一种丹参酮纳米凝胶及其制备方法和应用

本发明属于生物医药领域，尤其涉及植物提取物在口腔消炎抗菌方面的研究和应用，具体为一种丹参酮纳米凝胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、龋齿(蛀牙)是人类的多发病之一，世界卫生组织(who)将其列为危害人类健康的三大疾病之一。国内外大量研究数据表明，龋齿是一种由变异链球菌和边缘性链球菌引起的细菌感染性疾病，而变异链球菌已被国内外学者公认为是最重要和最主要的致龋病原菌。变形链球菌能够利用饮食中的碳水化合物，特别是蔗糖，来创造酸性微环境，以脱矿牙釉质，并促进它们与其他有害微生物的共聚集以形成生物膜。

2、生物膜是被封闭在细胞外聚合物质(eps)中并定植在材料表面的微生物群落，eps可以作为有效的代谢和物理屏障，阻止抗生素或抗菌剂渗透到生物膜内部。在治疗生物膜相关细菌感染时，通常需要高抗生素剂量(有效对抗浮游细菌的浓度约10～1000倍)和较长的治疗时间，这可能会加剧毒性和耐药性，也为龋齿的抗生素治疗带来了巨大挑战。氟化物是目前预防龋病最常用的制剂，但是随着氟化物的使用，越来越多的问题也凸显了出来。如含氟牙膏中氟浓度的稳定性、长期使用含氟产品导致的细菌耐氟性、细菌基因组发生突变等，这些因素导致氟化物的防龋效果下降；氟化物使用不当也会导致生物体急性、慢性中毒等，给使用者的健康带来了巨大的威胁，这些因素极大地阻碍了氟化物在防龋领域的推广。市场迫切的需要稳定性好、对致龋细菌杀伤能力强同时对人体近乎无害的治疗和预防龋齿的产品，当做含氟产品和抗生素的替代物。

3、近年来，植物提取物作为绿色抗菌剂和环保替代品，在防止粘附和破坏生物膜方面受到越来越多的关注。有些传统中草药(如丹参)具有抑制细菌生长和细菌黏附的能力，可以达到与抗生素相似的抗菌效果。丹参与金银花，蜂胶，桔梗，甘草等在中药研究中一直被认为具有良好的抗菌、消炎作用，它们的复合制剂在口腔消炎抗菌方面已有实际应用。目前市场上复合试剂中的丹参活性成分主要是粗丹参酮，目前尚未见应用精提粗丹参酮中的脂溶性成分作为主要活性成分应用于口腔龋齿疾病治疗的报道。

4、丹参酮iia(ta)在体外抗菌、抗炎症方面被证明具有疗效。但是，ta在水中的溶解度极差，仅为2.8ng/ml；ta的稳定性也非常差，在外界条件下会分解失活。这使得传统的丹参制剂难以被人体吸收，存在着生物利用度极低的问题。所以，探寻提高ta的生物利用度、尤其是提高其对生物膜的作用是一项很有意义的研究。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种丹参酮纳米凝胶及其制备方法，以增强ta抗变异链球菌及其生物膜活性，提高对中药成分ta的资源利用。为了实现该目的，本发明的方案如下：

2、一种丹参酮纳米凝胶，由ta乙醇溶液与cs溶液在常温下反应后经tpp交联，再经纯化及冷冻干燥处理获得，所述常温为20℃～35℃(此为本发明关键参数之一，温度低时会出现絮凝现象，温度过高会破环ta，ta热稳定性差)；ta与cs的质量比为1:5～1:10(低于1：5，ta少会导致包封率低，高于1：10，ta多，而载药率有限，会导致药品浪费)；tpp与cs的质量比为1:3～1:5(此为本发明关键参数之一，本纳米凝胶制备是依靠cs和tpp的静电相互作用，两者的比例会影响静电作用的强度，直接影响纳米粒的粒径和电位，此为本发明的优化选择)；所述cs溶液为cs的1％冰乙酸溶液通过加碱调节ph值为4.0～6.0(此ph选择为本发明关键参数之一，壳聚糖溶于酸性溶液，ph过高会导致纳米絮凝沉淀，而ph过低，壳聚糖溶解性很好而导致无法形成纳米粒，制备过程中无乳光现象(丁达尔效应))；所述ta表示丹参酮iia，所述cs表示壳聚糖，所述tpp表示三聚磷酸钠。

3、所述的丹参酮纳米凝胶的制备方法，包括以下步骤：

4、ta@cs粗溶液的制备：将ta乙醇溶液滴加入cs溶液中，边滴加边搅拌，设定温度为20℃～35℃；滴加完之后，向混合溶液中滴加tpp溶液，继续搅拌，得到ta@cs粗溶液；ta与cs的质量比为1:5至1:10；tpp与cs的质量比为1:3～1:5；所述cs溶液为cs的1％冰乙酸溶液通过加碱调节为ph4.0～6.0；

