[发明专利]软骨靶向纳米颗粒及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种软骨靶向纳米颗粒及其制备方法和应用。所述制备方法包括如下步骤：将II型胶原靶向肽与羧甲基壳聚糖偶联，制备II型胶原靶向肽‑羧甲基壳聚糖偶联物；将所述II型胶原靶向肽‑羧甲基壳聚糖偶联物与高锰酸钾反应，制备所述软骨靶向纳米颗粒。本发明通过采用II型胶原靶向肽、羧甲基壳聚糖和高锰酸钾制备得到软骨靶向纳米颗粒，具有纳米级尺寸和软骨靶向肽的引导特点，可以主动穿透关节软骨致密的胶原网络，故产生明显的T1增强效果，可以实现骨关节炎软骨损伤的有效早期诊断，其还具有良好的软骨保护和促进骨间充质干细胞的软骨形成的作用，在体外细胞水平和体内动物模型验证中对骨关节炎表现出有效治疗效果。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别是涉及一种软骨靶向纳米颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

关节软骨退变是早期骨关节炎的重要病理特征，软骨损伤的早期诊断和干预是预防骨关节进一步受损的手段。目前，检测软骨损伤的成像技术包括传统的磁共振成像序列，新兴开展的磁共振序列(如T2mapping、T1rho成像、弥散加权成像、糖胺聚糖化学交换饱和转移显像、23Na MR)以及磁共振关节造影技术。磁共振关节造影技术是指向关节腔内注射稀释的磁共振成像(MRI)造影剂溶液，由于健康组织和病理组织的含水量不同，MRI造影剂可以通过影响水分子的纵向弛豫时间(T1)或横向弛豫时间(T2)来增强图像的对比度的一种技术。

造影剂根据作用效果不同可分为T1造影剂也称为阳性造影剂，以及T2造影剂也称为阴性造影剂。其中T1造影剂主要是通过缩短T1从而增强信号，使病变部分变亮，近年来已经开发了钆(Gd)类造影剂、锰(Mn)类造影剂、富勒烯类造影剂等众多种类的T1造影剂。

目前，临床上使用钆类造影剂的过程中存在着Gd残留、毒性和非特异性生物分布的问题，例如Gd-DTPA体积较大，无法穿透关节软骨中的胶原纤维形成的致密网络结构，且对软骨缺乏亲和力，不足以检测损伤软骨。

有研究提供了一种关节软骨损伤的靶向纳米磁共振造影剂，结构为HA-DTPA-Gd，该造影剂对软骨具有较好的亲和力，从而提高造影效果。然而该造影剂为钆类造影剂，仍具有一定的毒性，其主要用于检测较大的软骨缺损(全层软骨损伤模型)，尚缺乏具有对骨关节炎较小的软骨损伤检测作用的造影剂。此外，钆类造影剂达到软骨损伤部位后，并不具有修复受损软骨的能力。

Mn相较于Gd而言，具有良好的生物安全性，但目前可用的Mn类造影剂存在循环时间短、r1值低等缺点，造影效果不佳。与小分子Mn类造影剂相比，大分子Mn聚合物可以在较低剂量下获得相对较好的造影剂增强效果，但是由于其尺寸较大，不能有效穿透软骨的纳米级胶原网络，进而限制了其在软骨成像中的应用。

发明内容

基于此，本发明提供一种软骨靶向纳米颗粒及其制备方法和应用。该制备方法制备的软骨靶向纳米颗粒能够有效穿透软骨的纳米级胶原网络，造影效果和生物安全性佳，且具有修复软骨损伤的作用。

具体技术方案如下：

本发明的第一方面，提供一种软骨靶向纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：

将II型胶原靶向肽与羧甲基壳聚糖偶联，制备II型胶原靶向肽-羧甲基壳聚糖偶联物；

将所述II型胶原靶向肽-羧甲基壳聚糖偶联物与高锰酸钾反应，制备所述软骨靶向纳米颗粒。

在其中一实施例中，所述II型胶原靶向肽、羧甲基壳聚糖以及高锰酸钾的质量比为1:(49～51):(7～8)。

在其中一实施例中，所述II型胶原靶向肽的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

在其中一实施例中，所述制备方法包括如下步骤：

将所述II型胶原靶向肽、羧甲基壳聚糖和偶联试剂混合，于0℃～5℃避光反应7h～9h，透析，冻干，制备所述II型胶原靶向肽-羧甲基壳聚糖偶联物；