[发明专利]用于肝病治疗的基因活化聚乳酸材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于肝病治疗的基因活化聚乳酸材料及其制备方法。 

背景技术

肝脏是人体内物质代谢的中心，具有代谢、排毒等功能，因肝癌、脂肪肝、肝硬化、肝炎等肝脏疾病导致死亡的情况已屡屡发生，严重威胁着人类健康。研制理想的肝组织工程支架材料是医学和生物材料科学领域中的重要方向。 

生物材料是指一类可对机体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能作用的材料。生物材料表面在生物和医学中起着至关重要的作用，因为生物材料植入生物体后，首先与机体接触发挥生物学反应的就是生物材料表面/界面。而绝大部分生物反应，诸如蛋白吸附、细胞粘附、迁移及生长等生物学行为正是细胞与材料表面之间的相互作用。深入理解生物材料表面与细胞相互作用并进行表面修饰是临床应用材料设计的关键(Chem.Eng.News，1999，73：51-59)。因此，细胞/基因活化的生物材料，即第三代生物材料(Science，2002，295，1014-1017)，便应运而生，它是组织工程发展的要求和必然趋势。从分子水平对细胞进行刺激而促进细胞的繁殖分化，进而促进组织的修复及再生。最重要的是，细胞/基因活化生物材料的产生为基因的可控、靶向性释放提供了新的思路。将基因释放和生物材料研究的有机结合，构建具有原位基因释放性能的生物材料表面工程在基因治疗和组织工程研究领域中具有重大意义。 

聚乳酸是一种可降解性生物材料，被广泛的应用于组织工程支架和植入体领域，并获得了美国FDA认证(Biomaterials 1996；17：175-85.)。然而，聚乳酸作为支架材料所面临的最大问题是对生物环境缺乏组织相容性和抗性(Biomaterials 2001；22：219-30.)，因为聚乳酸表面不存在利于细胞产生响 应的活性功能基团。为了提高聚乳酸的生物相容性，促进细胞与材料的相互反应，诱导可控的细胞生物学行为，研究者对聚乳酸植入体的表面工程展开了大量的研究。X.B.YANG等用纤维结合蛋白(FN)和聚赖氨酸(PLL)修饰聚乳酸表面，与未修饰的材料相比，发现经过蛋白质修饰后的聚乳酸材料能提高细胞的粘附与铺展，聚乳酸组织相容性增加(Bone 2001；29(6)：523-531)。Cai K等用黄芩甙对三维聚乳酸支架表面进行修饰，结果表明黄芩甙修饰的聚乳酸支架生物相容性高于未经修饰的聚乳酸支架(Acta Biomater.2007；3：597-605)。C.M.Alves等用乳浆修饰聚乳酸表面，实验表明处理后的聚乳酸表面能够提高蛋白质的吸附量，并且有利于细胞的粘附(Journal ofBiomedical Materials Research Part B：Applied Biomaterials 2008；87：59-66)。 

然而，这些方法仍不能解决聚乳酸植入体与肝脏周边组织的整合、长期稳定性等问题。 

半乳糖是肝细胞表面脱唾液酸糖蛋白受体的特异性配体，使肝细胞识别的相应位点并产生特异性相互作用，通过引入含有半乳糖的残基，壳聚糖可以增加肝细胞的附着点。半乳糖苷化的壳聚糖(galactosylated chitosan，GC)具有良好的生物相容性和降解性，它与质粒DNA形成的多层膜可以在生理条件下发生降解，使质粒DNA或GC/DNA颗粒被释放；当GC/DNA颗粒从多层膜的层状结构上释放出来后，GC携带DNA特异的与肝脏细胞表面脱唾液酸糖蛋白受体相结合，实现基因传递的靶向性；同时，由于多层膜持续降解的特点，GC/DNA颗粒在长时间内持续产生，维持了质粒DNA的浓度，细胞特异的吸收质粒DNA后在相应的时间内使质粒DNA持续表达，达到基因治疗的目的。 

将半乳糖苷化的壳聚糖、质粒DNA及聚乳酸材料进行整合，提供一种新型基因活化聚乳酸材料，不仅能够诱导和提高肝细胞在细胞外基质支架材料上的黏附性能，提高植入体的稳定性，同时能够原位诱导肝细胞生长，提高肝细胞的生长代谢活性，促进肝脏组织的修复和再生，进一步介导肝靶向性基因转移，实现基因的可控、靶向性释放，从而实现对肝病有效治疗。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种用于肝病治疗的基因活化聚乳酸材料，具有良好的细胞相容性，不仅能够原位诱导肝细胞生长，提高肝细胞的生长代谢活性，促进肝脏组织的修复和再生，而且能够提高肝细胞在细胞外基质支架材料上的黏附性能，提高植入体的稳定性，进一步介导肝靶向性基因转移，有效地调控基因靶向性释放并增强细胞活力，提高转染率，实现对肝病有效治疗。