[发明专利]一种基于ε-聚赖氨酸的Kartogenin软骨递送材料及其制备方法和试剂盒

说明书

本发明公开了一种基于ε‑聚赖氨酸的Kartogenin软骨递送材料及其制备方法，该软骨递送材料由Kartogenin分子和ε‑聚赖氨酸通过共价键连接制备而成。本发明的软骨递送材料可以延长KGN在关节腔内的驻留时间、增加KGN的溶解性，同时该材料具备软骨渗透性和细胞膜渗透性，以整体材料的形式渗透进入软骨组织和软骨组织中的干细胞和软骨细胞，并在细胞内酶的作用下发生降解，释放KGN，提高KGN的生物利用率；并且具有优异的组织和细胞相容性，不会引起毒副作用。本发明还公开了一种试剂盒，该试剂盒由Kartogenin软骨递送材料的冻干粉作为组分A，由生物相容性溶剂作为组分B，使用过程非常简单，组分A和组分B混合溶解后可以直接进行关节腔注射给药。

技术领域

本发明涉及生物材料领域，尤其涉及一种基于ε-聚赖氨酸的Kartogenin软骨递送材料及其制备方法和试剂盒。

背景技术

骨关节炎是以关节软骨组织退行性病变为主要病理特征，以关节疼痛和运动功能受限为主要临床表现的疾病。随着我国人口老龄化的加剧，骨关节炎患者数量急剧上升。据统计，我国40岁以上人群的关节炎病发率超40％。目前，关节炎的干预主要以缓解疼痛和恢复功能为目标，并没有改善关节炎病理表现的临床治疗药物。Kartogenin(KGN)是近年来发现的一种小分子TGF-β和Smad4/5通路抑制剂，可高效促进间充质干细胞的软骨分化，抑制软骨细胞炎症并保护炎症状态下的软骨细胞，是一种极具潜力的关节炎病理表现干预试剂。

目前，相关的活体研究中，KGN均是通过关节腔注射进行给药。对于关节炎的治疗来说，关节腔注射优于系统给药：一方面软骨组织无血管，药物无法经血液循环作用于该处；另一方面，关节腔注射可以降低药物对非目标组织的干扰。然而，对于类似KGN这样的小分子干预试剂来说，它们在关节腔内的半衰期只有1-4小时，难以长期维持有效浓度；另外，KGN分子本身水溶性很差。这些问题都大幅降低了关节腔注射KGN的生物利用度，严重限制了KGN干预关节炎的临床应用进程。

目前，研究人员提出利用KGN结合控释材料的方案解决上述问题。MilanKang等人(Biomaterials，35，9984-9994)将KGN分子接枝到天然高分子壳聚糖上，制备了关节腔可注射的纳米和微米级的KGN缓释微粒，提高了KGN水溶性，实现了体外长达24周的KGN缓释和大鼠膝关节腔内24天的驻留；其动物实验结果表明，相比于单纯的关节腔KGN注射，该给药方法起到了更优的关节炎干预效果。专利CN108079371A公开了一种缓释KGN的三维支架材料，首先将KGN负载于纳米二氧化硅中，然后再将其负载于宏观三维支架，实现了KGN的长时缓释。专利CN104587531A，利用负载KGN的PLGA纳米球制备一种光交联透明质酸水凝胶，可原位填充在软骨损伤部位，并缓释KGN促进软骨损伤的修复。

以上技术方案均为KGN在关节腔内的长时缓释提供了一定的解决方案。但是，文献研究表明，KGN分子的作用机制发生在干细胞和软骨细胞内部，因此将KGN分子更有效的递送到软骨组织中分布的干细胞和软骨细胞内进而提高生物利用率是其高效发挥作用的关键。现有技术虽然延长了KGN在关节腔内的驻留时间，但是KGN依然是以小分子试剂形式释放到关节腔中再渗透入软骨组织发挥作用。因此，现有技术并没有从根本上改变KGN的水溶性和关节腔内快速清除的问题，难以真正提高KGN干预关节炎的生物利用度。

发明内容

本发明为解决现有技术的问题，提供一种基于ε-聚赖氨酸的Kartogenin软骨递送材料及其制备方法和试剂盒，该递送材料可增加KGN在关节腔的滞留时间、提高溶解度、并将KGN递送到软骨组织细胞。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明第一方面是提供一种基于ε-聚赖氨酸的Kartogenin软骨递送材料，具有如式(I)的结构：

其中，R为：