摘 要：本发明涉及医药制备技术领域，尤其涉及一种大麻二酚@金属水凝胶及其制备方法与应用，大麻二酚@金属水凝胶的制备方法包括步骤：将大麻二酚和金属盐与乙醇水溶液进行混合，得到的混合液与凝胶形成剂进行混合，经均质化、凝胶化、洗涤处理，得到混合物；对混合物进行冷冻干燥处理，得到大麻二酚@金属水凝胶。将制得的大麻二酚@金属水凝胶直接作用于拔牙创口，镇痛和抗炎效果显著，且药物缓慢释放，延长作用时间，减少用药频率；同时还可以促进骨组织修复，加速创口愈合，并且使用方便，安全可靠，无明显副作用。
技术要点
1.一种大麻二酚@金属水凝胶的制备方法，其特征在于，包括步骤：将大麻二酚和金属盐与乙醇水溶液进行混合，得到混合液；将所述混合液与凝胶形成剂进行混合，经均质化、凝胶化、洗涤处理，得到混合物；对所述混合物进行冷冻干燥处理，得到大麻二酚@金属水凝胶。
2.根据权利要求1所述的大麻二酚@金属水凝胶的制备方法，其特征在于，所述金属盐包括SrCl2、CaCl2、SiCl2、MgCl2、ZnCl2、CuCl2中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的大麻二酚@金属水凝胶的制备方法，其特征在于，所述凝胶形成剂选自海藻酸钠、聚乙烯醇、聚乙二醇、壳聚糖、明胶、聚乳酸?羟基乙酸共聚物、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、硅酸盐基水凝胶中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的大麻二酚@金属水凝胶的制备方法，其特征在于，所述大麻二酚与所述金属盐的质量比为(0.05?0.4):(2?3)。
5.根据权利要求1所述的大麻二酚@金属水凝胶的制备方法，其特征在于，所述大麻二酚与所述凝胶形成剂的质量比为(1?8):(20?26)。
6.根据权利要求1所述的大麻二酚@金属水凝胶的制备方法，其特征在于，所述凝胶化的温度为?60℃至?80℃，所述凝胶化的时间为1h?2h。
7.根据权利要求1所述的大麻二酚@金属水凝胶的制备方法，其特征在于，所述冷冻干燥处理的温度为?60℃至?80℃，所述冷冻干燥处理的时间为30h?40h。
8.根据权利要求1所述的大麻二酚@金属水凝胶的制备方法，其特征在于，所述乙醇水溶液中的乙醇和水的体积比为(1?2):(1?2)。
9.一种大麻二酚@金属水凝胶，其特征在于，利用如权利要求1?8任一项所述的大麻二酚@金属水凝胶的制备方法制得。
10.一种如权利要求9所述的大麻二酚@金属水凝胶在制备拔牙后创口镇痛、抗炎和骨组织修复材料中的应用。
技术领域
本发明涉及医药制备技术领域，尤其涉及一种大麻二酚@金属水凝胶及其制备方法与应用。
背景技术
在牙科手术中，拔牙是一种常见的治疗方式。然而，拔牙后创口的疼痛和炎症是患者经常面临的问题。
现有的镇痛和抗炎药物多数以口服或注射形式给予，直接作用于创口的药物较少，并且现有镇痛和抗炎药物无法起到骨组织修复的作用。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种大麻二酚@金属水凝胶及其制备方法与应用，旨在解决现有镇痛和抗炎药物无法起到骨组织修复等问题。
本发明的技术方案如下：
一种大麻二酚@金属水凝胶的制备方法，包括步骤：
将大麻二酚和金属盐与乙醇水溶液进行混合，得到混合液；
将所述混合液与凝胶形成剂进行混合，经均质化、凝胶化、洗涤处理，得到混合物；
对所述混合物进行冷冻干燥处理，得到大麻二酚@金属水凝胶。
所述的大麻二酚@金属水凝胶的制备方法，其中，所述金属盐包括SrCl2、CaCl2、SiCl2、MgCl2、ZnCl2、CuCl2中的一种或多种。
所述的大麻二酚@金属水凝胶的制备方法，其中，所述凝胶形成剂选自海藻酸钠、聚乙烯醇、聚乙二醇、壳聚糖、明胶、聚乳酸?羟基乙酸共聚物、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、硅酸盐基水凝胶中的一种或多种。
