混悬液的体积比为1:(5-20)，所述光敏剂为Ce6、卟吩、姜黄素、亚甲基蓝、菌绿素、酞菁、5-氨基乙酰丙酸、苯卟啉衍生物、得克萨卟啉衍生物、噻吩衍生物、碘化光敏剂、氟硼二吡咯、溴取代氟硼二吡咯衍生物中的至少一种。
根据本发明目的的第三方面，提供一种前述基于纳米羟基磷灰石的递送系统在制备用于治疗龋齿药物中的应用。
根据本发明目的的第四方面，提供一种药物组合物，包括前述基于纳米羟基磷灰石的递送系统。
根据本发明目的的第五方面，提供一种喷雾剂，包括前述基于纳米羟基磷灰石的递送系统。
根据本发明目的的第六方面，提供一种水凝胶，包括前述基于纳米羟基磷灰石的递送系统。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的递送系统，以纳米羟基磷灰石为载体，在载体表面包裹壳聚糖衍生物，壳聚糖衍生物使得纳米羟基磷灰石阳离子化，得到第一纳米体系，再在第一纳米体系的表面负载光敏剂，使光敏剂负载在阳离子化的纳米羟基磷灰石上；同时，阳离子化纳米羟基磷灰石可与细菌外表面可进行静电相互作用，从而提高了与变异链球菌的结合亲和力，从而使药物更容易在病灶处进行积累。
当该递送系统在牙齿周围组织积累后，由于体系中阳离子化的纳米羟基磷灰石呈梭状结构，其可破坏牙齿表面的生物膜结构进入到生物膜内部，进入生物膜内部的纳米羟基磷灰石，在龋齿生物膜产生的酸性微环境下，被酸侵蚀释放出钙离子和磷酸盐离子，从而造成局部的钙和磷水平上升减缓牙齿被侵蚀的进程，避免牙齿的脱矿，有效的治疗龋齿，防止其进一步恶化。
2、本发明的递送系统进入到生物膜内部后，光敏剂在生物膜内部经一定波长的激光照射将周围环境中的氧气激发产生活性氧，因此可以更有效的杀灭生物膜内的病菌，完全清除生物膜，同时纳米羟基磷灰石的抗粘附性有效抑制细菌在牙釉质表面再聚集，维持牙齿表面正常的微环境。
在杀灭生物膜中的病菌后，齿面酸性的微环境得到有效改善，因而微环境中的钙离子和磷酸盐离子可重新形成羟基磷灰石晶体，从而实现对龋齿牙釉质表面的再矿化效果，达到龋齿前期治疗，以及对牙釉质的再矿化的目的。
3、本发明的递送系统分散性更好，从而更有利于其药效的发挥，且其可直接作用于龋齿处，不需要复杂的处理，操作简单，功效显著，具有进一步推广的价值。
附图说明
图1是本发明的基于纳米羟基磷灰石的递送系统的结构和作用示意图。
图2是本发明实施例1中nHAP和Ce6@QCS/nHAP的粒径和电位图。
图3是本发明实施例1中2、3、4中卟吩@N,N-三甲基壳聚糖季铵盐/nHAP、姜黄素@N-羧甲基壳聚糖/nHAP和菌绿素@壳聚糖双季铵盐衍生物/nHAP的粒径对比图。
图4是本发明实施例1中Ce6@QCS/nHAP的紫外可见吸收光谱图。
图5是本发明实施例1中nHAP的透射电镜图。
图6是本发明实施例1中QCS/nHAP的透射电镜图。
图7是本发明实施例1中Ce6@QCS/nHAP与Ce6对游离变异链球菌的抗菌效果对比图。
图8是本发明实施例1中Ce6@QCS/nHAP与Ce6、抗生物膜效果对比图。
图9是本发明实施例1中Ce6@QCS/nHAP对仿生齿片的治疗情况。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施。
本发明提供一种基于纳米羟基磷灰石的递送系统，通过壳聚糖衍生物将纳米羟基磷灰石和光敏剂结合起来，达到治疗，甚至修复龋齿的效果。
结合图1，在本发明的一个示例性实施例中，提供一种基于纳米羟基磷灰石的递送系统，该递送系统包括纳米羟基磷灰石，在所述纳米羟基磷灰石的表面包裹壳聚糖衍生物，得到第一纳米体系，并在所述第一纳米体系的表面负载有光敏剂；其中，所述壳聚糖衍生物为水溶性壳聚糖衍生物。
