[發明專利]一種質子化嗎啡啉修飾的含磷樹狀大分子及其制備和應用

有效

• 申請號: 201710550033.7
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107501562B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 曹雪雁;李愛軍;范鈺;陳亮;史向陽;王樂
• 申請（專利權）人: 東華大學;上海工程技術大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C12N5/077;A61L27/54;A61L27/38;A61L27/18
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達

本發明涉及一種質子化嗎啡啉修飾的含磷樹狀大分子及其制備和應用，將嗎啡啉接枝到含磷樹狀大分子表面，然后質子化，得到質子化嗎啡啉修飾的含磷樹狀大分子。本發明制備的嗎啡啉修飾的含磷樹狀大分子是一種良好的促進間充質干細胞成骨誘導分化的試劑，在骨組織修復和重建等方面具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于功能性樹狀大分子復合物及其制備和應用領域，特別涉及一種質子化嗎啡啉修飾的含磷樹狀大分子及其制備和應用。

背景技術

骨損傷等疾病已經成為嚴重的全球性公共健康問題，根據骨損傷的程度不同分為輕度骨損傷和大塊骨缺損。對于大塊骨損傷的修復，骨組織工程方法應運而生。近年來，干細胞逐漸成為骨組織工程研究的熱點。干細胞是一類可以自我更新并具有多向分化潛能的細胞。根據發育時間的不同，干細胞可分為胚胎干細胞和成體干細胞，成體干細胞又包括間充質干細胞(MSCs，mesenchymal stem cells)等多種干細胞。間充質干細胞是研究干細胞定向分化中最常用的細胞。一方面，間充質干細胞具有多向分化潛能，可以分化為成骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞和神經細胞等；另一方面，間充質干細胞的來源廣泛，分離和提取的方法簡單快捷。

在MSCs的培養體系中添加一定濃度的地塞米松、β-甘油磷酸鈉和抗壞血酸可以使得鼠MSCs向成骨細胞方向(Liao et al.,J.Clin.Rehabil.Tissue Eng.Res.2009,13,88-91)。MSCs分化為成骨細胞主要需經歷四個階段，即：未成熟的骨祖細胞、成熟的骨祖細胞、前成骨細胞、成熟的成骨細胞。在此分化過程中，細胞的堿性磷酸酶(ALP)、I型膠原、骨橋蛋白和骨鈣素蛋白的表達都隨之增強，同時可觀察到細胞外基質中發生鈣鹽沉積、骨結節形成等現象。這一分化過程中多個因子起到了調控作用。骨形態發生蛋白(BMPs，bonemorphpgenetic proteins)是成骨細胞發育過程中非常重要的調節因子，它們可以促進較成熟的成骨細胞的分化和骨基質的形成(Schmidt-Bleek et al.,Cytokine GrowthFactor Rev.2016,27,141-148)。目前臨床上應用于促進骨形成的骨形成劑主要包括兩類，氟化物和甲狀旁腺激素。然而，氟化物的毒性雖小，但長期大量使用可導致骨硬化，骨強度下降(Kassem et al.,Eur.J.Endocrinol.1994,130,381-386)；甲狀旁腺激素小劑量間歇給藥是能促進骨形成，但大劑量持續給藥則抑制成骨細胞活性(Seebach et al.,J.Orthop.Res.2004,22,472-478)。這些問題使其臨床應用受到限制。

近年來，尋求高效、無毒，無副作用，具有生物相容性的促進骨形成的藥物，是干細胞應用于骨組織工程治療骨疾病的一大關鍵。其中納米藥物基于其優越性能：小尺寸效應，可實現高效的細胞吸收性；大比表面積，可載多個功能基團或活性中心；便于生物降解或吸收等，納米藥物在醫藥領域得到了廣泛的關注和高度重視。

本文使用的第二代樹狀大分子，內部含有很多含磷單元，表面擁有的活潑的基團可進行多功能化修飾，單分散性的結構使其容易進入細胞。磷是組成遺傳物質核酸的基本成分之一，而核苷酸是生命中傳遞信息和調控細胞代謝的重要物質——核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)的基本組成單位。磷存在于人體所有細胞中，是維持骨骼和牙齒的必要物質，幾乎參與所有生理上的化學反應。磷還是使心臟有規律地跳動、維持腎臟正常機能和傳達神經刺激的重要元素。含磷樹狀大分子獨特的元素組成和結構在生物活性方面具有更多的優勢。至今未發現有關含磷樹狀大分子用于促進間充質干細胞成骨分化的報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種質子化嗎啡啉修飾的含磷樹狀大分子及其制備和應用，本發明的材料具有制備過程簡單，實驗條件溫和，易操作，在骨組織的修復和重建中有良好的應用前景。

本發明的一種質子化嗎啡啉修飾的含磷樹狀大分子，將嗎啡啉接枝到含磷樹狀大分子表面，然后質子化。