一种氢气缓释溶液及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及药物制备技术领域，尤其涉及一种氢气缓释溶液及其制备方法和应用。


背景技术：

2.肩袖修复是一个复杂的过程。一般认为，内源性干细胞的缺乏、血供不良和局部炎性微环境是导致肩袖损伤修复后纤维软骨界面再生失败的原因。间充质干细胞(mesenchymal stem cells,mscs)在纤维软骨再生中发挥关键作用，mscs在损伤后会动员到损伤部位，增殖并聚集在损伤部位周围，然而，在肌腱修复中还没有合适的方法为mscs的聚集和分化提供微环境。镁离子不仅能调节细胞粘附、迁移、增殖等细胞行为，还能调节炎症/免疫反应，刺激纤维软骨形成，促进肌腱到骨的愈合。目前的研究表明，镁合金由于具有良好的生物相容性和力学性能，在骨科植入物方面具有很大的潜力。有研究报道指出镁可以增加mscs的纤维软骨基质合成，会增强病变部位内源性mscs的归位，促进修补部位纤维软骨界面的形成，在损伤部位提供mg
2
可能是一种安全有效的促进纤维软骨再生的方法。
3.同时，炎症和氧化应激与许多人类疾病病理密切相关，在诸多关节疾病的发生和发展中起关键作用，导致关节内组织形态和组织学改变。研究表明，骨关节炎中的炎症与被激活的巨噬细胞显著相关，巨噬细胞过量产生活性氧(reactive oxygen species,ros)，导致软骨细胞凋亡，还会诱导促炎细胞因子包括白介素il-1、il-6和肿瘤坏死因子tnf-α的表达。软骨、肌腱、滑膜等是关节的主要组成部分，这些组织细胞的炎性反应及氧化应激所致的细胞凋亡是关节疾病进程的主要问题所在。氢(h2)被认为是一种具有抗炎作用的医疗气体在病变细胞中，它选择性地减少高细胞毒性的氧化自由基，如羟基自由基和过氧亚硝酸盐，但不影响正常细胞的代谢性氧化还原反应，也不干扰参与细胞信号转导。h2即使在高浓度下也无毒，在动物模型中已被证实直接吸入h2气体、口服富氢水或静脉注射含氢生理盐水可对炎症相关疾病有效。然而，在这些方法中，h2在体液和炎症局部的生物利用度通常很差，因为其水溶液中的溶解度很低(约0.8mm)，这一限制可以通过使用局部缓释系统来克服，该系统能够在病变组织中持续提供高治疗浓度的气态h2。因此，迫切需要开发出新型生物材料，为内源性干细胞的分化提供条件，使其在肌腱-骨界面再生成纤维软骨，同时能控制炎症和减少氧化应激反应，改善局部微环境。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种氢气缓释溶液及其制备方法和应用。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种氢气缓释溶液，包含下列比例的制备原料：左旋聚乳酸、镁单质、氯仿、磷酸盐缓冲液；
7.所述左旋聚乳酸和镁单质的质量比为150～170：0.8～8；
8.所述左旋聚乳酸和氯仿的质量体积比为150～170mg：0.5～1.5ml；
9.所述左旋聚乳酸和磷酸盐缓冲液的质量体积比为150～170mg：0.5～1.5ml。
10.作为优选，所述镁单质的粒径为140～180pm，所述磷酸盐缓冲液的浓度为0.1～0.3mol/l。
11.本发明还提供了所述氢气缓释溶液的制备方法，包含下列步骤：
12.(1)将左旋聚乳酸、镁单质和氯仿混合后进行静电纺丝，得到镁基微球；
13.(2)将镁基微球和磷酸盐缓冲液混合后搅拌，即得所述氢气缓释溶液。
14.作为优选，步骤(1)中所述混合的方式为搅拌，所述搅拌的转速为500～700rpm，时间为0.5～1.5h。
15.作为优选，步骤(1)中所述静电纺丝的推注速度为0.6～1ml/h。
16.作为优选，步骤(1)中所述静电纺丝的湿度为46～50％。
17.作为优选，步骤(1)中所述静电纺丝的电压为6～6.4kv。
18.作为优选，步骤(2)中所述搅拌的转速为500～700rpm。
19.作为优选，步骤(2)中所述搅拌的时间为0.5～1.5h。
20.本发明还提供了所述氢气缓释溶液在制备治疗肩袖修复药物中的应用。
21.本发明提供了一种氢气缓释溶液及其制备方法和应用。本发明的氢气缓释溶液，以左旋聚乳酸、镁单质、氯仿和磷酸盐缓冲液为原料制备得到。将左旋聚乳酸、镁单质和氯仿混合后进行静电纺丝，得到镁基微球；将镁基微球和磷酸盐缓冲液混合后搅拌，即得所述氢气缓释溶液。通过静电纺丝技术成功的将镁单质包裹在左旋聚乳酸中，这样可以有效的避免镁原子直接与空气或者溶液接触，其在液体环境中随着左旋聚乳酸的分解逐步释放出镁微粒，进而有效缓慢释放发生反应，产生治疗效应的氢气。本发明提供的制备方法工艺成熟，可有效的得到成品，便于大规模制备。
附图说明
22.图1为实施例1中不加镁单质的颗粒和镁单质加入量为0.8mg颗粒的电镜图；
23.图2为实施例1中氢气缓释溶液的作用原理图；
24.图3为实施例1中氢气缓释溶液的ph值变化图；
25.图4为实施例1中氢气缓释溶液的元素分析图；
26.图5为实施例1中镁单质加入量为0.8mg的氢气缓释溶液的氢气释放图。
具体实施方式
27.本发明提供了一种氢气缓释溶液，包含下列比例的制备原料：左旋聚乳酸、镁单质、氯仿、磷酸盐缓冲液；
