一种多酚介导的自降解水凝胶的制备方法及其应用

本发明涉及高分子材料，特别涉及一种多酚介导的自降解水凝胶的制备方法及其应用。

背景技术：

1、念珠菌性阴道炎(vulvovaginal candidiasis，vvc)是全球第二高发的女性阴道炎症，发病群体覆盖14岁至60岁以上全年龄段女性。流行病学数据表明，全球约75%女性终身至少罹患一次vvc，45%女性存在反复发作情况，在美国、印度等人口大国，年均新增vvc确诊病例超140万例，疾病负担较重。vvc主要由白色念珠菌过度增殖引发，该菌属于人体共生机会性真菌，常态下无症状定植于人体胃肠道、泌尿生殖道黏膜，受阴道固有菌群制衡。当宿主免疫力下降、长期应激、阴道菌群紊乱或滥用抗生素、激素时，阴道微生态平衡被打破，白色念珠菌大量增殖并侵袭阴道黏膜，引发外阴瘙痒灼痛、阴道异常分泌物、性交痛、外阴红肿等症状，超85%患者存在上述轻重不等的临床表征。反复发作的vvc被定义为复发性念珠菌性阴道炎（recurrent vulvovaginal candidiasis，rvvc），二者发病率高、复发率高、根治难度大，已成为常见女性生殖道公共卫生问题。

2、目前临床针对vvc及rvvc的主流治疗手段为口服或局部外用唑类抗真菌药物，但现有治疗方案存在明显弊端：一方面，临床上传统抗真菌药物无选择特异性，其使用后往往使阴道处于“空城态”，既无有害菌也无有益菌，杀灭致病菌的同时会破坏阴道正常乳酸杆菌，进一步加剧阴道微生态失衡；另一方面，长期反复用药易诱导白色念珠菌产生耐药性，提升后续治疗难度，且口服药物存在肝肾毒性，易引发全身性不良反应。因此，如何特异性针对阴道内致病的白色念珠菌，是vvc治疗必须克服的首要挑战。

3、现有阴道局部外用剂型主要为洗剂、栓剂，剂型本身存在固有使用缺陷：阴道洗剂流动性强，无法贴合阴道褶皱黏膜，给药后短时间内随分泌物排出，黏膜滞留时间极短，难以维持有效药物浓度；阴道栓剂遇体液溶解后药物分散不均，无法覆盖阴道后穹窿等隐蔽病灶，且栓剂基质无法被人体降解，用药后需额外冲洗排出，操作繁琐，冲洗过程还易造成阴道黏膜二次损伤，破坏残留有益菌群。

4、同时，阴道健康取决于宿主免疫反应、阴道微生物群和白色念珠菌之间的复杂功能平衡，恢复阴道微环境平衡已成为女性生殖道感染治疗的最终目标。临床上治疗vvc的方法仅进行杀菌消炎，导致vvc的治疗陷入“用药就好，停药就犯，久治不愈，越治越重”的怪圈。

5、水凝胶为由亲水高分子交联形成的三维网状材料，饱和溶胀后含水率可达90%，具备与人体软组织相近的弹性，生物相容性优异。该材料可紧密贴合阴道褶皱黏膜，顺应阴道腔体形变，能够延长药物黏膜滞留时间、实现药物平稳缓释，同时可维持阴道局部湿润修复环境，避免二次黏膜损伤。基于上述特性，水凝胶适配阴道局部给药需求，是解决现有vvc外用剂型缺陷的理想载体材料。因此，亟需开发一款基于水凝胶基质、适配阴道生理环境的念珠菌性阴道炎局部给药制剂，弥补现有药物及剂型的应用短板。

6、综上所述，现有技术方案均未能解决如何在清除病原菌的同时，协同调控局部过度免疫反应并重建阴道微生态平衡这一核心难题。因此，亟需开发一种能够整合“选择性抗菌、抗炎抗氧化、免疫调节以及微生态修复”多重功能的智能递药系统，以突破当前vvc治疗“用药就好，停药就犯”的临床困境。本发明正是基于此“多管齐下、协同互补”的治疗理念而提出。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明的目的在于提供一种多酚介导的自降解水凝胶的制备方法及其应用。本发明依据“杀菌—抗炎—修复—恢复微生态”的治疗原则，聚焦于清除致病性白色念珠菌并调节阴道微生态平衡。提出通过“抑制白色念珠菌生长”与“恢复阴道免疫防御功能”的联合策略，设计了一种高粘附、自降解并具有ph、ros双响应性的水凝胶。当将其应用到阴道中时，通过响应阴道炎症环境所存在的酸性ph、高ros条件。此外，该水凝胶通过在高ros的阴道内可控释放锌离子（zn²+）、表没食子儿茶素没食子酸酯（egcg）和聚甲酚磺醛（policresulen，pn）等多种活性成分，其中，zn2+和聚甲酚磺醛分别发挥特异性抑制白色念珠菌菌丝形式以及强大的抗白色念珠菌的能力，调节阴道菌群环境平衡，达到“去芜存菁”的治疗效果；而egcg可以促进巨噬细胞从促炎的m1表型向抗炎的m2表型转换，增强免疫耐受性，并抑制过度的免疫反应。达到抗菌和微环境（免疫和菌群）修复双策略协同，实现“多管齐下”的治疗效果。

