以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料

本发明涉及仿生纳米纤维材料，是一种以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料及其制备方法和在治疗早期骨关节炎的关节润滑材料中的应用。背景技术：1、骨关节炎（oa）是一种常见的退行性关节疾病，以膝关节骨关节炎为典型例子，其特征是软骨细胞异常增殖。这种增殖与ii型胶原蛋白和蛋白聚糖的减少相结合，表现为软骨表面的不规则、裂纹和随之而来的关节功能障碍和严重疼痛。骨关节炎的进展与早期软骨损伤密切相关，导致关节内摩擦增加。这种摩擦加剧了软骨的磨损，引发了损伤、炎症和进一步退化的恶性循环。随着软骨的恶化，关节吸收冲击和平滑运动的能力严重受损，加速了骨关节炎的进展，并使其更难有效管理。2、目前，大多数骨关节炎的治疗策略都集中在缓解症状和减缓疾病进展上。然而，在有效促进软骨再生和抵制骨关节炎进展方面，仍存在不小的缺陷。在其自然状态下，软骨通过一种复杂的“刷状”结构实现了非常低的摩擦系数，其中透明质酸（ha）骨架与磷脂和润滑蛋白组分交替排列。这一认识为开发复制这种复杂自然结构的仿生润滑剂奠定了基础。3、纵观历史，无论是直接与胶原蛋白结合，还是经过表面修饰的聚合物基生物模仿润滑剂，都聚焦在延缓软骨降解的过程，而不是增强再生过程上。它们的有限疗效可以归因于与软骨成分的亲和力较弱以及随后无法维持稳定润滑膜。4、因此，需要开发一种以软骨为靶向的新型仿生注射式超润滑聚合物新材料即以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料（ha-pmpc-cap），其通过软骨细胞亲和肽（cap肽即wyrgrlgkgg）所促进的与软骨的紧密结合，促进形成持久的润滑层，从而修复软骨并减缓早期骨关节炎的进展。这项研究有望展示ha-pmpc-cap的全部潜力，为其未来在临床环境中的应用铺平道路，并推动骨关节炎治疗选择的进一步发展。技术实现思路1、本发明提供了一种以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料及其制备方法和在治疗早期骨关节炎的关节润滑材料中的应用，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决 现有早期骨关节炎治疗中仿生纳米材料存在软骨退化严重、易发生骨赘以及包覆在人体关节软骨上相容性和润滑性低的问题。2、本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料的制备方法按照下述步骤进行：3、首先，合成hama；4、然后，将hama、mpc、cap-ma混合后搅拌反应后，合成ha-pmpc-cap，即所述以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料。5、下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：6、上述合成hama的方法按照下述步骤进行：7、s1，将所需量ha加入至去离子水中，在5℃至7℃条件下搅拌10小时至12小时溶解，得到第一溶液，其中，每200ml去离子水中加入2g的ha；8、s2，将所需量ma加入至第一溶液中，并向第一溶液中加入所需量naoh调节ph值为8至12，得到第二溶液，其中，每含有2g ha的第一溶液中加入15 ml的ma；9、s3，将第二溶液在4℃的无光条件下反应过夜，离心去除未溶解颗粒后，加入所需量hcl 调节ph值为中性，得到第三溶液；10、s4，将第三溶液透析后冷冻干燥，得到白色、海绵状物，即所述hama，并在-20℃条件下保存。11、上述合成ha-pmpc-cap的方法按照下述步骤进行：12、s11，将所需量hama、mpc和cap-ma加入至去离子水中，混合搅拌溶解，得到第四溶液；13、s12，将所需量光引发剂加入至第四溶液中混合后，光照射并搅拌进行聚合反应，得到第一反应产物；14、s13，将第一反应产物透析后，得到第一透析产物；15、s14，将第一透析产物冷冻干燥，得到第一固态干燥物，即所述ha-pmpc-cap。16、上述步骤s11中，每500mg的hama中混合7.5g的mpc以及1.4g的cap-ma。17、上述步骤s12中，光引发剂的加入量为200mg，光引发剂均为lap，聚合反应条件为：室温下用405nm紫外光照射并搅拌4小时。18、上述步骤s13中，透析的条件为：采用截留分子量为10kda的透析袋，在去离子水中透析3天。19、上述步骤s14中，冷冻干燥的条件均为：-60℃至-30℃条件下冷冻干燥3天至7天。