本发明涉及纳米功能材料的制备,尤其涉及一种双功能纳米片及其制备方法和应用。
背景技术:
1、缺血性心脏病的发病率与死亡率呈逐年上升态势,其中以急性心肌梗死最为致命。再灌注是快速恢复缺血心脏冠状动脉血流的重要手段,及时有效的再灌注治疗对挽救缺血心肌及限制梗死面积至关重要。然而,再灌注促成的血运重建反而诱发心肌缺血后损伤和并发症,这种在缺血基础上恢复血流后心肌组织损伤反而加重,甚至发生不可逆性损伤的现象称为心肌缺血/再灌注损伤(miri)。随着心脏体外循环、冠状动脉搭桥术、先天性心脏病纠治术、瓣膜置换术等技术的推广应用,再灌注损伤已成为影响心脏血管外科手术疗效的一大难题。尽管出现了诸如缺血预处理、缺血后适应等更有效的再灌注技术和改善再灌注损伤的药物,但由于干预窗口狭窄和对再灌注损伤易感性的个体差异,血流恢复后继发性心肌损伤的发生率仍然很高。因此,miri的防治措施及发生机制一直是心血管领域的研究热点。
2、miri是一个复杂的过程,涉及氧化应激、钙超载、能量代谢障碍及炎症细胞激活等一系列病理变化。其中氧化应激贯穿于miri发生发展全过程且活性氧(ros,包括·oh、·o2-、1o2、h2o2等)大量累积被认为是miri的主要因素。ros爆发主要归因于miri过程中受损的电子传递链介导的电子泄漏和线粒体氧化磷酸化活性降低。大量累积的ros导致:①dna、蛋白质氧化损伤,引发心血管细胞凋亡;②抗氧化系统破坏,引发内环境稳态失衡;③辅助浸润产生的蛋白水解酶攻击邻近的心肌细胞,加重心肌损伤;④脂质过氧化,激活铁死亡级联反应。前期研究也显示,利用氧糖剥夺/复糖复氧(ogd/r)体外模拟miri后,pi3k-akt、mapk、ca2+等ros相关信号通路出现显著性差异。这提示miri的进展与ros的累积程度密切相关,靶向ros清除或许可以通过调控ros参与诱发的凋亡、免疫、心肌纤维化等病理反应来有效地解决miri这一难题。
3、纳米材料以其优异的生物安全性、高稳定性和多功能设计在生物医学领域显示出巨大的应用前景,基于纳米材料的抗氧化疗法在氧化损伤性心脏病方面也得到了深入的探索。目前,针对缓解缺血再灌注损伤已研制出多种纳米片,如mxene纳米片、氧化铈纳米片、氧化锰纳米片和四氧化三铁纳米片。其中,氧化铈因其存在大量的氧空位缺陷受到了广泛关注,提示基于ce3+/ce4+的快速转化高效清除ros的策略或许在缓解miri方面具有良好的前景。尽管已经开发了多种ce基纳米系统,但其在生物医学领域的研究仍处于起步阶段,最终导致清除ros和血管生成能力有限。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明的目的在于提供一种双功能纳米片及其制备方法和应用。本发明的双功能纳米片能够高效清除ros,同时,还能促进血管生成。
2、为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
3、本发明提供了一种双功能纳米片的制备方法,包括以下步骤:。
4、将可溶性镁盐、可溶性锶盐、可溶性铈盐、可溶性铝盐和水混合,得到金属盐溶液;
5、将所述金属盐溶液和无机碱溶液同步滴加到硝酸钠溶液中,进行共沉淀反应,得到所述双功能纳米片。
6、优选地,所述可溶镁盐包括硝酸镁,所述可溶性锶盐包括硝酸锶,所述可溶性铈盐包括硝酸铈,所述可溶性铝盐包括硝酸铝。
7、优选地,所述金属盐溶液中,可溶性镁盐、可溶性锶盐、可溶性铈盐和可溶性铝盐的摩尔比为2:0.2:0.1~0.75:0.05~0.7。
8、优选地,所述金属盐溶液中,可溶性镁盐、可溶性锶盐、可溶性铈盐和可溶性铝盐的总浓度为0.1~0.3mol/l。
9、优选地,所述无机碱溶液的浓度为0.1~0.4mol/l;所述无机碱溶液中的无机碱包括氢氧化钠。
10、优选地,所述硝酸钠溶液的浓度为0.1~0.3mol/l。
11、优选地,所述金属盐溶液、无机碱溶液和硝酸钠溶液的体积比为1:1:1。