2、为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

3、本发明的第一个方面，提供了负载金属多酚纳米颗粒和选择性抗菌剂的自降解水凝胶在制备治疗阴道炎的药物中的应用，所述金属多酚纳米颗粒利用zn²+与egcg通过配位自组装形成。

4、在本发明的一些实施方式中，所述egcg提供强大的抗炎、抗氧化及免疫调节功能。

5、在本发明的一些实施方式中，所述zn²+作为关键免疫调节因子，不仅能抑制白色念珠菌的菌丝形成，还能下调炎症相关蛋白的表达，打破“感染-炎症”正反馈。

6、在本发明的一些实施方式中，所述选择性抗菌剂可以靶向抑制真菌、革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌中至少一种的致病菌。

7、在本发明的一些实施方式中，所述选择性抗菌剂可以靶向抑制金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、大肠杆菌。

8、在本发明的一些实施方式中，所述选择性抗菌剂包括聚甲酚磺醛。

9、在本发明的一些实施方式中，所述选择性抗菌剂具备广谱抗菌活性。

10、在本发明的一些实施方式中，所述选择性抗菌剂对阴道有益菌群即乳酸杆菌基本无影响，实现了“去芜存菁”的选择性杀菌，避免了传统药物导致的“空城态”。

11、在本发明的一些实施方式中，所述阴道炎包括念珠菌性阴道炎。

12、在本发明的一些实施方式中，所述自降解水凝胶中，每1ml水凝胶含有金属多酚纳米颗粒0.1至1 mg、选择性抗菌剂0.1至5 μg。

13、在本发明的一些实施方式中，所述自降解水凝胶为药物的基质骨架，用于承载、包裹活性治疗成分，同时赋予药物良好的黏膜黏附性、生物相容性及缓控释性能，能够适配阴道特殊生理环境，有效延长药物在阴道病灶部位的滞留时间，减少药物流失，提升局部药物作用浓度，降低全身用药副作用。

14、在本发明的一些实施方式中，所述自降解水凝胶能够在酸性条件、氧化条件中的至少一种条件下发生自降解。

15、在本发明的一些实施方式中，所述自降解水凝胶具体可以在酸性环境、氧化环境单一条件下发生自降解，亦可在酸性与氧化共存的复合微环境中同步实现自降解。

16、在本发明的一种实施方式中，所述自降解水凝胶仅依靠酸性环境即可触发自发降解行为。

17、在本发明的一种实施方式中，所述自降解水凝胶能够在ph3.8-4.4的酸性环境发生自降解。

18、在本发明的一种实施方式中，所述酸性环境下触发降解的敏感化学键包括席夫碱键和硼酸酯键中的至少一种。

19、在本发明的一种实施方式中，所述席夫碱键和硼酸酯键在该弱酸性ph区间易发生水解断裂，破坏凝胶交联网络以实现自降解。

20、在本发明的一种实施方式中，所述自降解水凝胶可在氧化条件下发生自降解，具体为：当体系内存在氧化性介质时，水凝胶内部交联结构可被氧化介质破坏，进而实现无外源辅助试剂参与的自发降解。

21、在本发明的一种实施方式中，所述氧化性介质选自活性氧、过氧化氢、过氧根离子、次氯酸中的至少一种。

22、在本发明的一种实施方式中，所述自降解水凝胶的高分子三维交联网络内部构建有环境敏感型化学键，此类化学键是实现水凝胶酸性、氧化双重响应自降解的核心结构基础。

23、在本发明的一种实施方式中，所述环境敏感化学键包括硫醚键与硼酸酯键中的至少一种。

24、在本发明的一种实施方式中，所述硫醚键具备氧化响应特性，在活性氧、过氧化氢等氧化介质作用下，硫原子发生氧化生成亚砜或砜基团，化学键结构改变致使交联位点断裂。

25、在本发明的一种实施方式中，所述硼酸酯键既可被过氧化氢氧化裂解，同时在低ph酸性环境下会发生水解解离。

26、在本发明的一种实施方式中，所述硫醚键与硼酸酯键协同作用，使本发明水凝胶能够分别响应酸性、氧化单一刺激，或炎症病灶处同时存在酸性、高活性氧的复合生理微环境，逐步瓦解三维凝胶骨架，最终分解为水溶性小分子片段，完成完全自降解。