所述的大麻二酚@金属水凝胶的制备方法，其中，所述大麻二酚与所述金属盐的质量比为(0.05?0.4):(2?3)。
所述的大麻二酚@金属水凝胶的制备方法，其中，所述大麻二酚与所述凝胶形成剂的质量比为(1?8):(20?26)。
所述的大麻二酚@金属水凝胶的制备方法，其中，所述凝胶化的温度为?60℃至?80℃，所述凝胶化的时间为1h?2h。
所述的大麻二酚@金属水凝胶的制备方法，其中，所述冷冻干燥处理的温度为?60℃至?80℃，所述冷冻干燥处理的时间为30h?40h。
所述的大麻二酚@金属水凝胶的制备方法，其中，所述乙醇水溶液中的乙醇和水的体积比为(1?2):(1?2)。
一种大麻二酚@金属水凝胶，利用所述大麻二酚@金属水凝胶的制备方法制得。
一种大麻二酚@金属水凝胶在制备拔牙后创口镇痛、抗炎和骨组织修复材料中的应用。
有益效果：本发明提供一种大麻二酚@金属水凝胶及其制备方法与应用，大麻二酚@金属水凝胶的制备方法包括步骤：将大麻二酚和金属盐与乙醇水溶液进行混合，得到混合液；将所述混合液与凝胶形成剂进行混合，经均质化、凝胶化、洗涤处理，得到混合物；对所述混合物进行冷冻干燥处理，得到大麻二酚@金属水凝胶。利用所述制备方法制得的大麻二酚@金属水凝胶，金属离子交联在水凝胶中，且添加适量的大麻二酚，可以使得大麻二酚中的酚羟基结合了适量的金属离子，使得水凝胶中的金属离子的结合位点得到有效保证，从而提高与凝胶形成剂交联的金属离子的数量，提高交联度。另外，将制得的大麻二酚@金属水凝胶直接作用于拔牙创口，镇痛和抗炎效果显著，且药物缓慢释放，延长作用时间，减少用药频率；同时还可以促进骨组织修复，加速创口愈合，并且使用方便，安全可靠，无明显副作用。
附图说明
图1为本发明一种大麻二酚@金属水凝胶的制备方法的工艺流程示意图；
图1
图2为实施例1制得的各组水凝胶的微纳级尺度表面形貌SEM图；
图2
图3为实施例1制得的各组水凝胶的FTIR扫描图；
图3
图4为实施例1制得的各组水凝胶做的CBD含量释放结果图；
图4
图5为各组水凝胶与MC3T3?E1?14细胞共培养后的OD值数据图；
图5
图6为各组水凝胶与HUVEC细胞共培养后的OD值数据图；
图6
图7为各组水凝胶与RAW264.7细胞共培养细胞增值结果数据图。
图7
具体实施方式
本发明提供一种大麻二酚@金属水凝胶及其制备方法与应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
如图1所示，本发明提供一种大麻二酚@金属水凝胶的制备方法，包括步骤：
步骤S10：将大麻二酚和金属盐与乙醇水溶液进行混合，得到混合液；
步骤S20：将所述混合液与凝胶形成剂进行混合，经均质化、凝胶化、洗涤处理，得到混合物；
步骤S30：对所述混合物进行冷冻干燥处理，得到大麻二酚@金属水凝胶。
本实施方式中，以大麻二酚、金属盐和凝胶形成剂为主要原料，通过上述制备方法制得对创口具有镇痛和抗炎效果，且同时可以促进骨组织修复的大麻二酚@金属水凝胶；其中，金属盐中的部分金属离子交联在水凝胶中，另外一小部分金属离子与大麻二酚中的酚羟基结合，使得水凝胶中的金属离子的结合位点得到有效保证，从而提高与凝胶形成剂交联的金属离子的数量，提高水凝胶与金属离子的交联度，得到具有镇痛、抗炎和促进骨组织修的大麻二酚@金属水凝胶。
在一些实施方式中，所述金属盐包括SrCl2、CaCl2、SiCl2、MgCl2、ZnCl2、CuCl2中的一种或多种。选用上述金属盐与大麻二酚和凝胶形成剂制得的大麻二酚@金属水凝胶具有镇痛、消炎的效果，同时还具有骨组织修复的作用。
在一种优选地实施方式中，所述金属盐选自SrCl2，Sr是人体中不可缺少的微量元素，其作用类似于钙，具有强有力的寻骨特性，Sr能通过多种信号路径同时刺激成骨和抑制破骨细胞生成触发新骨生成。
