CN101695477B - 一种马铃薯淀粉药物载体微球的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种马铃薯淀粉药物载体微球的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将马铃薯原淀粉与水混和成乳浓度为3.5～5.0g/100ml的淀粉乳液，并调节pH值至8～11；(2)对淀粉乳液进行恒温糊化后得到糊化淀粉乳；(3)在淀粉乳中分别加入食用油、乳化剂制成反相乳液；(4)在反相乳液中分别加入交联剂、亚硫酸氢钠、过硫酸铵进行反应，并调节pH值至8～11后静置；弃上清液，经洗涤、干燥、粉碎并过80目筛即可。本发明生产工艺及操作简单，易掌握，生产成本低，污染小，并且采用本发明方法生产的马铃薯淀粉药物载体释缓时间长且释缓率较高。

Description

一种马铃薯淀粉药物载体微球的制备方法

技术领域

本发明涉及一种淀粉药物载体微球的制备方法，尤其涉及一种马铃薯淀粉药物载体微球的制备方法。

背景技术

我国是淀粉生产和消费大国，但随着工业生产技术的快速发展，原淀粉的某些性能已不符合新设备和新工艺的要求，需要对其进行一定的处理，以获得更好的应用效果，因而近年来淀粉微球已成为各国研究的热点之一。

淀粉微球是以天然淀粉或淀粉衍生物为原料制成的高分子微球，广泛应用于医药、食品、化工等领域。对于很多无法直接使用，或直接使用疗效不理想的药物，可将其包埋在微球内部或吸附在微球表面，并通过合理设计微球的尺寸、表面性质、缓释性能来达到在所需时间、所需地点、以所需速度释放药物的目的。用淀粉作为微球的成球材料，不但具有可生物降解多糖类材料的共同特点，如无毒、代谢产物可排出体外，符合给药系统的各种要求等；而且具备其特有的优点，如材料来源广、成本低、表面活性高、药物吸附性强、释药缓慢，特别是应用后不会在体内产生如蛋白类材料的抗原性，但其粒径范围较宽。因此淀粉微球在医学工程中尤其受到关注，常被用作药物载体。

现有的合成淀粉微球的方法主要有：先在淀粉链上引入一个不饱和的侧链，然后将此侧链交联聚合；或是直接采用交联剂与淀粉链上的羟基反应交联成球。这两种方法都是在W/O型(水包油型)的反相乳液中进行的，如聚丙烯醚化淀粉微球的制备。此种制备方法中，用丙烯酸缩水甘油酯对淀粉衍生化反应速度慢、时间长(约10～15天)，并且淀粉分子与衍生后侧链之间是以醚链相连，相隔的碳数较多，不利于淀粉微球的生物降解。后来有人用丙烯酰氯代替丙烯缩水甘油酯，将生成的淀粉丙烯酸酯分散在油相中，用氧化还原体系引发聚合成丙烯酯化淀粉微球。改进后接枝反应的时间大大缩短(约几十分钟)，更因为淀粉与侧链之间靠酯键相连，可以被人体血浆中的酯酶水解，提高了生物降解率。1989年，外国学者将马铃薯淀粉用NaOH水溶液(2M)制成水相，用环己烷∶氯仿＝4∶1含0.5％(v/v)表面活性剂Span60作为油相，然后在反相乳液中以环氧氯丙烷作为交联剂，合成出淀粉微球。这种合成方法无需对淀粉进行预处理，淀粉与交联剂直接在反相乳液中进行亲核取代反应，但反应时间长，合成对设备的要求高，较小粒径有困难。法国Feder等人用乳液热变性技术制备了羟乙基淀粉微球，发现在乳化过程中通过控制搅拌速度可获得25～400nm大小的微球，而且微球在生理盐水中的膨胀降解速率与微球制备温度成反比关系。国内李连涛等人用马来酸酐对淀粉进行单酯化，然后于丙烯酸钠、交联剂、过硫酸铵一起溶于缓冲液中成水相，用溶有表面活性剂的氯仿-甲苯混合液作油相，经搅拌成稳定的W/O型乳液后，加入TEMED(N，N，N′，N′-四甲基二乙胺)，室温下引发聚合成球。这种合成方法具有简单易行，成球时间短(约半小时)，收率较高(大于90％)，可通过改变马来酸酐与淀粉的配比来控制交联度，进而控制微球的降解，而且马来酸酐与丙烯酸钠是交替共聚，微球中的羧基可用来与药物偶联载药，但微球粒径不易控制且粒径分布宽。