27、在本发明的一些实施方式中，本发明具体以甲硫氨酸接枝聚乙烯醇（met-pva）和氨基苯硼酸接枝氧化透明质酸（pba-oha）为骨架。

28、在本发明的一些实施方式中，所述甲硫氨酸的氨基与氧化透明质酸上的醛基反应形成席夫碱键。

29、在本发明的一些实施方式中，在酸性环境下，所述席夫碱键可能水解回氨基和醛基，因此使得水凝胶在酸性环境中更加容易断裂或解聚，从而响应局部ph的变化。

30、在本发明的一些实施方式中，所述苯硼酸（pba）与醇基或氧化透明质酸上的羟基反应形成硼酸酯键。

31、在本发明的一些实施方式中，所述苯硼酸与醇基或氧化透明质酸的交联反应可以在不同ph值下发生可逆性变化。

32、在本发明的一些实施方式中，所述苯硼酸在碱性环境下形成更加稳定的酯键，而在酸性环境下则会发生解离反应，即脱去苯硼酸基团，这使得氨基苯硼酸接枝氧化透明质酸（pba-oha）在不同ph条件下表现出不同的交联强度，从而调控水凝胶的力学性能和药物释放速率。

33、在本发明的一些实施方式中，所述甲硫氨酸中的硫原子可与其他分子形成硫醚键。

34、在本发明的一些实施方式中，所述硫醚键的断裂通常受到反应性氧种（ros）的影响。

35、在本发明的一些实施方式中，所述硫醚键能够响应ros的变化。

36、在本发明的一些实施方式中，当硫醚键与ros接触时，硫醚键可以被氧化断裂，从而使得水凝胶结构解聚或发生可控释放，这使得水凝胶在疾病特定环境下具备良好的药物释放特性。

37、在本发明的一些实施方式中，本发明通过席夫碱键和硼酸酯键赋予ph响应性；通过硫醚键和硼酸酯键赋予ros响应性，此设计实现了在炎症部位的“按需”降解和药物控释，显著延长了药物滞留时间。

38、在本发明的一些实施方式中，通过所述席夫碱键、硼酸酯键和硫醚键的动态响应机制使得其成为了理想的智能水凝胶材料，能够在阴道炎症部位条件下实现可控的药物释放、组织和修复。

39、在本发明的一些实施方式中，当上述自降解水凝胶作用于vvc炎症微环境时，触发以下级联协同效应：

40、第一层次（病原清除与微环境调控）：水凝胶响应阴道酸性、高ros微环境触发降解，释放pn和zn²+/egcg，其中，pn高效杀灭白色念珠菌；zn²+抑制残余菌丝转化，降低其侵袭力；

41、第二层次（氧化应激与炎症消退）：egcg和zn²+高效清除胞内及线粒体活性氧（ros），修复受损线粒体功能（恢复膜电位、提升atp水平），从源头上抑制nlrp3炎症小体活化，显著降低tnf-α、il-6、il-1β促炎因子表达；

42、第三层次（免疫重塑与微生态重建）：egcg和zn²+协同作用，诱导巨噬细胞从促炎的m1表型向抗炎修复的m2表型极化，重建局部免疫耐受，同时，由于对乳酸杆菌的保护作用，促进阴道优势菌群（如厚壁菌门）的恢复，抑制条件致病菌（如变形菌门）的过度增殖，使阴道菌群结构和代谢功能回归健康稳。

43、在本发明的一些实施方式中，所述药物还包括药学上可接受的辅料。

44、在本发明的一些实施方式中，所述药学上可接受的辅料为适配阴道黏膜给药体系、保障药物成型稳定、优化药效释放及提升用药安全性的功能性辅料。

45、在本发明的一些实施方式中，所述辅料与水凝胶基质、活性治疗成分相互协同、复配配伍，共同构成稳定、安全、高效的阴道炎局部给药体系。

46、在本发明的一些实施方式中，所述药学上可接受的辅料包括保湿舒缓辅料、ph调节剂、抑菌防腐辅料、渗透促吸收辅料、抗氧化辅料、缓冲稳定剂及矫味芳香辅料中的至少一种。

47、在本发明的一些实施方式中，各类辅料相互配合，分别从制剂成型、理化性质调控、储存稳定、药效增效、黏膜保护等维度完善药物整体性能。

48、在本发明的一些实施方式中，所述保湿舒缓辅料用于优化水凝胶水润质地，为阴道黏膜提供保湿环境，缓解阴道炎引发的黏膜干涩、充血、灼痛症状，辅助修复受损阴道上皮组织，同时防止水凝胶长期储存失水干裂、性状失效。