在一些实施方式中，所述凝胶形成剂选自海藻酸钠、聚乙烯醇、聚乙二醇、壳聚糖、明胶、聚乳酸?羟基乙酸共聚物、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、硅酸盐基水凝胶中的一种或多种。利用凝胶形成剂具有良好的网络支架结构，可以作为载体材料装载大麻二酚和金属盐，进而缓解促进相应组织再生。
具体地，聚乙烯醇(PVA)具有良好的生物相容性和机械性能，可调节水凝胶的孔隙率和降解速率。聚乙二醇(PEG)可以提供良好的水溶性和柔韧性，有助于调节水凝胶的交联密度和药物释放速率。壳聚糖具有抗菌性和生物降解性，适用于制备抗炎和促进伤口愈合的水凝胶。明胶源自胶原蛋白，具有良好的生物相容性和促进细胞生长的能力。聚乳酸?羟基乙酸共聚物(PLGA)具有生物可降解，常用于控制药物释放，具有调节降解速率和药物载荷的能力。纤维素衍生物(如羟乙基纤维素、羟丙基纤维素)可以提供高吸水性和良好的生物相容性，有助于制备高孔隙率的水凝胶。聚丙烯酰胺(PAM)具有高吸水性，可用于制备具有高机械强度和快速响应性的刺激响应性水凝胶。聚甲基丙烯酸(PMAA)具有良好的水溶性和生物相容性，适用于制备pH敏感型水凝胶。聚丙烯酸(PAA)具有高吸水性，适用于制备用于药物缓释的水凝胶。硅酸盐基水凝胶具有良好的热稳定性和机械性能，可用于制备耐高温的水凝胶。
在一些实施方式中，所述大麻二酚与所述金属盐的质量比为(0.05?0.4):(2?3)。过多的大麻二酚会导致凝胶形成剂中的金属结合位点减少，从而增加水凝胶的孔隙，交联度有所下降，达不到镇痛、抗炎和促进骨组织修复的效果；过少的大麻二酚起不到镇痛、消炎的作用。将所述大麻二酚与所述金属盐的质量比控制在上述质量比范围内，金属离子可以与大麻二酚中的酚羟基结合，同时金属离子还能与凝胶形成剂交联，形成稳定的水凝胶结构。这种结构不仅有助于提高水凝胶的机械强度和稳定性，还能确保药物(大麻二酚)的缓慢释放，延长药物的作用时间，减少用药频率。
在一些实施方式中，所述大麻二酚与所述凝胶形成剂的质量比为(1?8):(20?26)。
具体地，大麻二酚本身具有镇痛和抗炎的特性，通过与金属离子的结合，可以增强镇痛和抗炎效果。金属离子，尤其是文件中提到的Sr离子，具有刺激成骨细胞和抑制破骨细胞的作用，有助于新骨的生成，起到促进骨组织修复的效果。水凝胶的形式可以实现药物的控制释放，减少药物的总使用量，同时保持治疗效果。水凝胶的物理形态和药物的缓慢释放有助于拔牙创口的愈合过程，实现加速创口愈合。水凝胶可以直接作用于拔牙创口，使用方便，且无明显副作用。通过优化CBD与金属盐的质量比，可以提高水凝胶与金属离子的交联度，从而增强其物理性能和药物缓释效果。
在一些实施方式中，所述凝胶化的温度为?60℃至?80℃，所述凝胶化的时间为1h-2h。通过在该条件下进行凝胶化，可以使得经均质化的混合液与凝胶形成剂的混合体形成凝胶状态，经过洗涤处理除去乙醇水溶液，得到混合物。
在一些实施方式中，所述冷冻干燥处理的温度为?60℃至?80℃，所述冷冻干燥处理的时间为30h?40h。经冷冻干燥处理后，可以得到固体状态的大麻二酚@金属水凝胶，且在该条件下容易保存。
在一些实施方式中，所述乙醇水溶液中的乙醇和水的体积比为(1?2):(1?2)。利用该体积比的乙醇水溶液可以较好地将大麻二酚和金属盐进行溶解，得到溶质分散均匀的混合液，有利于加入凝胶形成剂后的均质化，得到大麻二酚和金属离子分散均匀的混合物。
除此之外，本发明还提供一种大麻二酚@金属水凝胶，利用所述大麻二酚@金属水凝胶的制备方法制得。
在本实施方式中，将所述制备方法制得的大麻二酚@金属水凝胶直接作用于拔牙创口，使其与创口组织紧密接触，其镇痛、抗炎效果显著，且水凝胶的形式可以使得药物缓慢释放，延长作用时间，减少用药频率；同时该水凝胶还可以促进骨组织修复，加速创口愈合；并且使用方便，安全可靠，无明显副作用。
另外，本发明还提供一种大麻二酚@金属水凝胶在制备拔牙后创口镇痛、抗炎和骨组织修复材料中的应用。
