基于透明质酸的骨靶向活性氧响应性高分子、其制备方法及其应用和纳米胶束

本发明属于高分子药物领域，特别涉及一种基于透明质酸的骨靶向活性氧响应性高分子、其制备方法及其应用和纳米胶束。

背景技术：

1、类风湿性关节炎(rheumatoidarthritis，ra)是一种免疫性疾病，以侵蚀性关节炎为特征。ra的病理特点主要有滑膜衬里细胞增生、间质出现大量炎性细胞浸润，微血管的增生、血管翳形成，软骨及骨结构遭到破坏等。机体炎症发生时，巨噬细胞代谢增强，产生过多的活性氧(reactiveoxygens pecies，ros)，产生过多的活性氧(reactiveoxygenspecies，ros)，可诱导巨噬细胞表型转化为m1型，从而导致巨噬细胞释放促炎因子，如tnf-α、il-1β和il-6等，增强炎症反应。关节内(intra-articular，ia)药物递送系统可以直接将药物递送到受影响的关节，并在关节内获得高药物浓度，同时具有有限的全身毒性。不幸的是，ia注射导致的疼痛缓解不能持续很长一段时间，因为大多数小分子药物相对快速地从注射关节泄漏，由于纳米颗粒(np)与自由药物相比具有良好的药代动力学、生物分布和溶解度，纳米药物正越来越多地用于改善ra治疗的治疗传递。

2、透明质酸(hyaluronicacid，ha)是一种可生物降解、生物相容的、无毒、无免疫原性的线性多糖。其特有的粘弹性特性使关节滑膜液具有减震和润滑能力；然而，ra模型的关节内高浓度的活性氧，会导致透明质酸的氧化降解，破坏关节软骨间的润滑作用。阿仑膦酸钠(alendronatesodium，ald)可与受损软骨暴露出的的羟基磷灰石组分结合，靶向骨组织，不仅提高材料的保留时间和生物利用度，还能抑制破骨细胞和巨噬细胞活性。l-蛋氨酸乙酯(ethyll-methionatehydrochloride，met)含有硫醚基团，能够有效清除ra中过量的ros，抑制巨噬细胞向m1型极化；同时硫醚基团转变为砜或亚砜的过程，也实现了由疏水性向亲水性的转变，有望用于负载其他药物并实现控缓释。目前为止，透明质酸及其衍生物已有较多的报道，并应用于类风湿关节炎的辅助治疗。然而，基于透明质酸的能够清除ros的抗炎高分子尚未报道，并且其对于类风湿关节炎的协同治疗效果也未被研究过。

技术实现思路

1、针对上述问题，第一方面，本发明提出了一种基于透明质酸的骨靶向活性氧响应性高分子，具有式ⅰ结构：

2、

3、式ⅰ中，2≤x≤50，1≤y≤125，1≤z≤150，10≤w≤250，10≤m≤200。

4、另一方面，本发明提出了所述的骨靶向活性氧响应性高分子的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：在催化剂和溶剂的存在下，将透明质酸和末端氨基化聚乙二醇单甲醚、阿仑膦酸钠、l-蛋氨酸乙酯通过酰胺化反应，得到具有式i结构的骨靶向活性氧响应性高分子。

5、进一步地，所述制备方法包括以下步骤：

6、将透明质酸和催化剂溶解于溶剂中，得到混合物溶液，调节ph为4～5，对羧基进行活化4h；

7、再加入末端氨基化聚乙二醇单甲醚、阿仑膦酸钠和l-蛋氨酸乙酯，调节ph为7～8，密封后继续酰胺化反应；

8、反应结束后，将反应产物溶液透析、冻干，得到具有式i结构的骨靶向活性氧响应性高分子。

9、进一步地，所述透明质酸具有如下结构式：

10、

11、式ⅱ中，10≤n≤250；

12、所述末端氨基化聚乙二醇单甲醚具有如下结构式：

13、

14、式ⅲ中，10≤m≤200；

15、所述阿仑膦酸钠具有如下结构式：

16、

17、所述l-蛋氨酸乙酯具有如下结构式：

18、

19、进一步地，所述酰胺化反应的条件为在15～35℃的温度下反应1～5天。

20、进一步地，所述溶剂选自水、四氢呋喃、二甲基亚砜和n，n-二甲基甲酰胺中的一种或多种；

21、所述催化剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和n-羟基硫代琥珀酰亚胺的混合物；其中，所述混合物中1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和n-羟基硫代琥珀酰亚胺的摩尔比为1:0.5～2。

22、进一步地，所述溶剂为水；

23、所述催化剂为摩尔比为1：1的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和n-羟基硫代琥珀酰亚胺的混合物。