49、在本发明的一些实施方式中，所述保湿舒缓辅料选自丙二醇、甘油、山梨醇、泛醇、低分子聚乙二醇中的至少一种。

50、在本发明的一些实施方式中，所述ph调节剂用于精准调控药物体系的ph值，使药物整体酸碱度匹配阴道正常弱酸生理环境，抑制有害致病菌增殖，保护阴道正常乳酸杆菌菌群，维持阴道微生态平衡，同时保障活性治疗成分的药理活性稳定。

51、在本发明的一些实施方式中，所述ph调节剂选自乳酸、柠檬酸、苹果酸、氢氧化钠、三乙醇胺中的至少一种。

52、在本发明的一些实施方式中，所述抑菌防腐辅料用于抑制水性水凝胶体系中细菌、霉菌等杂菌滋生，保障药物长期储存过程中的性状稳定，避免制剂污染变质，且所述抑菌防腐辅料低刺激、无生殖毒性，不会破坏阴道正常菌群结构。

53、在本发明的一些实施方式中，所述抑菌防腐辅料选自苯氧乙醇、乙基己基甘油、山梨酸钾、脱氢乙酸钠中的至少一种。

54、在本发明的一些实施方式中，所述渗透促吸收辅料用于弱化阴道上皮黏膜屏障作用，辅助活性治疗成分穿透阴道表层黏膜，深入病灶组织发挥治疗作用，提升药物整体治疗效果，缩短炎症康复周期。

55、在本发明的一些实施方式中，所述渗透促吸收辅料选自癸基葡糖苷、聚氧乙烯氢化蓖麻油、油酸、低剂量氮酮中的至少一种。

56、在本发明的一些实施方式中，所述抗氧化辅料用于隔绝氧气、抑制活性治疗成分氧化降解，避免药物出现变色、药效衰减、成分失效等问题，延长药物货架期，保障药物储存及使用过程中的药效稳定性。

57、在本发明的一些实施方式中，所述抗氧化辅料选自维生素e、亚硫酸氢钠、抗坏血酸中的至少一种。

58、在本发明的一些实施方式中，所述缓冲稳定剂用于平衡药物体系理化性质，螯合体系中的金属杂质离子，避免金属离子破坏水凝胶交联结构及活性成分活性，防止药物长期储存出现分层、析出、凝胶溃散等现象，提升制剂整体均一性与储存稳定性。

59、在本发明的一些实施方式中，所述缓冲稳定剂选自磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、edta二钠中的至少一种。

60、在本发明的一些实施方式中，所述矫味芳香辅料用于掩盖水凝胶基质及药物活性成分的固有异味，同时缓解阴道炎伴随的外阴瘙痒、灼痛不适感，优化用药体验。

61、在本发明的一些实施方式中，所述矫味芳香辅料选自薄荷醇、医用玫瑰精油、桉叶油中的至少一种。

62、本发明的第二个方面，提供了上述方面所述自降解水凝胶在制备抗炎药物中的应用。

63、本发明的第三个方面，提供了上述方面所述自降解水凝胶在制备抗氧化药物中的应用。

64、本发明的有益效果是：

65、（1）实现“1+1+1>3”的协同治疗效果

66、本发明构建的mpo@ez@pn水凝胶并非各组分功能的简单相加，mpo@ez@pn在抗浮游菌、抗生物膜、清除ros、修复线粒体功能等多维度指标上均显著优于mpo@ez或mpo@pn单一载药组（p<0.01），证明了聚甲酚磺醛（pn）与金属多酚纳米颗粒（ez）在mpo水凝胶载体中产生了强协同效应。

67、（2）提供“去芜存菁”的精准抗菌策略，打破“空城态”困境

68、本发明利用聚甲酚磺醛对乳酸杆菌的低敏感性，结合zn²+对白色念珠菌菌丝转化的特异性抑制，实现了在高效杀灭病原真菌的同时，选择性保护甚至促进阴道有益菌群的恢复，能有效避免传统抗真菌药导致的菌群失调和条件致病菌（如腐生葡萄球菌）的过度增殖。

69、（3）建立“菌群-免疫”双调节机制，根除复发根源

70、本发明不仅调节菌群，更通过egcg和zn²+的协同作用，有效诱导巨噬细胞从促炎m1表型向抗炎修复m2表型转化，并显著抑制nlrp3炎症小体相关促炎因子（tnf-α，il-6，il-1β）的释放，这种“菌群-免疫”双调节机制，直击vvc反复发作的病理核心，为降低复发风险提供了根本性解决方案。

71、（4）构建高效的炎症微环境响应性递送平台

72、本发明基于ph（席夫碱键、硼酸酯键）和ros（硫醚键、硼酸酯键）双重动态化学键构建的mpo水凝胶，能够在vvc特有的酸性、高氧化应激微环境中触发式降解与释药，实现了活性成分在阴道黏膜的长效滞留与程序性释放，显著提高了生物利用度，减少了给药频率。