在优选的实施例中，所述壳聚糖衍生物为季铵盐壳聚糖、N,N-三甲基壳聚糖季铵盐、N,N-三甲基-6-O/N-氨乙基壳聚糖季铵盐、壳聚糖双季铵盐衍生物、壳聚糖三季铵盐衍生物、O-羟丙基三甲基氯化铵-N-壳聚糖氯乙酰硫脲衍生物、O-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖季铵盐、O-反丁烯酸甲酯-N,N,N-三甲基壳聚糖季铵盐、2-(卤代水杨醛缩4-氨基吡啶)-乙酰基壳聚糖衍生物、2-(卤代苯甲醛缩4-氨基吡啶)-乙酰基壳聚糖衍生物、酰化-N-三甲基壳聚糖氯化铵、2-吡啶乙酰基-N-三甲基壳聚糖氯化铵、N,O-羧甲基壳聚糖、N,O-1-羧乙基壳聚糖、N,O-2-羧乙基壳聚糖、N-羧甲基壳聚糖和N-1-羧乙基壳聚糖中的至少一种。
应当理解为，壳聚糖衍生物包括但不限于上述种类，只需要满足具有电正性以及水溶性即可。
在优选的实施例中，所述光敏剂为二氢卟吩(Ce6)、卟吩、姜黄素、亚甲基蓝、菌绿素、酞菁、5-氨基乙酰丙酸、苯卟啉衍生物、得克萨卟啉衍生物、噻吩衍生物、碘化光敏剂、氟硼二吡咯、溴取代氟硼二吡咯衍生物中的至少一种。
应当理解为，光敏剂包括但不限于上述种类，只需要满足在一定波长的激发光下产生活性抗菌物质即可。
在优选的实施例中，所述纳米羟基磷灰石的粒径尺寸为纳米级，尤其优选为100-500nm。
在优选的实施例中，第一纳米体系表面负载光敏剂后的粒径尺寸为190-800nm。
在本发明的另一个示例性实施例中，提供一种前述基于纳米羟基磷灰石的递送系统的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、在壳聚糖衍生物的水溶液中加入纳米羟基磷灰石，并进行超声、离心和过滤，得到第一混悬液。
S2、将光敏剂溶解于二甲基亚砜中，得到光敏剂溶液，将光敏剂溶液加入第一混悬液中，得到第二混悬液，并去除第二混悬液中的游离物质，得到所述递送系统。
在优选的实施例中，所述步骤S1的具体过程如下：
将壳聚糖衍生物加入去离子水中，得到壳聚糖衍生物的水溶液。
在壳聚糖衍生物的水溶液中加入纳米羟基磷灰石，冰浴超声，之后进行离心，取上层液体过滤，得到第一混悬液。
在更为优选的实施例中，所述壳聚糖衍生物的水溶液浓度为1-10mg/mL。
所述第一混悬液中，壳聚糖衍生物和和纳米羟基磷灰石的质量比为(1-5):1。
所述壳聚糖衍生物为季铵盐壳聚糖(QCS)、N,N-三甲基壳聚糖季铵盐、N,N-三甲基-6-O/N-氨乙基壳聚糖季铵盐、壳聚糖双季铵盐衍生物、壳聚糖三季铵盐衍生物、O-羟丙基三甲基氯化铵-N-壳聚糖氯乙酰硫脲衍生物、O-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖季铵盐、O-反丁烯酸甲酯-N,N,N-三甲基壳聚糖季铵盐、2-(卤代水杨醛缩4-氨基吡啶)-乙酰基壳聚糖衍生物、2-(卤代苯甲醛缩4-氨基吡啶)-乙酰基壳聚糖衍生物、酰化-N-三甲基壳聚糖氯化铵、2-吡啶乙酰基-N-三甲基壳聚糖氯化铵、N,O-羧甲基壳聚糖、N,O-1-羧乙基壳聚糖、N,O-2-羧乙基壳聚糖、N-羧甲基壳聚糖和N-1-羧乙基壳聚糖中的至少一种。
在更为优选的实施例中，采用细胞破碎仪进行超声，超声的条件为：温度：4-20℃；超声功率：100～300W；超声时间0.5-2h，且每超声2s，间隔4s。
通过壳聚糖衍生物将纳米羟基磷灰石部分包裹，再通过细胞破碎仪对两端暴露的纳米其羟基磷灰石进行剥离，使纳米羟基磷灰石两端尖端化，从而使纳米羟基磷灰石由棒状结构变成梭状结构。
在优选的实施例中，所述步骤S2中，光敏剂溶液的浓度为0.5-5mg/mL，光敏剂溶液和第一混悬液的体积比为1:(5-20)，所述光敏剂为Ce6、卟吩、姜黄素、亚甲基蓝、菌绿素、酞菁、5-氨基乙酰丙酸、苯卟啉衍生物、得克萨卟啉衍生物、噻吩衍生物、碘化光敏剂、氟硼二吡咯、溴取代氟硼二吡咯衍生物中的至少一种。
