[发明专利]一种硫化铜纳米材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种硫化铜纳米材料及其制备方法与应用，属于材料合成技术领域，本发明提供的一种硫化铜纳米材料，包括球状CuS/TGF‑β1@PC核壳结构纳米粒子，该核壳结构纳米粒子以硫化铜纳米颗粒为核、磷脂酰胆碱为壳；其中，硫化铜纳米颗粒表面负载有氨基，所述氨基接枝TGF‑β1质粒DNA；本发明的硫化铜纳米材料能够内化到间充质干细胞内部并持续的在细胞内发挥作用，促进间充质干细胞增殖及成软骨分化，添加的硫化铜纳米颗粒、TGF‑β1质粒DNA以及磷脂酰胆碱能够协同增效，进一步增强了间充质干细胞增殖、抗基质降解等生物特性，同时还能更显著的增强间充质干细胞的成软骨分化功能。

技术领域

本发明属于材料合成技术领域，尤其涉及一种硫化铜纳米材料及其制备方法与应用。

背景技术

骨关节炎的主要病理特征是软骨损伤、基质降解及轻度慢性炎症，常规的临床治疗手段主要有非甾体类抗炎药、透明质酸、糖皮质激等，针对软骨损伤修复的临床治疗手段主要有微骨折手术和自体软骨细胞移植。自体软骨细胞移植是用手术方法获取自体软骨细胞，经过体外培养以后，再通过关节腔注射，种植回膝关节内缺损部位。微骨折是利用钻机钻孔，造成胫骨平台全层缺损，使得骨髓腔中的间充质干细胞迁移至关节腔内，进而修复软骨。间充质干细胞具有体外分化成软骨的潜能及一定的抗炎和抗基质降解的作用。间充质干细胞治疗是直接将间充质干细胞经过体外培养以后，关节腔注射到关节腔内实现软骨修复、抗炎等目的，是新兴的骨关节炎治疗手段。

目前临床上常用的骨关节炎治疗药物如非甾体类抗炎药、透明质酸等，经过临床研究表明，仅能起到缓解症状的作用，无法有效的延缓疾病进展甚至治疗疾病。自体软骨细胞移植由于手术水平的差异，以及要额外多进行一次手术操作，花费多、创伤大，其长期治疗效果无法得到保证。微骨折技术同样需要对胫骨平台的骨及软骨造成二次破坏，同时，由于个体差异及缺乏定向诱导软骨分化的信号调控等原因，关节腔钻孔后，自骨髓腔募集的间充质干细胞往往分化成纤维软骨而不是透明软骨，其数量及修复效果都无法令人满意。

从上述目前常规的骨关节炎的治疗手段种，可以看出常规药物治疗、微骨折、自体软骨细胞移植等治疗手段都存在一定的局限性和缺点。如无法延缓疾病进展、创伤大、无法达到满意软骨修复效果等。骨髓间充质干细胞注射经过许多体内、体外实验及临床研究表明，具有很好的成软骨分化及骨关节炎的治疗潜能，许多体外研究取得了积极的结果。但是间充质干细胞治疗仍然存在无序分化、抗炎、抗降解及迁移能力不强等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种能够有效的被间充质干细胞内化到细胞内，且能够在细胞内持续的发挥促增殖、迁移、促软骨分化，并且可以同时提升间充质干细胞的抗炎、抗基质降解能力，起到良好的软骨修复及骨关节炎治疗效果的硫化铜纳米材料及其制备方法与应用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种硫化铜纳米材料，所述硫化铜纳米材料包括球状CuS/TGF-β1@PC核壳结构纳米粒子，该核壳结构纳米粒子以硫化铜纳米颗粒为核、磷脂酰胆碱为壳；其中，硫化铜纳米颗粒表面负载有氨基，所述氨基接枝TGF-β1质粒DNA。

本发明技术方案提供的一种硫化铜纳米材料，选用硫化铜纳米颗粒为核结构，硫化铜纳米颗粒本身具有促进间充质干细胞增殖以及成软骨分化的能力；同时硫化铜纳米颗粒表面负载的氨基能够与TGF-β1质粒DNA通过静电结合效应相结合，从而赋予硫化铜纳米材料基因治疗的功能，TGF-β1质粒DNA与硫化铜纳米颗粒结合后可以伴随着硫化铜纳米颗粒被间充质干细胞内化而共同转运至细胞内，从而能够实现质粒在间充质干细胞内的高效递送以及稳定的过表达，同时TGF-β1质粒DNA作为间充质干细胞成软骨分化中的重要调节因子，其持续表达可以进一步增强硫化铜纳米颗粒的促成软骨功能；另外，本发明的技术方案选用磷脂酰胆碱为壳结构，其一方面可以增强硫化铜纳米材料的生物安全性，一方面可以增强间充质干细胞对纳米材料的摄取率，另一方面经磷脂酰胆碱膜包裹后形成的硫化铜纳米材料被间充质干细胞内化后，可以在原不经包裹的硫化铜纳米材料的基础上进一步增强间充质干细胞的增殖、成软骨、抗基质降解的作用。