[发明专利]铜-聚多巴胺共修饰的多孔硅颗粒及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种铜‑聚多巴胺共修饰的多孔硅颗粒及其制备方法和应用，属于药物载体技术领域。所述制备方法包括以下步骤：S1，将多巴胺盐酸盐溶解在含有Cu²⁺的Tris缓冲液中，并在室温下搅拌形成Cu²⁺/聚多巴胺复合物溶液；S2，制备或获得多孔硅颗粒，并加入至步骤S1得到Cu²⁺/聚多巴胺复合物溶液，充分搅拌得到所述铜‑聚多巴胺共修饰的多孔硅颗粒。本发明的铜‑聚多巴胺共修饰的多孔硅颗粒具有抗菌活性，还具有光热活性和丰富的表面基团，并且保留了PSi材料本身的降解和载药特性，可兼具药物的刺激响应性递送和抗菌应用，在生物医学领域具有较高的应用价值。

技术领域

本发明涉及药物载体技术领域，具体地，涉及一种铜-聚多巴胺共修饰的多孔硅颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

多孔硅（PSi）作为一种生物相容性高、无毒可降解的药物载体具有较好的发展前景。然而，所制备的PSi用作药物载体实现抗菌类药物递送还存在诸多问题。首先，单独使用PSi负载药物面临有限的药物选择，因为制备的PSi载体具有疏水性的表面和单一的表面基团，因此药物加载效率不高。其次，某些类型的PSi材料在水性介质中的分散程度和生物相容性低。此外，PSi载体难以控制降解和药物释放速率，缺乏刺激响应能力实现药物的精准递送。最后，PSi本身并没有对抗致病菌感染的治疗功能如光热特性与抗菌活性等，限制了PSi材料在抗菌领域的应用。传统的PSi表面修饰技术主要是通过形成硅-氧（Si-O）或硅-碳（Si-C）键并进行额外的表面修饰，然而这些方法具有一些固有的缺点，例如反应时间长，反应效率低，需要在苛刻反应条件下如高温、高压、有机溶剂中进行，易导致PSi颗粒聚集或堵塞的PSi孔道进而不利于药物负载与递送等。

多巴胺（DA）是一种受贻贝启发的分子，属于儿茶酚胺类，其自聚合过程倾向于与通过共价和非共价结合的多种底物。它的聚合产物聚多巴胺（PDA）能够在几乎所有材料包括陶瓷、半导体、金属甚至合成聚合物表面上形成和附着。由于制备过程简单、易于功能化、生物安全性好、粘附性强以及光热转换效率高，PDA化学作为一种简单而通用的药物载体表面功能化方法已被广泛探索。尽管如此，PDA改性策略的一大缺点是DA的自聚合仅在碱性条件下以空气或氧气为氧化剂发生，该过程通常需要数小时到数天的时间。有报道称当使用Cu²⁺代替O₂作为氧化剂时，DA的聚合过程即使在酸性溶液中也可以显著加速。进一步研究表明，该方法制备的铜主要以与PDA螯合的离子形式存在，而不是金属铜。值得注意的是，PSi骨架可以作为模板和还原剂，使贵金属从金属盐溶液中快速沉积到PSi表面。这些利用PSi沉积贵金属的方法反应快速、完全在水相发生，但仍无法将一些功能基团如羟基、氨基、苯环等引入PSi材料上实现对小分子药物的高效负载与控制释放。

发明内容

为了克服现有技术问题中的至少一个，本发明提出的技术方案如下：

本发明第一方面提供一种铜-聚多巴胺共修饰的多孔硅颗粒的制备方法，包括以下步骤：

S1，将多巴胺盐酸盐溶解在含有Cu²⁺的Tris缓冲液中，并在室温下搅拌形成Cu²⁺/聚多巴胺复合物溶液；

S2，制备或获得多孔硅颗粒，并加入至步骤S1得到Cu²⁺/聚多巴胺复合物溶液，充分搅拌得到所述铜-聚多巴胺共修饰的多孔硅颗粒。

本发明利用Cu²⁺和聚多巴胺预先配位形成螯合物，借助复合物与PSi之间的氧化还原反应可以在金属沉积反应发生的同时让聚多巴胺快速修饰到PSi表面。此外，Cu²⁺还具有一定的抗菌活性，因此经修饰的PSi载体无需负载药物即可实现细菌感染的治疗，是一种功能性载体。

在本发明的一些实施方案中，步骤S1中，在室温下搅拌。0.5~1.5h得到所述Cu²⁺/聚多巴胺复合物溶液。