本發(fā)明涉及生物醫(yī)藥，尤其涉及一種基于載氧納米顆粒和光熱作用的復(fù)合水凝膠微球及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、骨作為人體最大的組織器官，承擔(dān)著生命活動(dòng)的重要職責(zé)，卻最容易引起缺損，每有數(shù)百萬(wàn)的骨組織缺損患者需要接受手術(shù)治療。因此，開展新型實(shí)用化骨修復(fù)材料、促進(jìn)骨修復(fù)和愈合材料的研究，對(duì)提高人民群眾壽命和生活質(zhì)量，對(duì)人類修補(bǔ)生命再創(chuàng)健康具有十分重要的意義。

2、目前，已有一些研究嘗試過(guò)利用納米材料和光熱效應(yīng)促進(jìn)骨修復(fù)和愈合。但，現(xiàn)有的載氧材料在體內(nèi)氧氣溶解度較低，無(wú)法有效提供充足的氧氣以促進(jìn)骨組織的修復(fù)與再生；現(xiàn)有的光熱材料轉(zhuǎn)化效率較低，且在局部溫度控制上存在困難；傳統(tǒng)的骨修復(fù)材料多為單一功能材料(如單一氧氣載體或光熱材料)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于載氧納米顆粒和光熱作用的復(fù)合水凝膠微球及其制備方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

3、第一方面是提供一種基于載氧納米顆粒和光熱作用的復(fù)合水凝膠微球，包括海藻酸鈣水凝膠微球，以及與其復(fù)合的載氧納米顆粒和光熱納米顆粒；

4、所述載氧納米顆粒為全氟溴辛烷納米載氧顆粒，所述光熱納米顆粒為bac修飾的金納米棒。

5、進(jìn)一步地，所述載氧納米顆粒還含有山茱萸新苷。

6、第二方面是提供上述的基于載氧納米顆粒和光熱作用的復(fù)合水凝膠微球的制備方法，包括如下步驟：

7、步驟一，制備載氧納米顆粒：

8、將plga-cooh溶解于二氯甲烷中，再加入全氟溴辛烷及山茱萸新苷溶液作為油相；將所述油相緩慢加入到第一水相溶液中，使用超聲探頭進(jìn)行初次乳化，形成w/o乳液；將所述w/o乳液加入到第二水相溶液中，再次超聲乳化形成穩(wěn)定的w/o/w雙乳液；然后在室溫下攪拌以蒸發(fā)二氯甲烷，離心收集納米顆粒，用去離子水洗滌后，在4℃條件下充氧，制得載氧納米顆粒；

9、步驟二，制備光熱納米顆粒：

10、將金納米棒與n,n'-雙(丙烯酰)胱胺溶液混合，在攪拌條件下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后通過(guò)離心去除未結(jié)合的n,n'-雙(丙烯酰)胱胺分子，用去離子水洗滌，制備得到光熱納米顆粒；

11、步驟三，制備復(fù)合水凝膠微球：

12、將步驟二制備的所述光熱納米顆粒，與含有光引發(fā)劑lap的甲基丙烯?；Ｔ逅徕c溶液混合均勻，得混合溶液；通過(guò)微流控氣體剪切技術(shù)，將所述混合溶液滴入cacl2水溶液中，并藍(lán)光照射，得到雙重交聯(lián)的海藻酸鈣凝膠微球溶液；然后將步驟一制備的所述載氧納米顆粒浸泡于所述雙重交聯(lián)的海藻酸鈣凝膠微球溶液中，得到復(fù)合水凝膠微球溶液。

13、進(jìn)一步地，步驟一中，所述全氟溴辛烷在油相中的濃度為5-20v/v％；所述plga-cooh在油相中的濃度為10-50mg/ml。

14、進(jìn)一步地，步驟一中，所述第一水相溶液為濃度4-6w/v％的聚乙烯醇水溶液，所述第二水相溶液為濃度1-3w/v％的聚乙烯醇水溶液。

15、進(jìn)一步地，所述步驟一中，離心的轉(zhuǎn)速為10000-12000rpm，離心的時(shí)間為10-20min。

16、進(jìn)一步地，所述步驟二中，金納米棒與n,n'-雙(丙烯酰)胱胺的質(zhì)量比為1:(0.01-0.1)。

17、進(jìn)一步地，所述步驟三中，甲基丙烯酰化海藻酸鈉溶液中甲基丙烯?；Ｔ逅徕c的濃度為1-4w/v％；光熱納米顆粒、甲基丙烯?；Ｔ逅徕c、載氧納米顆粒的質(zhì)量比為1:(10-100):(0.1-2)。

