[發(fā)明專利]一種光響應一氧化碳釋放納米凝膠及其制備方法和應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211056320.X
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115475249A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王騰蛟;王俊杰;馮卓雅;周倩;李鵬;黃維
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: A61K47/32
• 分類號: A61K47/32;A61K9/06;A61K41/00;A61P31/04;C08F220/60;C08F220/28;C08F222/38
• 代理公司: 西安匠星互智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61291
• 代理人: 屠沛

本發(fā)明提供一種光響應一氧化碳釋放納米凝膠及其制備方法和應用，解決CO用于抗菌劑時，釋放不可控、無法靶向釋放以及生物利用率低的技術(shù)問題。光響應一氧化碳釋放納米凝膠由流體動力學平均粒徑為130nm～160nm、多分散系數(shù)小于1的聚丙烯酰肼納米凝膠與羧基官能化后的無金屬、光響應一氧化碳釋放分子偶聯(lián)形成；在可見光下，一氧化碳緩慢釋放納米凝膠釋放出CO，釋放周期為1h～3h。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)藥化學及材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光響應一氧化碳釋放納米凝膠及其制備方法和應用。

背景技術(shù)

自抗生素被發(fā)現(xiàn)以來就被用作對抗細菌感染的有力武器。不可否認的是，作為細菌感染的常規(guī)治療手段，抗生素已經(jīng)拯救了無數(shù)人的生命。然而，大規(guī)模的臨床劑量和長期使用抗生素不可避免地導致了耐藥菌的出現(xiàn)，尤其是多藥耐藥菌。據(jù)預測，到2050年，耐藥性感染可能每年造成1000萬人死亡。非抗生素療法為對抗耐藥性感染提供了新的策略。

近年來，內(nèi)源性氣體信號分子，如一氧化碳(Carbon monoxide,CO)被認為是對抗耐藥性感染的一種新型對策，并受到越來越多的關(guān)注。與傳統(tǒng)的抗生素治療相比，其顯示出許多獨特的優(yōu)勢，如無抗藥性和低毒副作用。為了以安全和方便的方式提供CO，人們開發(fā)了能在特定條件下釋放CO的CO 釋放分子。盡管金屬羰基一氧化碳釋放分子是局部遞送CO的有力工具，但其殺菌機制仍不明確，且無法避免不可控釋放。此外，CO釋放分子作為小分子存在著溶解性差、光穩(wěn)定性差、組織積累性差等問題。由此可見，目前的CO遞送方案應主要解決可控釋放及提高生物利用率這兩個方面。

鑒于此，亟需一種可實現(xiàn)CO的可控釋放并能有效提高其生物利用率的遞送方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決CO用于抗菌劑時，釋放不可控、無法靶向釋放以及生物利用率低的技術(shù)問題，而提供一種光響應一氧化碳釋放納米凝膠及其制備方法和應用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)解決方案是：

先提供了一種可以負載CO供體的載體，再在此基礎(chǔ)上進一步地制備一種光響應一氧化碳釋放納米凝膠。

聚丙烯酰肼納米凝膠，其特殊之處在于，分子結(jié)構(gòu)式如下：

x，y分別為納米凝膠兩種重復單元的重復單元數(shù)，z為交聯(lián)度；x，y，z 均為正數(shù)，x:y約等于4:1；

其流體動力學平均粒徑為130nm～160nm(該粒徑范圍合適，小于100 nm在感染部位的富集差，而太大的粒徑動力學上不穩(wěn)定)、多分散系數(shù)小于 1。

上述聚丙烯酰肼納米凝膠的制備方法，將有疏水納米凝膠單體AH-Boc 與親水單體聚乙二醇甲醚丙烯酸酯PEGA、交聯(lián)劑MBA、引發(fā)劑APS在除氧環(huán)境中進行自由基乳液聚合，反應得到聚丙烯酰肼納米凝膠；具體包括以下步驟：

A.制備聚丙烯酰肼納米凝膠單體2-丙烯酰肼-1-羧酸叔丁酯(Tert-butyl 2-acryloylhydrazine-1-carboxylate，AH-Boc)

A1.將丙烯酸加入至肼基甲酸叔丁酯中均勻混合，并使用去離子水和四氫呋喃THF的混合溶液繼續(xù)溶解，得到溶液1；

采用去離子水和四氫呋喃THF的混合溶液將1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽EDC溶解，得到溶液2；

將溶液2分三至五次逐滴加入溶液1中，常溫下進行反應；

A2.對A1得到的反應液進行萃取、洗滌、干燥后，懸蒸除去溶劑，重結(jié)晶提純得到聚丙烯酰肼納米凝膠單體2-丙烯酰肼-1-羧酸叔丁酯AH-Boc；

B制備聚丙烯酰肼納米凝膠