具有双级结构的pH响应型金属有机框架复合材料及其制备方法和应用

本申请涉及金属有机框架材料，具体涉及一种具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、人体的ph值环境是维持生命活动和健康的基础之一，其确保了酶活性、代谢以及细胞保持最优运行状态。当疾病发生或者外界刺激时，这种平衡会被打破，病变部位的ph环境与正常组织的ph值差异明显。影响人体各个系统的正常功能。例如，炎症部位的受损组织会释放出多种代谢物(如乳酸等酸性物质)，导致局部环境ph值降低；在肿瘤环境中，肿瘤细胞代谢活跃，产生大量乳酸，导致肿瘤微环境相比正常组织更加酸性；在尿路感染中，细菌会分解尿素产生氨，导致尿液变成碱性。而且一些病变部位的修复过程不仅仅是单一变化的ph环境，往往伴随ph值微环境的多阶段变化。例如，感染性伤口治疗过程中，伤口部位呈现碱性环境到酸性环境的ph值多阶段变化。

2、目前常采用ph响应型递药材料对病变部位进行靶向递药。金属有机框架材料(mof)因其独特性质和ph响应性，是一种高效的ph响应型递药材料。

3、一方面，mof具有高孔隙率与比表面积，可通过物理吸附与化学结合药物分子实现高效载药；另一方面，mof具有高度可调的结构使其具备可调的释放机制，能在不同的生理微环境下对所负载药物的选择性释放，从而实现响应性释药、靶向性释药。此外，mof可进一步功能化，赋予其更多的生物医学性能，如结合发光物质使得治疗过程可视化。

4、然而，单级mof的ph响应材料通常只能在特定的ph水平下有效响应，无法针对ph值变化环境做出多段给药，无法满足人体病灶部位修复的ph值变化的复杂环境，限制了其在人体内的应用。例如仅在特定ph值下释放药物或吸附特定物质，而缺乏在不同ph条件下展现不同功能的能力。

5、因此，亟待开发一种可满足多ph阶段给药需求的响应型金属有机框架复合材料，应对人体病灶部位中复杂的ph值变化环境，满足临床治疗需求。

技术实现思路

1、本申请提供一种具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料及其制备方法和应用，旨在解决现有技术存在的ph响应型递药材料只对特定的ph水平具有响应性，无法针对ph值变化环境做出多段给药的问题。

2、为了达到上述目的，本申请采用以下技术方案予以实现。

3、本申请的第一方面，提供一种具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料，其包括一级mof，以及复合在所述一级mof表面的二级mof；

4、所述一级mof为zif-8金属有机框架复合材料；所述二级mof为mil-88b金属有机框架复合材料。

5、本申请的第二方面，提供上述具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料的制备方法，包括：

6、制备mil-88b，并对mil-88b表面改性；

7、将改性的mil-88b分散于甲醇中，加入六水合醋酸锌和二甲基咪唑，在20-45℃下反应后，离心收集固相，干燥即得具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料。

8、在一些实施方案中，所述改性的mil-88b、六水合醋酸锌和二甲基咪唑的质量比为(1-10):1:2。

9、在一些实施方案中，所述表面改性包括：

10、将改性剂分散于甲醇中配制改性剂溶液，将mil-88b加入改性剂溶液，在室温下搅拌，离心收集固相，干燥后得到改性mil-88b；

11、其中，所述改性剂溶液的浓度为1-10wt％。

12、在一些实施方案中，所述改性剂为聚乙烯吡咯烷酮；所述mil-88b与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为(1-2):(1-10)。

13、在一些实施方案中，所述mil-88b由六水合氯化铁和2-氨基对苯二甲酸通过水热法制备；

14、其中，反应温度为130℃，反应时间为24h；所述六水合氯化铁和2-氨基对苯二甲酸的质量比为1:1。

15、本申请的第三方面，提供上述具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料或上述制备方法制备的具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料在制备药物载体中的应用。

16、本申请的第四方面，提供一种具有双级结构的载药金属有机框架复合材料，包括上述具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料，以及负载在所述具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料上的有效剂量的抗菌抗炎药物；

17、所述抗菌抗炎药物包括柚皮素、姜黄素、槲皮素或茶多酚中的至少一种。

18、本申请的第五方面，提供上述具有双级结构的载药金属有机框架复合材料的制备方法，包括：

19、将改性的mil-88b分散于甲醇中，加入药物，再加入六水合醋酸锌和二甲基咪唑，在20-45℃下反应，离心收集固相，得到载药金属有机框架复合材料；

20、其中，所述mil-88b、六水合醋酸锌和二甲基咪唑的质量比为(1-2):(1-10)。

21、本申请的第六方面，提供上述具有双级结构的载药金属有机框架复合材料在抗菌消炎药物中的应用。

22、与现有技术相比，本申请的有益效果为：

23、本申请制备的具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料，可对较宽的ph范围产生响应，在酸性及碱性环境下均可实现药物释放。在碱性环境下，本申请的双级mof结构中，较小的mil-88b发生脱离掉落，从而在较大的zif-8表面留下孔洞，促进zif-8中药物的释放。

24、本申请的具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料，可在ph变化的病灶进行高效的药物靶向释放，实现多ph阶段给药需求；克服了传统的zif-8仅对酸性环境有响应而无法覆盖病灶ph的变化范围的问题，具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料，其特征在于，其包括一级mof，以及复合在所述一级mof表面的二级mof；

2.权利要求1所述的具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料的制备方法，其特征在于，所述改性的mil-88b、六水合醋酸锌和二甲基咪唑的质量比为(1-10):1:2。

4.根据权利要求2所述的具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料的制备方法，其特征在于，所述表面改性包括：

5.根据权利要求4所述的具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料的制备方法，其特征在于，所述改性剂为聚乙烯吡咯烷酮；所述mil-88b与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为(1-2):(1-10)。

6.根据权利要求2所述的具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料的制备方法，其特征在于，所述mil-88b由六水合氯化铁和2-氨基对苯二甲酸通过水热法制备；

7.权利要求1所述的具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料或权利要求2-6任一项所述的制备方法制备的具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料在制备药物载体中的应用。

8.一种具有双级结构的载药金属有机框架复合材料，其特征在于，包括权利要求1所述的具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料，以及负载在所述具有双级结构的ph响应型金属有机框架复合材料上的有效剂量的抗菌抗炎药物；

9.权利要求8所述的具有双级结构的载药金属有机框架复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

10.权利要求8所述的具有双级结构的载药金属有机框架复合材料在抗菌消炎药物中的应用。

技术总结本申请涉及金属有机框架材料技术领域，公开了一种具有双级结构的pH响应型金属有机框架复合材料及其制备方法和应用。所述具有双级结构的pH响应型金属有机框架复合材料，其包括一级MOF，以及复合在所述一级MOF表面的二级MOF；所述一级MOF为ZIF‑8金属有机框架复合材料；所述二级MOF为MIL‑88b金属有机框架复合材料。本申请制备的具有双级结构的pH响应型金属有机框架复合材料，可对较宽的pH范围产生响应，在酸性及碱性环境下均可实现药物释放；可在pH变化的病灶进行高效的药物靶向释放，实现多pH阶段给药需求；克服了传统的ZIF‑8仅对酸性环境有响应而无法覆盖病灶pH的变化范围的问题，具有广阔的应用前景。技术研发人员：徐家壮,吕嘉程,李忠明,罗恩,王志国,洪瑞,刘瑶,胡诗雨受保护的技术使用者：四川大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13