[发明专利]一种壳聚糖-去铁胺复合纳米悬浊液及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种壳聚糖‑去铁胺复合纳米悬浊液及其制备方法和应用，在DMEM培养基中加入去铁胺溶液，充分混合均匀后，使得去铁胺的终浓度为0.1‑10mg/mL；向混合液中加入壳聚糖溶液，使得混合液中壳聚糖的终浓度为0.5‑15mg/mL；再用Tris溶液调节混合液pH至7.0‑7.6；将混合液放置于二氧化碳气体环境中，静置，得到壳聚糖‑去铁胺复合纳米悬浊液。本发明的壳聚糖‑去铁胺复合纳米悬浊液中的壳聚糖‑去铁胺复合纳米颗粒具有更强的铁离子络合能力，可以在酸性环境中均匀释放去铁胺药物分子，能够显著抑制心肌不良重构和促进梗死心肌的修复。

技术领域

本发明属于生物医学材料技术领域，具体涉及一种壳聚糖-去铁胺复合纳米悬浊液及其制备方法和应用。

背景技术

心血管疾病已成为全球范围内的重大的公共卫生问题，《中国心血管健康与疾病报告2020》显示，我国心血管病患者人数高达3.3亿，心血管病死亡人数占我国居民疾病死亡人数的40％以上。由于冠状动脉阻塞而引起的心肌梗死是心血管疾病中危害最大的一类疾病，占所有心血管死亡事件的近80％。心肌梗死的发生会引起心肌细胞的大量死亡和严重的免疫炎症反应。由于心肌细胞缺乏可再生能力，在梗死后的代偿期主要通过心脏成纤维细胞激活介导心脏的瘢痕修复，这会导致心脏的不良重构，进而引起心脏舒缩功能障碍和心力衰竭的发生。因此，抑制梗死发生后的心肌损伤和坏死可以大大改善心梗患者的预后。

作为人体重要的必需元素，铁在心脏功能调节中发挥着重要作用。在心肌梗死发生时，铁蛋白的表达会显著下调，其结合游离铁离子的能力显著减弱；同时，持续缺血引起的酸性和高度还原性环境会导致细胞内外的铁蛋白降解，铁蛋白中的铁离子大量释放。游离铁进而通过芬顿反应将环境中的超氧化物和过氧化氢转化为具有具有更强氧化性的羟基自由基和氢氧根阴离子。这些自由基副产物则会导致心肌细胞线粒体损伤和钙稳态失调，进而加剧了心脏功能障碍。目前有研究发现通过靶向抑制心脏缺血损伤时的铁超载，可以显著改善心脏收缩功能，增加细胞活力，抑制心脏重构。去铁胺是一种天然的铁载体，对铁离子具有极强的亲和力，可以结合人体内游离的铁离子以及铁蛋白和含铁血黄素中的铁离子。有研究发现去铁胺可以抑制心肌缺血再灌注时的自由基升高，减轻再灌注损伤。此外，去铁胺也被认为是缺氧诱导因子HIF-1α表达的稳定剂，进而促进血管内皮生长因子的表达，这也使其更具成为心肌梗死临床治疗药物的潜力。但由于去铁胺是水溶性小分子药物，在体内循环时间短，易被肝脏和肾脏代谢。而相关临床研究也发现需要静脉连续给药才能使其发挥理想的心脏保护效应，这极大地限制了其在临床实践中的应用。

随着纳米技术的发展，基于纳米材料的药物递送系统已经被广泛应用于生物医学领域。纳米颗粒具有良好的理化特性及可修饰能力，在心血管研究领域常被用作小分子活性药物等的递送载体。其中，壳聚糖是一种天然的阳离子多糖，具有良好的组织相容性和生物可降解性，被认为是许多药物递送的理想载体。且由于其具备可修饰特性，可以通过化学修饰增强它的应用特性和功能，极大地扩展了其应用范围。更重要的是，由于壳聚糖分子链上分布着羟基、氨基和乙酰基等多种官能团，因此壳聚糖材料自身对于铁离子等金属离子具有螯合和富集作用。这提示基于壳聚糖的纳米材料可以通过发挥其螯合心梗区过载铁离子的作用，而被应用于心肌梗死的治疗。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种壳聚糖-去铁胺复合纳米悬浊液及其制备方法和应用，利用壳聚糖的自组装特性制备壳聚糖-去铁胺复合纳米颗粒，旨在通过壳聚糖和去铁胺的协同作用，一方面降低梗死区心肌细胞的铁离子含量而减轻其氧化应激损伤，另一方提高HIF-1α表达而促进血管内皮生长因子的转录，以此达到促进梗死后的心肌修复的目的。

一种壳聚糖-去铁胺复合纳米悬浊液的制备方法，包括：

在DMEM培养基中加入去铁胺溶液，充分混合均匀；

向混合液中加入壳聚糖溶液，使得混合液中壳聚糖的终浓度为0.5-15mg/mL；

再用Tris溶液调节混合液pH至7.0-7.6；