下面进一步举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例制备大麻二酚不同负载量的水凝胶，包括如下步骤：
将50mg大麻二酚(CBD)和3gSrCl2与乙醇水溶液(乙醇20mL，去离子水20mL)进行混合，得到混合液；然后将该混合液与1.2g海藻酸钠进行混合，磁力搅拌6h后，?80℃冷冻2h，冷冻干燥36h完全去除乙醇和水，然后用去离子水进行清洗，并在去离子水中浸泡18h(去除氯离子、钠离子和未交联的海藻酸盐)，得到混合物；最后将所述混合物在?80℃下冷冻干燥36h，得到大麻二酚@金属水凝胶，并在?80℃条件下冷冻保存。
分别负载100mg、200mg、400mgCBD的水凝胶按照以上步骤制备，仅CBD质量改变，其他不变。将负载不同含量的CBD进行为以下命名，海藻酸锶组命名为SA@Sr，载50mgCBD海藻酸锶命名为SA@Sr?50CBD，载100mgCBD海藻酸锶命名为SA@Sr?100CBD，载200mgCBD海藻酸锶命名为SA@Sr?200CBD，载400mgCBD海藻酸锶命名为SA@Sr?400CBD。
对本实施例制得的水凝胶进行表征，具体如下：
1)材料微观形貌分析
采用SEM观察制备的水凝胶微纳级尺度表面形貌。其结果如图2所示，可以看到和SA@Sr进行比较，加入不同含量的CBD之后，材料的孔隙变大。
2)FTIR分析
采用FTIR对制备得到的水凝胶进行化学结构定性检测。测试方法如下：使用KBr粉末压片法，待测样品与KBr粉体按照质量比1:100混匀压片制样，通过样品在不同波长处的吸收光谱，确定样品的特定化学官能团，测试波长范围为4000?500/cm。
将各组水凝胶材料进行FTIR扫描，实验结果如图3所示。
由图3中实验结果可知，CBD在3521cm?1和3407cm?1两个明显的吸收峰值，这是因为CBD中的OH基团的伸缩振动形成的。在1623和1583cm?1处有两个强峰是CBD中的C＝C双键振动造成的，在1214cm?1处有一个CBD的特征峰；对于SA聚合物来说，聚合物中的OH基团的吸收峰出现在3247.5cm?1处，当SA形成水凝胶SA@Sr后，OH基团中的吸收峰蓝移到3230cm?1附近。此外，还可以观察到SA的COO羧基基团振动形成的吸收峰在1594.5cm?1处，但随着Sr离子取代了Na离子形成SA@Sr水凝胶后，COO羧基基团的吸收峰蓝移至1584.5cm?1处；将CBD载入海藻酸锶水凝胶后，SA@Sr?200/400CBD组可以观察到CBD在1214cm?1处的特征吸收峰，以及CBD在3521和3407cm?1处的特征羟基吸收峰，但是在SA@Sr?50/100组中这三个CBD的特征峰则不明显，猜测可能是CBD中的羟基可能和Sr离子发生了反应呈结合态且基本不存在游离态，但是随着CBD含量增多，有一部分CBD呈结合态，有一部分呈游离态，所以在SA@Sr?200/400CBD组中可以观察到CBD的三个特征峰；非常有意思的是，CBD的C＝C双键在1623和1581.5cm?1处的特征吸收峰，只在SA@Sr?400CBD组中观察到，说明该组中的CBD主要以游离态CBD为主，并且完全超过了CBD的结合态。同时，SA@Sr在1584.5cm?1羧基振动峰和1026cm?1的C?O?C吸收峰在CBD载入后，分别蓝移到1079和1219cm?1处，究其原因，可能是CBD影响了SA分子内的相互作用，也有可能是Sr离子与CBD中酚羟基的反应导致蓝移。综上所述，以上结果皆表明了CBD被成功载入SA@Sr水凝胶中，且低浓度时为结合态，浓度过高后一部分呈结合态，一部分呈游离态。
3)水凝胶中CBD的释放结果
将载CBD含量的各组海藻酸锶水凝胶做的CBD含量释放结果如图4所示。