在本发明的另一个示例性实施例中，提供一种前述基于纳米羟基磷灰石的递送系统在制备用于治疗龋齿药物中的应用。
在本发明的另一个示例性实施例中，提供一种药物组合物，包括前述基于纳米羟基磷灰石的递送系统。例如，可在该递送系统表面负载氯己定，协同治疗龋齿。
在本发明的另一个示例性实施例中，提供一种喷雾剂，包括前述基于纳米羟基磷灰石的递送系统。可直接喷洒在牙组织周围处，之后进行相应的治疗，方便使用。
在本发明的另一个示例性实施例中，提供一种水凝胶，包括基于纳米羟基磷灰石的递送系统。可将该递送系统包裹在水凝胶内，敷在牙组织周围进行治疗；也可以将该递送系统与其他药物组合，一起包裹在水凝胶内，协同作用。
下面将结合具体的示例和试验，对前述递送系统的制备及其效果进行示例性试验和对比。当然本发明的实施例并不以此为限。
下述实施例中所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施方式中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
【实施例1】
将40mg QCS加入20mL去离子水中，得到QCS水溶液。
将20mg nHAP加入到QCS水溶液中，在细胞超声破碎仪中，4℃的温度下，以150W的超声功率，超声1h(每超声2s，间隔4s)，之后高速离心取上清。
将上清液通过微孔滤膜过滤去除未结合的材料，得到QCS/nHAP纳米混悬液。
称取10mg Ce6溶解于10mLDMSO中，制得1mg/mL Ce6溶液，冷藏备用。取200μL Ce6加入到1mLQCS/nHAP纳米粒混悬液中。
使用葡聚糖凝胶柱G-25去除小分子物质，得到Ce6@QCS/nHAP。
【实施例2】
将20mgN,N-三甲基壳聚糖季铵盐加入20mL去离子水中，得到N,N-三甲基壳聚糖季铵盐水溶液。
将20mg nHAP加入到N,N-三甲基壳聚糖季铵盐水溶液中，在细胞超声破碎仪中，10℃的温度下，以100W的超声功率，超声0.5h(每超声2s，间隔4s)，之后高速离心取上清。
将上清液通过微孔滤膜过滤去除未结合的材料，得到N,N-三甲基壳聚糖季铵盐/nHAP纳米混悬液。
称取5mg卟吩溶解于10mLDMSO中，制得0.5mg/mL Ce6溶液，冷藏备用。取80μL卟吩加入到1mLN,N-三甲基壳聚糖季铵盐/nHAP纳米混悬液中。
使用葡聚糖凝胶柱G-25去除小分子物质，得到卟吩@N,N-三甲基壳聚糖季铵盐/nHAP。
【实施例3】
将100mgN-羧甲基壳聚糖加入20mL去离子水中，得到N-羧甲基壳聚糖水溶液。
将25mg nHAP加入到N-羧甲基壳聚糖水溶液中，在细胞超声破碎仪中，20℃的温度下，以300W的超声功率，超声2h(每超声2s，间隔4s)，之后高速离心取上清。
将上清液通过微孔滤膜过滤去除未结合的材料，得到N-羧甲基壳聚糖/nHAP纳米混悬液。
称取50mg姜黄素溶解于10mL DMSO中，制得5mg/mL姜黄素溶液，冷藏备用。取50μL姜黄素加入到1mLN-羧甲基壳聚糖/nHAP纳米混悬液中。
使用葡聚糖凝胶柱G-25去除小分子物质，得到姜黄素@N-羧甲基壳聚糖/nHAP。
【实施例4】
将100mg壳聚糖双季铵盐衍生物加入20mL去离子水中，得到壳聚糖双季铵盐衍生物水溶液。
将40mg nHAP加入到壳聚糖双季铵盐衍生物水溶液中，在细胞超声破碎仪中，20℃的温度下，以300W的超声功率，超声2h(每超声2s，间隔4s)，之后高速离心取上清。
将上清液通过微孔滤膜过滤去除未结合的材料，得到壳聚糖双季铵盐衍生物/nHAP纳米混悬液。
称取50mg菌绿素溶解于10mL DMSO中，制得5mg/mL菌绿素溶液，冷藏备用。取70μL菌绿素加入到1mL壳聚糖双季铵盐衍生物/nHAP纳米混悬液中。
