一种OHA/HA-ADH@SeNPs水凝胶及其制备方法和应用

本发明属于生物医学，涉及一种oha/ha-adh@senps水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、骨关节炎是一种退行性关节疾病，主要特点是关键疼痛，关节畸形，严重时会导致患者身体残疾。研究表明，炎症因子能够诱导大量活性氧的产生，造成线粒体损伤，软骨细胞分解代谢增加、凋亡，从而促进软骨降解，导致骨关节炎的发生发展。由于对骨关节炎发生的分子机制和途径缺乏全面的了解，且软骨的自我修复能力较差，使得骨关节炎仍然是一种具有挑战性的疾病。目前，除了服用乙酰氨基酚或非甾体类抗炎药进行治疗外，在关节内注射透明质酸或皮质类固醇也常被用于骨关节炎的治疗。然而这些治疗方法只能有效缓解疼痛，却不能逆转软骨损伤。其中，透明质酸或皮质类固醇的关节腔治疗还具有半衰期短、频繁给药和严重副作用等缺点。因此，亟需寻找合适的骨关节炎治疗方法。

2、人体是一个高度复杂和精细调节的系统，任何对其平衡的破坏都可能导致疾病的发生。例如，硒是人体中一种必需的营养和微量元素，对氧化还原稳态至关重要，其抗氧化作用主要通过硒代半胱氨酸参与构成的硒蛋白来实现的。硒缺乏会导致氧化应激，从而对关节发育产生负面影响。已经确定，硒缺乏是低硒地区地方性大骨节病的主要成因。此外，在各种临床和动物研究中，在硒作为营养补充剂的有益作用的背景下，硒代谢与骨骼病理之间的关联已得到普遍承认。虽然硒有助于治疗骨关节病，但其治疗窗口很窄。然而相较于有机和无机形式的硒，硒纳米粒子(senps)具有更高的生物相容性、显著的抗菌、抗肿瘤和抗糖尿病特性。但单独的硒纳米粒子由于半衰期短，需要频繁给药或提高负载浓度，这可能增加潜在的毒性和使用成本。此外，由于关节软骨是一种无血管组织，全身给药策略可能导致药物在关节内残留浓度低，导致治疗效果不佳。为了获得长期的效果，需要反复多次注射，而过度注射容易造成不可修复的软骨损伤。

3、水凝胶给药平台因其具有局部、延长和持续释放治疗药物到靶组织的潜力，可以解决频繁给药造成的不良影响。但是，已有的可注射型水凝胶缺乏自愈能力，当关节间隙经历高局部应力时会导致这些水凝胶破裂成小碎片，从而使得被封装在水凝胶的药物过早释放或泄漏。因此，若能开发出一种具有自我修复以抵抗破裂的新型水凝胶，并将该水凝胶与硒纳米粒子结合，有望成为骨关节炎治疗药物的最佳候选者。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种oha/ha-adh@senps水凝胶；本发明的目的之二在于提供一种oha/ha-adh@senps水凝胶的制备方法；本发明的目的之三在于提供oha/ha-adh@senps水凝胶在制备治疗骨关节炎的药物方面的应用。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、1.一种oha/ha-adh@senps水凝胶，所述水凝胶由氧化透明质酸、己二酸二酰肼修饰的透明质酸和硒纳米粒子复合而成；

4、所述氧化透明质酸和己二酸二酰肼修饰的透明质酸交联形成三维网络结构；所述硒纳米粒子封装在所述三维网络结构中；

5、所述氧化透明质酸、己二酸二酰肼修饰的透明质酸和硒纳米粒子的质量比为1:1:0.01。

6、优选的，所述己二酸二酰肼修饰的透明质酸的制备方法如下：将透明质酸溶于ph＝6.5的mes缓冲液中，然后依次加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和:1-羟基苯并三唑进行反应，反应1h以上后加入己二酸二酰肼，然后于室温下继续反应24h获得反应产物，将所述反应产物置于水中，经透析、冻干即可获得己二酸二酰肼修饰的透明质酸。

7、优选的，所述透明质酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、:1-羟基苯并三唑和己二酸二酰肼的质量比为1:1.25:0.89:4.5。

8、2.所述的一种oha/ha-adh@senps水凝胶的制备方法，所述制备方法如下：将氧化透明质酸和己二酸二酰肼修饰的透明质酸分别置于pbs缓冲液中，形成质量分数为2％的溶液a和质量分数为2％的溶液b，然后向所述溶液a中加入硒纳米粒子，混合均匀后再加入所述溶液b，于室温下静置2min即可获得oha/ha-adh@senps水凝胶；