20、本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料的制备方法得到的以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料，按照下述步骤得到：21、首先，合成hama；22、然后，将hama、mpc、cap-ma混合后搅拌反应后，合成ha-pmpc-cap，即所述以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料。23、下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：24、上述ha-pmpc-cap结构式如下所示：25、。26、本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料在制备治疗早期骨关节炎的关节润滑材料中的应用。27、本发明通过将磷脂类似物的侧链聚(2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱)接枝到透明质酸骨架上，合成治疗早期骨关节炎的关节润滑材料即ha-pmpc-cap，其无细胞毒性，对软骨蛋白具有高结合亲和力、卓越的润滑性能以及良好的生物相容性，可用于作为治疗早期骨关节炎的关节润滑材料。技术特征：1.一种以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：2.根据权利要求1所述的以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料的制备方法，其特征在于合成hama的方法按照下述步骤进行：3.根据权利要求1或2所述的以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料的制备方法，其特征在于合成ha-pmpc-cap的方法按照下述步骤进行：4.根据权利要求3所述的以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料的制备方法，其特征在于步骤s11中，每500mg的hama中混合7.5g的mpc以及1.4g的cap-ma。5.根据权利要求3或4所述的以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料的制备方法，其特征在于步骤s12中，光引发剂的加入量为200mg，光引发剂均为lap，聚合反应条件为：室温下用405nm紫外光照射并搅拌4小时。6.根据权利要求3或4或5所述的以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料的制备方法，其特征在于步骤s13中，透析的条件为：采用截留分子量为10kda的透析袋，在去离子水中透析3天。7.根据权利要求3或4或5或6所述的以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料的制备方法，其特征在于步骤s14中，冷冻干燥的条件均为：-60℃至-30℃条件下冷冻干燥3天至7天。8.一种根据权利要求2至7中任意一项所述的制备方法得到的以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料，其特征在于按照下述步骤得到：9.根据权利要求8所述的的制备方法得到的以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料，其特征在于ha-pmpc-cap结构式如下所示：10.一种根据权利要求8或9所述的以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料在制备治疗早期骨关节炎的关节润滑材料中的应用。技术总结本发明涉及仿生纳米纤维材料技术领域，是一种以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料及其制备方法和在治疗早期骨关节炎的关节润滑材料中的应用，前者按照下述步骤进行：首先，合成HAMA；然后，将HAMA、MPC、CAP‑MA混合后搅拌反应后，合成HA‑PMPC‑CAP，即所述以软骨为靶向的仿生注射式超润滑纳米纤维材料。本发明通过将磷脂类似物的侧链聚(2‑甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱)接枝到透明质酸骨架上，合成治疗早期骨关节炎的关节润滑材料即HA‑PMPC‑CAP，其无细胞毒性，对软骨蛋白具有高结合亲和力、卓越的润滑性能以及良好的生物相容性，可用于作为治疗早期骨关节炎的关节润滑材料。技术研发人员：买合木提·亚库甫,臧俊亭,舒莉,帕尔哈提·瓦哈甫,骆朝辉,王建,塔依尔江·亚生,杨艳艳,宋兴华,木牙沙尔·阿布都沙拉木,萨吉旦·艾克拜尔,吐尔洪·吐尔逊,米丽班古丽·西克然木受保护的技术使用者：新疆医科大学第六附属医院技术研发日：技术公布日：2024/8/16