使用葡聚糖凝胶柱G-25去除小分子物质，得到菌绿素@壳聚糖双季铵盐衍生物/nHAP。
【实施例5】
粒径、电位和紫外测试
将nHAP，以及按照实施例1中的方法制备的和Ce6@QCS/nHAP，分别用去离子水稀释至纳米羟基磷灰石的浓度为60μg/mL的溶液，然后在25℃下测其电位和粒径大小以及紫外可见吸收光谱。
如图2所示，nHAP和Ce6@QCS/nHAP的粒径尺寸分别为178.8±15.2nm和191.5±13.1nm；nHAP的电位为-12.0±8.8mV，Ce6@QCS/nHAP的电位为18.9±0.3mV。
从nHAP和Ce6@QCS/nHAP的电位和粒径结果可以看出，Ce6@QCS/nHAP相较于nHAP粒径尺寸有所增加，这是由于QCS在nHAP外表面形成了水化层同时由于药物的负载也会使水化粒径尺寸有所增加，而电位由于QCS对nHAP进行了阳离子化，其电位从负变成正电性，这表明nHAP已经被阳离子化。
将按照实施例2、3和4中的方法制备的卟吩@N,N-三甲基壳聚糖季铵盐/nHAP、姜黄素@N-羧甲基壳聚糖/nHAP和菌绿素@壳聚糖双季铵盐衍生物/nHAP，分别用去离子水稀释至纳米羟基磷灰石的浓度为60μg/mL的溶液，然后在25℃下测其粒径大小。
结果如图3所示，卟吩@N,N-三甲基壳聚糖季铵盐/nHAP、姜黄素@N-羧甲基壳聚糖/nHAP和菌绿素@壳聚糖双季铵盐衍生物/nHAP的粒径尺寸分别为329.1±17.4nm、683.6±23.9nm和786±28.4nm。
由上可知，本发明的第一纳米体系表面负载光敏剂后的粒径尺寸在190-800nm之间。
图4中可看出，Ce6@QCS/nHAP具有Ce6的特征吸收峰，Ce6已经负载在QCS/nHAP上，说明本发明的方法可成功将光敏剂负载在第一纳米体系上。
【实施例6】
形貌测试
将nHAP，以及按照实施例1中的方法制备的Ce6@QCS/nHAP，滴加在铜网表面进行烘干后，然后在透射电镜下测其形貌。
透射电镜结果如图5、6所示，从图中可以明显看出，原nHAP呈棒状结构(图5)，而Ce6@QCS/nHAP纳米粒的两端具有尖端形态(图6)，说明阳离子化的纳米羟基磷灰石呈梭状结构。
【实施例7】
对游离病菌的抗菌效果测试
(1)将-80℃取出的变异链球菌(S.mutans)接种于胰酪大豆胨液体培养基(TSB)，在37℃的条件下于摇床中培养增殖。
(2)3000rpm离心5min，弃去培养基，用PBS洗涤3次。使用PBS重悬菌体并对其进行稀释，得108CFU/mL的菌悬液。设置组别：空白组(PBS)；Ce6组；Ce6@QCS/nHAP组。药物浓度如图7所示，同时设置光照组与不光照组。加药后将其放置在37℃的培养箱中孵育1h。取光照组，用红光照射15min。
(3)各个样品梯度稀释至适当梯度后，取100μL稀释后的样品滴加在固体培养基上进行涂布，放置在在37℃的培养箱中培养24h，最后进行菌落计数。
(4)数据处理。CFU＝平板上菌落数×稀释倍数×10；细菌存活率＝实验组CFU/空白组CFU×100％。
结果如图7所示，在无光照条件下，Ce6对细菌没有明显的杀灭效果，而Ce6@QCS/nHAP由于QCS自身的抗菌能力在黑暗条件下也表现出了一定的杀菌效果。
光照条件下，Ce6@QCS/nHAP组在Ce6和QCS的双重影响下，两者协同杀死细菌，杀伤效果显著。
所有这些结果表明，载有Ce6的QCS/nHAP纳米粒在光照条件下对细菌有较强的抑制作用，说明Ce6@QCS/nHAP纳米粒具有良好的抗菌效果。
【实施例8】
对生物膜的效果测试
