[發明專利]一種基因激活型抗菌生物活性骨修復材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010873905.5
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112168980B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 雷波;郭旖;王敏;周麗
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: A61K48/00
• 分類號: A61K48/00;A61K47/34;A61K47/10;A61P19/08;A61P31/04;C08G69/48;C08G69/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明提供一種基因激活型抗菌生物活性骨修復材料及其制備方法和應用，制備方法包括以下步驟：將甘油溶于氯仿中，再加入三乙胺和丙烯酰氯，反應制得GTA溶液；將多肽添加到去離子水中攪拌溶解，加入GTA溶液攪拌反應得到GEPL聚合物；將GEPL聚合物和miRNA基因按照(0.8～50):1的質量比加入到HEPES緩沖液中，形成穩定的納米復合物，即得到基因激活型抗菌生物活性材料骨修復材料(GEPL?miRNA)。GEPL?miRNA在體內外均表現出良好的生物相容性，穩定性以及較高的基因轉染效率，同時，GEPL?miRNA也表現出良好的廣譜抗菌性，因此該聚合物在基因治療中有著很好的應用前景。

技術領域

本發明屬于可降解生物醫用材料技術領域，具體涉及一種基因激活型抗菌生物活性骨修復材料及其制備方法和應用。

背景技術

基于microRNAs的基因治療是近年來組織再生領域一個持續的研究熱點，高效、安全和多功能的載體的設計與開發是基因治療的關鍵。目前最常用的載體是病毒性載體和傳統的陽離子聚合物非病毒載體(脂質體和聚乙烯亞胺)，但是由于其大多不具備抗菌生物可降解能力并且存在致瘤性、免疫原性、包裝能力有限、制備方法困難等潛在問題，所以基因治療很難在臨床廣泛應用。然而基于多肽的非病毒載體能夠很好的解決以上這些問題，并且合成簡單、原材料生物相容性好、成本低廉，所以多肽非病毒載體的設計和開發在基因治療中越來越受到人們的關注。

多肽在許多疾病的治療中發揮著重要的作用，其中具有轉運能力的小分子短肽被稱為細胞跨膜肽，其由5-30個氨基酸殘基組成，不僅能夠自身穿透細胞膜還能以共價或非共價結合方式攜帶蛋白質、核酸和納米顆粒等多種外源性物質進入細胞。目前最常用的是陽離子型跨膜肽，其富含精氨酸、賴氨酸和組氨酸的殘基片段。其中，由微生物合成的天然跨膜多肽ε-聚賴氨酸(EPL)，具有良好的生物相容性、生物降解性和廣譜抗菌活性。基于EPL的生物可降解支架和水凝膠已被用于抗感染、腫瘤治療、促進傷口愈合和骨再生。由于EPL自身與基因的結合能力有限，因此EPL直接作為基因載體的應用受到了很大的限制。如果能夠通過進一步修飾EPL，使其表面電荷得到提高，在機體中的應用將會得到很大的提高。另外，甘油廣泛存在于日常用品和人體中，具有良好的水溶性、可生物降解性、良好的生物相容性和低廉的價格，常用于生物材料的改性。到目前為止，基于EPL和甘油的非病毒載體的研究還未被報道過。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供一種基因激活型抗菌生物活性骨修復材料的制備方法，該方法工藝簡單，制得的聚合物在體內外均具有良好的生物相容性、穩定性和基因轉染效率。

本發明的第二個目的在于提供一種基因激活型抗菌生物活性骨修復材料。

本發明的第三個目的在于所述基因激活型抗菌生物活性骨修復材料在制備促進成骨分化及骨缺損愈合中作為納米復合物的應用。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種基因激活型抗菌生物活性骨修復材料的制備方法，包括以下步驟：

將甘油溶于氯仿中，加入三乙胺和丙烯酰氯進行取代反應，制得甘油-丙烯酰氯；所述甘油、無水氯仿、三乙胺和丙烯酰氯的摩爾比為1:(3～5):(3～5):(3～5)；

將ε-聚賴氨酸與所述甘油-丙烯酰氯進行邁克爾加成反應，ε-聚賴氨酸與甘油-丙烯酰氯的摩爾比為(3～5):1；反應得到甘油-聚賴氨酸聚合物；

將所述甘油-聚賴氨酸聚合物和miRNA基因按照(0.8～50):1的質量比加入到HEPES緩沖液中形成穩定的納米復合物，即得到基因激活型抗菌生物活性材料骨修復材料。

作為本發明的進一步改進，所述取代反應的溫度為45～55℃，在攪拌條件下反應40～60小時。

作為本發明的進一步改進，得到甘油-丙烯酰氯的后處理方法為：