12、优选地,所述共沉淀反应的温度为常温,时间为20~30min。
13、本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法制得的双功能纳米片,所述双功能纳米片的形貌为片状,粒径为100nm,厚度为3nm。
14、本发明还提供了上述技术方案所述的双功能纳米片在制备心肌缺血再灌注损伤治疗制剂中的应用。
15、本发明提供了一种双功能纳米片的制备方法。
16、层状双金属氢氧化物(ldhs)为一类阴离子型无机层状晶体材料,由高度有序排列且富含正电荷的主体层板与阴离子均匀分布且带负电的层间阴离子构成,阴阳离子中和使晶体呈电中性。本发明利用双滴法,制备得到以镁铝水滑石(mgal-ldh)为主体层板,并在主体层板中引入生物活性组分ce3+和sr2+,进而开发了一种精准高效清除ros并能够促进血管生成的双功能纳米片(以下简称mgsrceal-ldh纳米片),其中,mgsrceal-ldh纳米片中,ce3+和sr2+的存在使其同时具备超氧化物歧化酶活性与促血管再生特性,纳米片表面充分暴露的活性位点可以有效地清除ros,调节缺氧微环境,同时响应缺血酸性微环境释放sr2+,促进内皮细胞增殖和迁移,利于血管生成。将其用于miri治疗,具有如下优势:
17、(1)本发明的mgsrceal-ldh纳米片具有超薄层状二维结构,表面可暴露较多的金属活性位点,利于ros分子的吸附,提升其在缺血再灌注微环境中的酶活性。
18、(2)本发明的mgsrceal-ldh纳米片具有较高的生物相容性,且响应缺血酸性微环境可以实现生物活性离子的可控释放。
19、(3)本发明的mgsrceal-ldh纳米片对心肌细胞和内皮细胞氧糖剥夺的缓解效果显著提升,在10μg/ml的浓度下,细胞存活率提升至90%左右,细胞内氧化水平及凋亡水平显著降低,且血管形成能力明显提升。
20、(4)本发明的mgsrceal-ldh纳米片对miri大鼠心功能的恢复效果显著,在原位注射30μl mgsrceal-ldh纳米片分散液下,显著改善miri后第7天及第14天心功能。
1.一种双功能纳米片的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述可溶镁盐包括硝酸镁,所述可溶性锶盐包括硝酸锶,所述可溶性铈盐包括硝酸铈,所述可溶性铝盐包括硝酸铝。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述金属盐溶液中,可溶性镁盐、可溶性锶盐、可溶性铈盐和可溶性铝盐的摩尔比为2:0.2:0.1~0.75:0.05~0.7。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述金属盐溶液中,可溶性镁盐、可溶性锶盐、可溶性铈盐和可溶性铝盐的总浓度为0.1~0.3mol/l。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述无机碱溶液的浓度为0.1~0.4mol/l;所述无机碱溶液中的无机碱包括氢氧化钠。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述硝酸钠溶液的浓度为0.1~0.3mol/l。
7.根据权利要求1、2、4、5或6所述的制备方法,其特征在于,所述金属盐溶液、无机碱溶液和硝酸钠溶液的体积比为1:1:1。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述共沉淀反应的温度为常温,时间为20~30min。
9.权利要求1~8任一项所述的制备方法制得的双功能纳米片,其特征在于,所述双功能纳米片的形貌为片状,粒径为100nm,厚度为3nm。
10.权利要求9所述的双功能纳米片在制备心肌缺血再灌注损伤治疗制剂中的应用。