(1)将-80℃取出的变异链球菌(S.mutans)接种于TSB液体培养基，在37℃的条件下于摇床中培养增殖。3000rpm离心5min，弃去培养基，用PBS洗涤3次。使用PBS重悬菌体并对其进行稀释，得109CFU/mL的菌悬液。按1：100将菌悬液与脑心浸液肉汤液体培养基(含1％蔗糖)混合，加入24孔板中，每孔2mL。放置在37℃的培养箱中培养48h，形成生物膜。
(2)用PBS洗涤3次。设置组别：空白组(PBS)；Ce6组；Ce6@QCS/nHAP组；以及对照组(将与实施例1条件相同的Ce6、nHAP、QCS在涡旋仪上混匀)。药物浓度为5μg/mL，同时进行光照处理，每组设置3个复孔。加药后将其放置在37℃的培养箱中孵育1h。用红光照射30min。
(3)用PBS洗涤3次，用2.5％戊二醛固定1h。之后，用PBS洗涤3次，置于37℃干燥。每孔加入200μL1％结晶紫染料染色30min，后用PBS冲洗3次，置于37℃干燥。每孔加入200μL33％冰乙酸。最后，在595nm处测量其吸光度。
(4)数据处理。生物膜存活率＝(OD实验组-OD空白组)/(OD对照组-OD空白组)×100％。
结果如图8所示，在光照条件下，与对照组相比，Ce6@QCS/nHAP组表现出了更好的抗生物膜能力。
该结果表明，Ce6由于无法穿过生物膜结构，即使利用光照使其产生ROS也无法对生物膜造成破坏，因此其最终无法杀灭细菌。
对照组(将Ce6、nHAP、QCS在涡旋仪上混匀)，因nHAP为原始的棒状结构，无法破坏生物膜结构，因此Ce6无法发挥药效，有效杀灭细菌。
而Ce6@QCS/nHAP中，因nHAP具有特殊的梭状结构，可破坏生物膜结构，并渗透入生物膜内部并与变异链球菌表面进行结合，从而能够让Ce6经光照后更好地杀灭生物膜中的细菌。
【实施例9】
防脱矿测试
(1)仿生齿片(Ф12×2)放置于24孔板中，加入1mL经过滤除菌的唾液包被1h。将经唾液包被的仿生齿片放入2mL脑心浸液肉汤液体培养基(含1％蔗糖和105CFU/mLS.mutans)置于37℃的培养箱中培养48h，形成生物膜。
(2)用PBS洗涤3次。随机分为2组(n＝12)：PBS组和Ce6@QCS/nHAP组(Ce6浓度为15μg/mL)。加药后将其放置在37℃的培养箱中孵育1h，用红光照射30min。自第一次处理起，每一天处理一次。
(2)在给药第一天起每隔8天称取仿生齿片的干重同时每日观察仿生齿片形态。
结果如图9所示，通过Ce6@QCS/nHAP的处理，可以有效的放置仿生齿片质量损失程度。
该结果证明，Ce6@QCS/nHAP在有效的去除生物膜的同时可以减缓仿生齿片的脱矿速率，从而有效治疗龋齿，防止龋齿的进一步恶化。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (13)

1.一种基于纳米羟基磷灰石的递送系统，其特征在于，该递送系统包括纳米羟基磷灰石，在所述纳米羟基磷灰石的表面包裹壳聚糖衍生物，得到第一纳米体系，并在所述第一纳米体系的表面负载有光敏剂；其中，所述壳聚糖衍生物为水溶性壳聚糖衍生物。
2.根据权利要求1所述的基于纳米羟基磷灰石的递送系统，其特征在于，所述壳聚糖衍生物为季铵盐壳聚糖、N,N-三甲基-6-O/N-氨乙基壳聚糖季铵盐、壳聚糖双季铵盐衍生物、壳聚糖三季铵盐衍生物、O-羟丙基三甲基氯化铵-N-壳聚糖氯乙酰硫脲衍生物、O-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖季铵盐、O-反丁烯酸甲酯-N,N,N-三甲基壳聚糖季铵盐、2-(卤代水杨醛缩4-氨基吡啶)-乙酰基壳聚糖衍生物、2-(卤代苯甲醛缩4-氨基吡啶)-乙酰基壳聚糖衍生物、酰化-N-三甲基壳聚糖氯化铵、2-吡啶乙酰基-N-三甲基壳聚糖氯化铵、N,O-羧甲基壳聚糖、N,O-1-羧乙基壳聚糖、N,O-2-羧乙基壳聚糖、N-羧甲基壳聚糖和N-1-羧乙基壳聚糖中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的基于纳米羟基磷灰石的递送系统，其特征在于，所述光敏剂为Ce6、卟吩、姜黄素、亚甲基蓝、菌绿素、酞菁、5-氨基乙酰丙酸、苯卟啉衍生物、得克萨卟啉衍生物、噻吩衍生物、碘化光敏剂、氟硼二吡咯、溴取代氟硼二吡咯衍生物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的基于纳米羟基磷灰石的递送系统，其特征在于，第一纳米体系表面负载光敏剂后的粒径尺寸为190-800nm。
