一种具有长效免疫调节功能的药物结构涂层及其制备方法

本发明属于生物医用功能材料，具体涉及一种具有长效免疫调节功能的药物结构涂层及其制备方法。

背景技术：

1、生物材料是一种能对机体的细胞、组织和器官进行诊断、治疗、替代、修复、诱导、再生或增进其功能的特殊的功能材料。然而，生物材料的植/介过程属于侵袭性过程，会造成身体损伤引发炎症反；植入后的生物材料作为异物与体液相互作用导致蛋白质吸附在生物材料表面，并启动凝血级联反应、补体系统(将免疫细胞极化为炎症反应)和临时矩阵的形成。而且材料本身的化学与物理性质和植入物的原位运动或感染使植入部位受到持续性刺激，引发慢性炎症、血管及结缔组织的增生；导致植入体被纤维包裹，造成植入体的功能丧失并引发各种并发症。异物反应问题造成病人的痛苦和巨大的经济损失，是临床上的难题和制约植入材料与医疗器械发展的瓶颈。

2、传统抗异物反应的三类策略为：

3、1)通过改变植入材料的物理性质例如尺寸、形状、硬度、表面拓扑结构等；

4、2)结合抗炎药物或生物制剂来压制炎症反应；

5、3)在植入材料表面修饰生物活性分子来调控异物反应。

6、这些传统策略在一定程度和范围内解决了异物反应问题，然而这些策略都有各自的缺陷，具体如下：

7、对于第一种策略，通过优化材料的物理性质虽然能够起到一定作用，但怎样的物理性质能够最大限度的减轻异物反应始终没有一个既定的规则和经验，且不同的植入材料和器械需要特定的物理性质，因此该方法仅在一些特定的条件下适用，不具有普适性。

8、对于第二种策略，通过结合抗炎药物(例如皮质类激素)或生物制剂(例如抗炎症的蛋白类抑制剂)是抵制炎症和异物反应常用的策略，然而这些药物或生物制剂会带来毒性和副作用的担忧。此外，药物的稳定性问题造成这种策略难以实现长时间抗异物反应功能。

9、对于第三种策略，生物活性策略同样也不是普适的方法，对于纷繁多样的生物材料，通常需要针对每一种特定用途的植入体或医疗器械的表面进行特定的功能修饰才能满足需求。

10、此外，造成异物反应的源头因素：蛋白的非特异性吸附在传统抗异物反应策略中依然难克服。

11、故基于此，提出本发明技术方案。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种具有长效免疫调节功能的药物结构涂层的制备方法，包括如下步骤：

2、(1)将纳米药物载体分散于溶剂中，得到纳米药物载体悬浊液；

3、(2)将所述纳米药物载体悬浊液与多酚化合物酸性缓冲液、多胺基化合物酸性缓冲液及氧化剂酸性缓冲液混合，得到混合液；

4、(3)在基底材料表面加入所述混合液进行反应，完成后清洗、干燥，得到具有长效免疫调节功能的药物结构涂层。

5、为便于理解本发明，对本发明的反应原理进行解释说明：

6、本发明首先将负载有抗炎药物的纳米载体均匀分散在溶剂中，在酸性环境下，再通过多酚化合物、多胺基化合物在氧化剂的作用下氧化、交联、聚合生成具有多酚纳米颗粒结构(十纳米级)的膜层，纳米膜层将纳米药物载体(百纳米级)均匀包裹的同时将其牢固固定在基底材料表面，形成拓扑结构，构建以药物为涂层本体材料的药物结构涂层；涂层中拓扑结构与大量的亲水性基团共同作用使表面具有超亲水性和呈负电荷。最终，涂层通过超亲水抗污平台、多酚和抗炎药物协同作用在器械植入后不同阶段发挥不同的生物学功能，长效调控病灶微环境的免疫反应。该技术能够用于体内长期植入器械/材料如导管、骨植入材料、心血管材料、眼科材料等的表面改性处理。

7、优选地，步骤(1)中，所述药物为姜黄素、雷公藤甲素、雷公藤红素、黄芪甲苷、黄芪多糖、黄芩苷、和厚朴酚、厚朴酚等、人参皂甙、叶黄素、类黄酮槲皮素、干扰素、白介素2中的一种或两种以上的组合。