18、進(jìn)一步地，所述步驟三中，cacl2水溶液的濃度為100-150mm。

19、本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果：

20、本發(fā)明的復(fù)合水凝膠微球，采用全氟溴辛烷(pfob)納米顆粒作為氧載體，顯著提高了氧氣的溶解度，確保了骨缺損區(qū)域能夠獲得足夠的氧氣供應(yīng)，從而改善了局部缺氧環(huán)境，促進(jìn)了骨細(xì)胞的增殖與分化，顯著加速了骨愈合過(guò)程；采用bac修飾的金納米棒作為光熱納米顆粒，提升了光熱轉(zhuǎn)化效率，在近紅外(nir)照射下能夠有效地將光能轉(zhuǎn)化為熱能，局部溫度可精確調(diào)控至40-43℃的范圍，促進(jìn)血管重建與骨修復(fù)；且其在nir光開關(guān)“on/off”狀態(tài)下呈現(xiàn)周期性溫度變化，具有優(yōu)異的光熱穩(wěn)定性和可控性。

21、本發(fā)明的復(fù)合水凝膠微球，采用生物相容性良好的材料，能夠在不引起明顯細(xì)胞毒性或免疫反應(yīng)的情況下，持續(xù)發(fā)揮生物學(xué)作用，確保其在臨床應(yīng)用中的安全性和有效性。

技術(shù)特征：

1.一種基于載氧納米顆粒和光熱作用的復(fù)合水凝膠微球，其特征在于，包括海藻酸鈣水凝膠微球，以及與其復(fù)合的載氧納米顆粒和光熱納米顆粒；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于載氧納米顆粒和光熱作用的復(fù)合水凝膠微球，其特征在于，所述載氧納米顆粒還含有山茱萸新苷。

3.如權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的基于載氧納米顆粒和光熱作用的復(fù)合水凝膠微球的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟一中，所述全氟溴辛烷在油相中的濃度為5-20v/v％；所述plga-cooh在油相中的濃度為10-50mg/ml。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟一中，所述第一水相溶液為濃度4-6w/v％的聚乙烯醇水溶液，所述第二水相溶液為濃度1-3w/v％的聚乙烯醇水溶液。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟一中，離心的轉(zhuǎn)速為10000-12000rpm，離心的時(shí)間為10-20min。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟二中，金納米棒與n,n'-雙(丙烯酰)胱胺的質(zhì)量比為1:(0.01-0.1)。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟三中，甲基丙烯酰化海藻酸鈉溶液中甲基丙烯?；Ｔ逅徕c的濃度為1-4w/v％；光熱納米顆粒、甲基丙烯?；Ｔ逅徕c、載氧納米顆粒的質(zhì)量比為1:(10-100):(0.1-2)。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟三中，cacl2水溶液的濃度為100-150mm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于載氧納米顆粒和光熱作用的復(fù)合水凝膠微球及其制備方法，該復(fù)合水凝膠微球包括海藻酸鈣水凝膠微球，以及與其復(fù)合的載氧納米顆粒和光熱納米顆粒；載氧納米顆粒為全氟溴辛烷納米載氧顆粒，光熱納米顆粒為BAC修飾的金納米棒。本發(fā)明的復(fù)合水凝膠微球，采用PFOB納米顆粒作為氧載體，顯著提高了氧氣的溶解度，確保了骨缺損區(qū)域能夠獲得足夠的氧氣供應(yīng)，顯著加速了骨愈合過(guò)程；采用BAC修飾的金納米棒作為光熱納米顆粒，提升了光熱轉(zhuǎn)化效率，且局部溫度可精確調(diào)控至40?43℃的范圍，促進(jìn)血管重建與骨修復(fù)；且其在NIR光開關(guān)“ON/OFF”狀態(tài)下呈現(xiàn)周期性溫度變化，具有優(yōu)異的光熱穩(wěn)定性和可控性。

技術(shù)研發(fā)人員：李曉曉,程千,林超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海市同仁醫(yī)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15