5、ta@cs粗溶液的纯化：将ta@cs粗溶液在-4℃，4000g～6000g条件下，对溶液进行离心，取沉淀，将沉淀用去离子水重悬并再次离心，取沉淀，得到ta@cs纯化物；

6、ta@cs纳米凝胶的获得：对ta@cs纯化物进行低温冷冻处理获得固体冰块，温度范围是0～－80℃，之后用冷冻干燥机冷冻干燥直到固体冰块全部转换成粉末即为所述丹参酮纳米凝胶的成品。简称：ta@cs纳米凝胶。

7、进一步的优化，cs溶液的制备：将cs溶于1％(v/v)的冰乙酸溶液中，配制成浓度为0.5～1.0mg/ml的溶液，过夜搅拌质子化，用10％naoh溶液调整ph至4.0～6.0。cs浓度会影响纳米粒的粒径大小和电位，因此0.5～1.0mg/ml为优选有效浓度。

8、进一步的，ta乙醇溶液的制备：将ta溶解于无水乙醇中得到浓度为0.5～1.0mg/ml的溶液。

9、进一步的，tpp溶液的制备：将tpp溶解于去离子水中，配制成浓度为0.5～1.0mg/ml的溶液。

10、进一步的，ta@cs粗溶液的制备中所述搅拌为磁力搅拌机搅拌，搅拌速率为600rpm。

11、本发明的有益效果是：

12、本发明的纳米凝胶不但具有良好的稳定性和水溶解性，尤其是抗生物膜能力方面有显著提升。具体表现如下：

13、本发明纳米凝胶增强了ta的抗生物膜能力，纳米凝胶的抗生物膜能力在原来单一游离物质的基础上显著增强。

14、本发明纳米凝胶增强了ta的生物膜渗透性，纳米凝胶的生物膜渗透能力在原来单一游离物质的基础上显著增强。

15、本发明纳米凝胶在酸性环境中具有生物膜靶向性，ph响应的生物膜靶向性避免了药物对正常生理环境中细胞的影响。

16、本发明纳米凝胶的制备条件温和，没有高温、高压条件，无毒性试剂参与，减少了ta在制备过程中的损失，提高了丹参酮脂溶性成分的利用率。

17、本发明纳米凝胶，相较起单一游离的ta，提高了其高温稳定性、ph稳定性、室温放置稳定性、光照稳定性。

18、本发明纳米凝胶平均粒径z-average：393.97±13.92nm，电位zeta-potential:+42.27±1.25mv，分散指数pdi:0.18，具有良好的结构稳定性和分散特性。

技术特征：

1.一种丹参酮纳米凝胶，其特征在于：由ta乙醇溶液与cs溶液在常温下反应后经tpp交联，再经纯化及冷冻干燥处理获得，所述常温为20℃～35℃；ta与cs的质量比为1:5～1:10；tpp与cs的质量比为1:3～1:5；所述cs溶液为cs的1％冰乙酸溶液通过加碱调节ph值为4.0～6.0；所述ta表示丹参酮iia，所述cs表示壳聚糖，所述tpp表示三聚磷酸钠。

2.权利要求1所述的丹参酮纳米凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的丹参酮纳米凝胶的制备方法，其特征在于：cs溶液的制备：将cs溶于1％的冰乙酸溶液中，配制成浓度为0.5～1.0mg/ml的溶液，过夜搅拌质子化，用10％naoh溶液调整ph值至4.0～6.0。

4.根据权利要求2所述的丹参酮纳米凝胶的制备方法，其特征在于：ta乙醇溶液的制备：将ta溶解于无水乙醇中得到浓度为0.5～1.0mg/ml的溶液。

5.根据权利要求2所述的丹参酮纳米凝胶的制备方法，其特征在于：tpp溶液的制备：将tpp溶解于去离子水中，配制成浓度为0.5～1.0mg/ml的溶液。

6.根据权利要求2所述的丹参酮纳米凝胶的制备方法，其特征在于：ta@cs粗溶液的制备中所述搅拌为磁力搅拌机搅拌，搅拌速率为600rpm。

7.权利要求1所述丹参酮纳米凝胶应用于口腔、牙齿消炎抗菌类药品的制备。

8.权利要求1所述丹参酮纳米凝胶应用于制备治疗口腔中生物膜相关细菌感染的药物。

技术总结
本发明公开了一种丹参酮纳米凝胶及其制备方法和应用。丹参酮纳米凝胶由丹参酮IIA(TA)乙醇溶液与壳聚糖(CS)溶液在常温下反应后经三聚磷酸钠(TPP)交联，再经纯化及冷冻干燥处理获得。所述常温为20℃～35℃；TA与CS的质量比为1:5～1:10；TPP与CS的质量比为1:3～1:5；所述CS溶液为CS的1％冰乙酸溶液通过加碱调节为pH4.0～6.0。本发明的丹参酮纳米凝胶能够靶向生物膜，并穿透生物膜屏障渗透入生物膜，增强丹参酮IIA抗变异链球菌及其生物膜活性。

技术研发人员：梁浩,王明霞,王斌
受保护的技术使用者：北京化工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13