[发明专利]一种介孔二氧化硅包覆微米镁球核壳粒子及其制备方法

说明书

本发明涉及一种在生物介质中长时间持续缓释氢分子的微米药物——介孔二氧化硅包覆微米镁球核壳粒子及其制备方法。一种介孔二氧化硅包覆微米镁球核壳粒子，其特征在于它的内核为金属镁球，外壳是均匀包覆的介孔二氧化硅。其制备方法，其特征在于包括如下步骤：将微米镁球用丙酮溶液进行超声清洗并烘干，然后分散到氨水的丙酮混合溶液，并与硅酸酯的丙酮混合溶液混合搅拌一段时间后，取出固体物并用丙酮溶液多次清洗，烘干后得到介孔二氧化硅包覆微米镁球核壳粒子。该方法不会导致镁球表面发生严重刻蚀并且所得到的介孔二氧化硅包覆层均匀，这种核壳粒子能够在生物介质中长时间持续释放氢分子消除羟基自由基保护细胞，展现出良好的生物相容性。

技术领域

本发明涉及一种在生物介质中长时间持续缓释氢分子的微米药物——介孔二氧化硅包覆微米镁球核壳粒子及其制备方法。

背景技术

羟基自由基(·OH)是一种具有较强细胞毒性的氧化活性物质，当体内长时间存在过量的羟基自由基时，就会出现氧化应激并会导致许多疾病。氢分子能够有效地渗透细胞膜进入到细胞内，并且选择性的消除细胞内的羟基自由基，从而避免细胞受到氧化损伤(Ohsawa I,Ishikawa M,Takahashi K,et al.Nat.Med.,2007,13,688.)。目前研究者们相继开发了许多提供氢分子消除羟基自由基的治疗方法，其中主要包括饮用或静脉注射饱和氢溶液，以及直接吸入混有氢气的混合气体。但是由于氢分子在水中的溶解度较低，这将导致氢分子在病变组织区域的浓度较低而且在体内过快的消耗掉，所以这些传统的方式并不适合在体内长时间消除持续产生的羟基自由基(Nagata K,Nakashimakamimura N,MikamiT,et al.Neuropsychopharmacol.,2009,34，501；Nakashima-Kamimura N,Mori T,OhsawaI,et al.Cancer Chemother.Pharmacol.,2009,64,753；He Y,Zhang B,Chen Y,et al.ACSAppl.Mater.Interfaces,2017,9,21190.)。

许多储氢材料(如AlH₃和MOFs等)和化学反应(如电解水、氢化酶或光催化剂分解水和活泼金属与水、酸、碱溶液的反应等)都可以用来产生或释放氢分子(Thampan T,Atwater T,Cook C,et al.Int.J.Hydrogen Energy,2016,41，9402；Lubitz W,TumasW.Chem.Rev.2007，107,3900.)。由于这些方法大多具有较差的生物相容性或较低的氢分子储量还有不可控的化学反应，因此都不适合应用在生物体系中。微米镁球能够与人体模拟体液(SBF)和血浆中的水发生化学反应产生氢分子，同时还具有较好的生物相容性(Mou F,Chen C,Ma H,et al.Angew.Chem.Int.Ed.,2013,125,7349；Mou F,Chen C,Zhong Q,etal.ACS Appl.Mater.Interfaces,2014,6,9897.)。另外，在单位体积下，镁能够具有较高的产氢量(72.6mmol/cm³)，与饱和氢溶液(0.6mM)和吸入的氢气(2vol.％)相比提高了4到5个数量级。最近有研究将许多微米镁球装载到聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)中形成粒径约为250μm的复合微球,实现了在生物介质中较长时间持续产生氢气并用来治疗小鼠的骨关节炎(Wan W L,Lin Y J,Shih P C,et al.Angew.Chem.,Int.Ed.,2018,130,10023.)。该方法得到的复合微米粒子粒径较大、产氢能力较低(镁球粒子的负载量小于8.5wt.％)，严重阻碍了它在微小环境中的使用，以及产生的氢气泡积累在体内会造成很大的伤害，而且并没有涉及到如何降低微米镁球在生物介质中的反应速率。

发明内容

本发明的目的是提供一种介孔二氧化硅包覆微米镁球核壳粒子及其制备方法，该方法不会导致镁球表面发生严重刻蚀并且所得到的介孔二氧化硅包覆层均匀，这种核壳粒子能够在生物介质中长时间持续释放氢分子消除羟基自由基保护细胞，展现出良好的生物相容性。