9、所述溶液a、溶液b和硒纳米粒子的质量体积比为1:1:0.2，ml:ml:mg。

10、优选的，所述氧化透明质酸的制备方法如下：将透明质酸溶于水中，然后加入高碘酸钠，于室温下避光搅拌24h进行氧化反应，然后再加入乙二醇反应1h以终止所述氧化反应，反应终止后获得产物，将所述产物置于水中，经透析、冻干即可获得氧化透明质酸。

11、优选的，所述透明质酸、高碘酸钠和乙二醇的质量体积比为1:0.3:100，g:g:μl。

12、3.所述的oha/ha-adh@senps水凝胶在制备治疗骨关节炎的药物中的应用。

13、本发明的有益效果在于：本发明提供了一种oha/ha-adh@senps水凝胶。该水凝胶由氧化透明质酸(oha)、己二酸二酰肼修饰的透明质酸(ha-adh)和硒纳米粒子(senps)通过温和的席夫碱反应一步制备而成。其中，oha和ha-adh交联形成三维网络结构，senps分散在该三维网络结构中。该水凝胶具有自愈性和生物相容性，其三维网络结构中被封装的硒纳米粒子可以被持续性释放，能够成为长期释放硒纳米粒子的理想平台。μct和组织病理学染色评估实验表明：该水凝胶能够有效缓解软骨退化、骨赘形成和关节损伤，逆转软骨下骨硬化，同时可以显著减少透明软骨的丧失和关节软骨带的钙化，从而在治疗骨关节炎中具有巨大的应用前景。此外，该水凝胶可以实现“先包装，需要时注射”的理念，水凝胶允许按需释放senps，提供有针对性和及时的治疗干预，这符合商业化的要求。

14、本发明还提供了一种oha/ha-adh@senps水凝胶的制备方法，该方法简单、易操作，适合扩大化生产。

15、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种oha/ha-adh@senps水凝胶，其特征在于：所述水凝胶由氧化透明质酸、己二酸二酰肼修饰的透明质酸和硒纳米粒子复合而成；

2.根据权利要求1所述的一种oha/ha-adh@senps水凝胶，其特征在于：所述己二酸二酰肼修饰的透明质酸的制备方法如下：将透明质酸溶于ph＝6.5的mes缓冲液中，然后依次加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和:1-羟基苯并三唑进行反应，反应1h以上后加入己二酸二酰肼，然后于室温下继续反应24h获得反应产物，将所述反应产物置于水中，经透析、冻干即可获得己二酸二酰肼修饰的透明质酸。

3.根据权利要求2所述的一种oha/ha-adh@senps水凝胶，其特征在于：所述透明质酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、:1-羟基苯并三唑和己二酸二酰肼的质量比为1:1.25:0.89:4.5。

4.权利要求1～3任一项所述的一种oha/ha-adh@senps水凝胶的制备方法，其特征在于：所述制备方法如下：将氧化透明质酸和己二酸二酰肼修饰的透明质酸分别置于pbs缓冲液中，形成质量分数为2％的溶液a和质量分数为2％的溶液b，然后向所述溶液a中加入硒纳米粒子，混合均匀后再加入所述溶液b，于室温下静置2min即可获得oha/ha-adh@senps水凝胶；

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述氧化透明质酸的制备方法如下：将透明质酸溶于水中，然后加入高碘酸钠，于室温下避光搅拌24h进行氧化反应，然后再加入乙二醇反应1h以终止所述氧化反应，反应终止后获得产物，将所述产物置于水中，经透析、冻干即可获得氧化透明质酸。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述透明质酸、高碘酸钠和乙二醇的质量体积比为1:0.3:100，g:g:μl。

7.权利要求1～3任一项所述的oha/ha-adh@senps水凝胶在制备治疗骨关节炎的药物中的应用。

技术总结
本发明涉及一种OHA/HA‑ADH@SeNPs水凝胶及其制备方法和应用，属于生物医学技术领域。该水凝胶由氧化透明质酸(OHA)、己二酸二酰肼修饰的透明质酸(HA‑ADH)和硒纳米粒子(SeNPs)一步合成。其中，OHA和HA‑ADH交联形成三维网络结构，SeNPs封装在该三维网络结构中。实验结果表明：该水凝胶具有自愈性和生物相容性，可以持续性释放硒纳米粒子，从而能够有效缓解软骨退化、骨赘形成和关节损伤，逆转软骨下骨硬化，同时可以显著减少透明软骨的丧失和关节软骨带的钙化，在治疗骨关节炎中具有巨大的应用前景。

技术研发人员：董世武,姚璇,胡文辉,康菲,李建美,李玉恒
受保护的技术使用者：中国人民解放军陆军军医大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15