在第一周内，随着CBD载入量的增加，水凝胶中的CBD累计释放量增加，有趣的是，与SA@Sr?50/100/200CBD三组相比，SA@Sr?400CBD组释放速率更快。这主要是因为CBD一开始是从水凝胶网络缓慢释放，而SA@Sr?400CBD释放快速，这是因为CBD包载已经开始过量，表面有CBD晶体的析出，同时包被在水凝胶中CBD也在缓慢释放，双重作用下，CBD的释放加快，该结果与前面的FTIR结果中看到的CBD呈现结合态和游离态是一致的，在SA@Sr?50/100/200CBD中基本以结合态为主，在SA@Sr?400CBD组中CBD可能以结合态和游离态的形式存在，释放时有一部分是游离形式释放，还有一部分则是结合态形式被释放，因此可以看到在第一周该组的释放率明显快于SA@Sr?50/100/200CBD组。但是，第二周，四组的CBD释放量持续增加，累计释放分别时34％、40％、48％、58％。当第三周时，各组CBD释放速率都明显加快。第四周时，四组的释放量均超过98％，速率趋于平缓。
实施例2
利用实施例1制得的水凝胶进行细胞安全性使用
各组水凝胶材料与MC3T3?E1?14细胞共培养后，采用MTS试剂盒测试各组细胞的OD值，结果如图5所示，当SA@Sr和SA@Sr?CBD水凝胶MC3T3?E1?14共培养第一天后，SA@Sr?100/200/400CBD三个组别的增殖能力要优于对照组，且存在显著型差异；进入第三天时，细胞在增殖能力上各组之间并无明显差异，且无统计学差异；进入第5天后，SA@Sr?100/200CBD两组的增殖能力高于正常组，SA@Sr?400CBD的增殖能力开始下降，但是各组之间并无统计学差异。MC3T3?E1?14细胞的增殖能力结果显示，实验表明，SA@Sr?200CBD水凝胶更能促进MC3T3?E1?14的增殖。
各组水凝胶材料与HUVEC细胞共培养后，采用MTS试剂盒测得各组细胞的OD值，如图6所示；由图可以看出，当SA@Sr和SA@Sr?CBD组和HUVEC共培养第一天后，各组之间的差距不明显，材料组与正常组比较，无毒性；进入第三天时，存在显著型差异，SA@Sr?50/100/200CBD三组相较于正常组而言，细胞增殖能力都有所增加，尤其SA@Sr?100/200CBD两组的增殖能力最好，统计学差异明显；进入第5天后，SA@Sr?200CBD组的增殖能力高于正常组，且有统计学差异。HUVEC细胞的增殖能力结果显示，在SA@Sr?50组中，对HUVEC细胞的增殖无明显影响，SA@Sr?200组中，有比较明显的促进HUVEC细胞增殖的作用，但是SA@Sr?400组中，对HUVEC细胞的增殖作用存在一定的减弱。实验表明，SA@Sr?200CBD组HUVEC细胞的增殖能力最好。
各组水凝胶对RAW264.7细胞增殖的影响如图7所示，在第1、3天时，各组细胞活力测试结果没有明显的差异，但是在第5天时SA@Sr?200CBD组中则表现较好的细胞增殖，在SA@Sr?400CBD组中开始下降，因此具有较低浓度的CBD水凝胶是无毒的。
综上所述，本发明提供的一种大麻二酚@金属水凝胶及其制备方法与应用，大麻二酚@金属水凝胶的制备方法包括步骤：将大麻二酚和金属盐与乙醇水溶液进行混合，得到混合液；将所述混合液与凝胶形成剂进行混合，经均质化、凝胶化、洗涤处理，得到混合物；对所述混合物进行冷冻干燥处理，得到大麻二酚@金属水凝胶。利用所述制备方法制得的大麻二酚@金属水凝胶，金属离子交联在水凝胶中，且添加适量的大麻二酚，可以使得大麻二酚中的酚羟基结合了适量的金属离子，使得水凝胶中的金属离子的结合位点得到有效保证，从而提高与凝胶形成剂交联的金属离子的数量，提高交联度。另外，将制得的大麻二酚@金属水凝胶直接作用于拔牙创口，镇痛和抗炎效果显著，且药物缓慢释放，延长作用时间，减少用药频率；同时还可以促进骨组织修复，加速创口愈合，并且使用方便，安全可靠，无明显副作用。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
文章摘自国家发明专利，一种大麻二酚@金属水凝胶及其制备方法与应用，发明人：王岩松，唐斌，申请号：202410584198.6，申请日：2024.05.11