28.所述左旋聚乳酸和镁单质的质量比为150～170：0.8～8；
29.所述左旋聚乳酸和氯仿的质量体积比为150～170mg：0.5～1.5ml；
30.所述左旋聚乳酸和磷酸盐缓冲液的质量体积比为150～170mg：0.5～1.5ml。
31.在本发明中，所述左旋聚乳酸和镁单质的质量比优选为155～165：1～7，进一步优选为156～164：2～6，更优选为158～162：3～5。
32.在本发明中，所述左旋聚乳酸和氯仿的质量体积比优选为155～165mg：0.6～
1.4ml，进一步优选为156～164mg：0.8～1.2ml，更优选为158～162mg：0.9～1.1ml。
33.在本发明中，所述左旋聚乳酸和磷酸盐缓冲液的质量体积比优选为155～165mg：0.6～1.4ml，进一步优选为156～164mg：0.8～1.2ml，更优选为158～162mg：0.9～1.1ml。
34.在本发明中，所述镁单质的粒径优选为140～180pm，进一步优选为150～170pm，更优选为155～165pm；所述磷酸盐缓冲液的浓度优选为0.1～0.3mol/l，进一步优选为0.15～0.25mol/l，更优选为0.2mol/l。
35.本发明还提供了所述氢气缓释溶液的制备方法，包含下列步骤：
36.(1)将左旋聚乳酸、镁单质和氯仿混合后进行静电纺丝，得到镁基微球；
37.(2)将镁基微球和磷酸盐缓冲液混合后搅拌，即得所述氢气缓释溶液。
38.在本发明中，步骤(1)中所述混合的方式优选为搅拌，所述搅拌的转速优选为500～700rpm，进一步优选为550～650rpm，更优选为580～620rpm；时间优选为0.5～1.5h，进一步优选为0.6～1.4h，更优选为0.8～1.2h。
39.在本发明中，步骤(1)中所述静电纺丝的推注速度优选为0.6～1ml/h，进一步优选为0.7～0.9ml/h，更优选为0.75～0.85ml/h。
40.在本发明中，步骤(1)中所述静电纺丝的湿度优选为46～50％，进一步优选为47～49％，更优选为47.5～48.5％。
41.在本发明中，步骤(1)中所述静电纺丝的电压优选为6～6.4kv，进一步优选为6.1～6.3kv，更优选为6.15～6.25kv。
42.在本发明中，静电纺丝中阳极用注射器针头，阴极用铝箔接收板，收集铝箔接收板上的微球备用。
43.在本发明中，步骤(2)中所述搅拌的转速优选为500～700rpm，进一步优选为550～650rpm，更优选为580～620rpm。
44.在本发明中，步骤(2)中所述搅拌的时间优选为0.5～1.5h，进一步优选为0.6～1.4h，更优选为0.8～1.2h。
45.本发明还提供了所述氢气缓释溶液在制备治疗肩袖修复药物中的应用。
46.下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
47.实施例1
48.将0.16g左旋聚乳酸、粒径为160pm的镁单质和1ml的氯仿混合在600rpm下搅拌1h，然后进行静电纺丝，阳极用注射器针头，阴极用铝箔接收板，推注速度为0.8ml/h，湿度为48％，电压为6.2kv，得到镁基微球；
49.单一变量为镁单质的加入量，分别为0、0.8、1、2、4、8mg，制备得到不同的镁基微球。
50.将镁基微球和1ml、浓度为0.2mol/l的磷酸盐缓冲液混合后以600rpm转速搅拌1h，即得氢气缓释溶液。
51.将本实施例中镁加入量为0.8mg的镁基微球和不加镁的微球，在电镜下进行观察，结果如图1所示。图1中a为没加镁单质的微球，b为加入0.8mg镁的微球，从图中可以看出，a中颗粒呈球形，粒径为5.5
±
1.2μm，b中颗粒粒径为12.1
±
2.3μm，镁微粒包裹于plla微粒之中，随着plla的分解代谢逐渐释放出镁微粒。本实施例制备的氢气缓释溶液的原理图如图2
所示，在液体环境中随着plla的分解逐步释放出mg微粒，进而有效缓慢释放发生反应，产生治疗效应的h2。
52.将本实施例制备的不同氢气缓释系统进行测试，结果如图3所示，从图中可以看出，其中1ml的氯仿中加入0.16g的plla，镁的含量为0.8mg时，局部ph值相对安全稳定。
53.将本实施例制备的氢气缓释系统进行元素分析，结果如图4所示，从图中可以看出，该缓释系统mg元素的存在及含量。
54.将本实施例制备的镁含量为0.8mg的氢气缓释系统进行氢气释放，结果如图5所示，从图5中可以看出，检测h2气体释放周期及释放量检验结果显示在8天内能维持较高的释放量，在第1天释放量最大，同时ph也不在安全范围，因此可以考虑在pbs液中孵化第2天使用该缓释系统，在确保安全的情况下保证相对较高浓度的有效释放量。
55.由以上实施例可知，本发明提供了一种氢气缓释溶液及其制备方法和应用。本发明通过静电纺丝技术成功的将镁单质包裹在左旋聚乳酸中，这样可以有效的避免镁原子直接与空气或者溶液接触，其在液体环境中随着左旋聚乳酸的分解逐步释放出镁微粒，进而有效缓慢释放发生反应，产生治疗效应的氢气。
56.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。