8、优选地，步骤(1)中，所述载体为外泌体、固体脂质纳米粒、纳米脂质体或聚合物胶束中的一种。

9、优选地，步骤(1)中，所述溶剂为水溶液、乙醇溶液或水与乙醇的混合溶液；所述水与乙醇的混合溶液中，乙醇与水的体积比为0.1～5:0.1～5。

10、优选地，步骤(2)中，所述多酚化合物为单宁酸、没食子酸、丹酚酸b、表没食子儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯、表儿茶素、表没食子儿茶素、邻苯二酚、邻苯三酚、黄酮类中的一种或两种以上的组合；所述多胺基化合物为乙二胺、戊二胺、2,2,4-三甲基六亚甲基二胺、1,8-二氨基辛烷、甲基环己烷二胺、1,3-二氨基甲基环己烷、2,4,6-三氨甲基环己烷、1,4-双二氨已基环己烷和2-(3,4-二羟基苯基)乙胺中的一种或两种以上的组合；所述氧化剂为过氧化氢、过硫酸铵、浓硝酸、高碘酸钠、高锰酸钾、重铬酸钾中的一种或两种以上的组合。

11、优选地，步骤(2)中，所述酸性缓冲液的ph为3～7；所述酸性缓冲液为乙酸-乙酸盐缓冲液、2-(n-吗啡啉)乙磺酸缓冲液、甘氨酸-盐酸缓冲液、邻苯二甲酸-盐酸缓冲液、邻苯二甲酸氢钾-氢氧化钠缓冲液、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液、柠檬酸-氢氧化钠-盐酸缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中的一种。

12、优选地，步骤(2)中，所述混合液中，所述纳米药物载体的浓度为0.5～10mg/ml，所述多酚化合物的浓度为0.5～20mg/ml，所述多胺基化合物的浓度为0.1～10mg/ml，所述氧化剂的浓度为0.1～10mg/ml。更优选地，所述纳米药物载体的浓度为2mg/ml，所述多酚化合物的浓度为1mg/ml，所述多胺基化合物的浓度为0.5mg/ml，所述氧化剂的浓度为0.5mg/ml。

13、优选地，步骤(3)中，所述基底材料为金属基生物材料、高分子基生物材料、陶瓷基生物材料、复合生物材料中的一种。

14、优选地，步骤(3)中，所述反应的温度为10～40℃，所述反应的时间为0.1～10h。更优选地，所述反应的温度为30℃，所述反应的时间为1h。

15、基于相同的技术构思，本发明的再一方案是提供一种由上述制备方法得到的具有长效免疫调节功能的药物结构涂层。

16、本发明的有益效果为：

17、1、本发明所述的制备方法，基于多酚和多胺基化合物在氧化剂的作用下发生氧化、交联、聚合和沉积反应，只需要简单的“one-pot”法即可在纳米药物载体表面形成一层均匀的多酚纳米颗粒膜层，所述多酚纳米颗粒膜层不但增加了纳米药物载体的稳定性，同时将纳米药物载体牢固固定在基底材料表面，实现了以药物为涂层构建的本体材料，只要涂层存在就有药物存在，并能长效发挥生物学功能的性能，且所述多酚纳米颗粒膜层具有非材料依赖性，可以在不同形状和性能的基底材料表面进行修饰、改性，具有广泛的适用性。

18、2、区别于传统的拓扑结构的制备方法，本发明所述制备方法得到的药物结构涂层中多酚纳米颗粒尺寸在十纳米级，而纳米药物载体的尺寸在百纳米级，不同尺寸的纳米颗粒一起使得涂层具有拓扑结构，且所构建的拓扑结构不需要损伤基底即具有生物活性和生物学功能；同时，涂层中含有大量的亲水性基团如酚羟基、羧基、胺基等，可与拓扑结构一起，使药物结构涂层获得优异的亲水性，另外涂层表面呈负电荷，使表面具有优异的抗蛋白非特异性粘附性能，能够避免急性血栓和急性炎症的发生；同时多酚纳米膜层具有多酚相应的生物学功能，如抗氧化、清除自由基、调节炎症且对血管ecs友好。

19、3、区别于传统的药物负载涂层，本发明所述制备方法所构建的涂层是以药物为涂层构建的本体材料，只要涂层存在就有药物存在，并能发挥相应的生物学功能，且纳米药物载体外层由一层多酚纳米复合层包裹，可以实现药物的可控且长效释放。

20、4、区别于传统的单一因素调控材料的生物学性能，本发明所述制备方法所构建的药物结构涂层通过多种因素(如超亲水平台、多酚和抗炎症药物)以协同且不互相干扰的优选模式调控病灶部位微环境的炎症反应，为血管组织的恢复提供有利条件。

21、5、本发明所述制备方法操作简单、不需要大型设备、反应高效、条件温和，具有广谱实用性。