5.一种根据权利要求1-4中任意一项所述的基于纳米羟基磷灰石的递送系统的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、在壳聚糖衍生物的水溶液中加入纳米羟基磷灰石，并进行超声、离心和过滤，得到第一混悬液；
S2、将光敏剂溶解于二甲基亚砜中，得到光敏剂溶液，将光敏剂溶液加入第一混悬液中，得到第二混悬液，并去除第二混悬液中的游离物质，得到所述递送系统。
6.根据权利要求5所述的基于纳米羟基磷灰石的递送系统的制备方法，其特征在于，所述步骤S1的具体过程如下：
将壳聚糖衍生物加入去离子水中，得到壳聚糖衍生物的水溶液；
在壳聚糖衍生物的水溶液中加入纳米羟基磷灰石，冰浴超声，之后进行离心，取上层液体过滤，得到第一混悬液。
7.根据权利要求5或6所述的基于纳米羟基磷灰石的递送系统的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖衍生物的水溶液浓度为1-10mg/mL；
所述第一混悬液中，壳聚糖衍生物和和纳米羟基磷灰石的质量比为(1-5):1；
所述壳聚糖衍生物为季铵盐壳聚糖、N,N-三甲基-6-O/N-氨乙基壳聚糖季铵盐、壳聚糖双季铵盐衍生物、壳聚糖三季铵盐衍生物、O-羟丙基三甲基氯化铵-N-壳聚糖氯乙酰硫脲衍生物、O-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖季铵盐、O-反丁烯酸甲酯-N,N,N-三甲基壳聚糖季铵盐、2-(卤代水杨醛缩4-氨基吡啶)-乙酰基壳聚糖衍生物、2-(卤代苯甲醛缩4-氨基吡啶)-乙酰基壳聚糖衍生物、酰化-N-三甲基壳聚糖氯化铵、2-吡啶乙酰基-N-三甲基壳聚糖氯化铵、N,O-羧甲基壳聚糖、N,O-1-羧乙基壳聚糖、N,O-2-羧乙基壳聚糖、N-羧甲基壳聚糖和N-1-羧乙基壳聚糖中的至少一种。
8.根据权利要求5或6所述的基于纳米羟基磷灰石的递送系统的制备方法，其特征在于，采用细胞破碎仪进行超声，超声的条件为：温度：4-20℃；超声功率：100～300W；超声时间0.5-2h，且每超声2s，间隔4s。
9.根据权利要求5所述的基于纳米羟基磷灰石的递送系统的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，光敏剂溶液的浓度为0.5-5mg/mL，光敏剂溶液和第一混悬液的体积比为1:(5-20)，所述光敏剂为Ce6、卟吩、姜黄素、亚甲基蓝、菌绿素、酞菁、5-氨基乙酰丙酸、苯卟啉衍生物、得克萨卟啉衍生物、噻吩衍生物、碘化光敏剂、氟硼二吡咯、溴取代氟硼二吡咯衍生物中的至少一种。
10.一种权利要求1-4中任意一项所述的基于纳米羟基磷灰石的递送系统在制备用于治疗龋齿药物中的应用。
11.一种药物组合物，其特征在于，包括权利要求1-4中任意一项所述的基于纳米羟基磷灰石的递送系统。
12.一种喷雾剂，其特征在于，包括权利要求1-4中任意一项所述的基于纳米羟基磷灰石的递送系统。
13.一种水凝胶，其特征在于，包括权利要求1-4中任意一项所述的基于纳米羟基磷灰石的递送系统。
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