24、进一步地，具有式ⅱ结构的透明质酸中的羧基基团和具有式ⅲ结构的末端氨基化聚乙二醇单甲醚的物质的量为1：0.2；

25、具有式ii结构的透明质酸的羧基基团和具有iv结构的阿仑膦酸钠的物质的量比为1：0.1～0.5；

26、具有式ii结构的透明质酸的羧基基团和具有v结构的l-蛋氨酸乙酯的物质的量比为1：0.1～3。

27、更进一步地，具有式ii结构的透明质酸的羧基基团与具有式iv结构的阿仑膦酸钠的物质的量比为1:0.1～0.4；

28、具有式ii结构的透明质酸的羧基基团与具有式v结构的l-蛋氨酸乙酯的物质的量比为1:0.5～3。

29、更进一步地，具有式ii结构的透明质酸的羧基基团与具有式iv结构的阿仑膦酸钠的物质的量比为1:0.3；

30、具有式ii结构的透明质酸的羧基基团与具有式v结构的l-蛋氨酸乙酯的物质的量比为1：2。

31、第三方面，本发明提出了一种纳米胶束，所述纳米胶束由所述的骨靶向活性氧响应性高分子分散在水相中形成。

32、所述的骨靶向活性氧响应性高分子可以在制备关节炎治疗药物中应用。

33、本发明的有益效果：

34、本发明提供了一种基于透明质酸的骨靶向活性氧响应性高分子、其制备方法及其应用和纳米胶束，高分子具有式i结构。该高分子材料具有骨靶向性，能够与骨组织的羟基磷灰石成分特异性结合；式i结构中的硫醚基团在ros环境下能够响应并转化为砜或亚砜，从而实现高分子材料由两亲性向亲水性转变。该高分子材料在水溶液中能够自组装形成纳米胶束。该纳米胶束可以被lps活化的raw264.7细胞内吞，随后在高浓度ros的作用下响应，这一过程也清除了ros，从而调控raw264.7细胞表型并抑制促炎因子表达，进而有望用于关节炎的治疗。在lps诱导的raw264.7细胞模型中，本发明所提供的纳米胶束能够将细胞分泌的炎症因子tnf-α水平降低6±0.1％。该纳米胶束的流体力学半径为295±0.1nm。

35、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种基于透明质酸的骨靶向活性氧响应性高分子，其特征在于，具有式ⅰ结构：

2.一种如权利要求1所述的骨靶向活性氧响应性高分子的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：在催化剂和溶剂的存在下，将透明质酸和末端氨基化聚乙二醇单甲醚、阿仑膦酸钠、l-蛋氨酸乙酯通过酰胺化反应，得到具有式i结构的骨靶向活性氧响应性高分子。

3.根据权利要求2所述的骨靶向活性氧响应性高分子的制备方法，其特征在于，

4.根据权利要求2或3所述的骨靶向活性氧响应性高分子的制备方法，其特征在于，

5.根据权利要求2或3所述的骨靶向活性氧响应性高分子的制备方法，其特征在于，

6.根据权利要求2或3所述的骨靶向活性氧响应性高分子的制备方法，其特征在于，

7.根据权利要求2或3所述的骨靶向活性氧响应性高分子的制备方法，其特征在于，

8.根据权利要求4所述的骨靶向活性氧响应性高分子的制备方法，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的骨靶向活性氧响应性高分子的制备方法，其特征在于，

10.根据权利要求8所述的骨靶向活性氧响应性高分子的制备方法，其特征在于，

11.一种纳米胶束，其特征在于，所述纳米胶束由权利要求1所述的骨靶向活性氧响应性高分子或按照权利要求2-10任一项所述的制备方法制备的骨靶向活性氧响应性高分子分散在水相中形成。

12.权利要求1所述的骨靶向活性氧响应性高分子或按照权利要求2-10任一项所述的制备方法制备的骨靶向活性氧响应性高分子在制备关节炎治疗药物中的应用。

技术总结
本发明属于高分子药物领域，具体公开了一种基于透明质酸的骨靶向活性氧响应性高分子、其制备方法及其应用和纳米胶束，其中高分子具有式I结构，该高分子具有骨靶向性，能够与骨组织的羟基磷灰石成分特异性结合；式I结构中的硫醚基团在ROS环境下能够响应并转化为砜或亚砜，从而实现高分子材料由两亲性向亲水性转变。同时该高分子材料在水溶液中能够自组装形成纳米胶束，该纳米胶束可以被LPS活化的RAW264.7细胞内吞，随后在高浓度ROS的作用下响应，这一过程也清除了ROS，从而调控RAW264.7细胞表型并抑制促炎因子表达，进而有望用于关节炎的治疗。

技术研发人员：尹登科,沈伟,尚文翠,张晨旭,刘寒蒙,杨晔
受保护的技术使用者：安徽中医药大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15