虽然关于制备淀粉微球的研究报道已有不少，但是少有选用马铃薯淀粉的，也未见生产报道及销售产品。

马铃薯是甘肃省第三大栽培作物，也是优势特色作物之一，在全省农业生产和农村经济发展中具有举足轻重的地位。目前，全省马铃薯种植面积已达到近800万亩，位居全国第三，总产量超过800万吨，位居全国第一。甘肃省已建成各类马铃薯加工企业2000多户，其中投资上千万元的大型加工企业20多家，年加工能力已达到150万吨。但由于受自然条件、经济基础、科技水平的限制，产业技术支撑体系建设薄弱，马铃薯产业的优越性和潜力还没有充分发挥，整体效益偏低。因此，进行以马铃薯淀粉为原料制备马铃薯淀粉药物载体微球的工艺过程研究，同时对马铃薯淀粉药物载体微球的性能及应用研究具有非常重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种释缓时间长且释缓率较高的马铃薯淀粉药物载体微球的制备方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种马铃薯淀粉药物载体微球的制备方法，包括以下步骤：

(1)将马铃薯原淀粉与水混和成乳浓度为3.5～5.0g/100ml的淀粉乳液，并调节pH值至8～11；

(2)对淀粉乳液进行恒温糊化后得到糊化淀粉乳；

(3)按每100ml淀粉乳中分别加入12～35ml食用油、0.12～0.18g乳化剂制成反相乳液；

(4)按每100ml反相乳液中分别加入0.28～0.37g交联剂、0.06～0.08g亚硫酸氢钠、0.05～0.2g过硫酸铵进行反应，并调节pH值至8～11后静置；弃上清液，经洗涤、干燥、粉碎并过80目筛即可。

所述步骤(2)中的恒温糊化条件是指糊化温度为60～80℃，糊化时间为10～30min，搅拌速度为350～400rmp。

所述步骤(3)中的乳化剂为Span60。

所述步骤(4)中的交联剂为N-N亚甲基双丙烯酰胺。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、采用本发明方法生产的马铃薯淀粉药物载体微球呈圆形，表面略粗糙，具有较大的吸附面积，粒径均匀，均小于20μm(参见图5)；而马铃薯原淀粉形状整齐，大部分颗粒表面光滑完整，多呈椭圆形和圆形，无任何腐蚀和损伤现象(参见图4)。

2、马铃薯原淀粉与交联剂没有发生交联反应(参见图1)；而采用本发明方法生产的马铃薯淀粉药物载体经傅立叶红外光谱仪和元素分析仪的测定表明淀粉与交联剂明显发生交联(参见图2)。

3、由于采用本发明方法生产马铃薯淀粉药物载体在PBS(磷酸缓冲液，pH＝7.4)和PS(生理盐水)中的释缓时间长，均可达24h；且药物的释缓率较高，分别达到0.69％和0.61％(参见图3)，因此能大大提高产品的品质，可广泛用于制药和食品等领域。

4、本发明生产工艺及操作简单，易掌握，生产成本低，污染小。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明马铃薯原淀粉的红外光谱(KBr压片)。

图2为本发明生产的马铃薯淀粉微球红外光谱(KBr压片)。

图3为本发明生产的淀粉微球在不同介质中的释药性能。其中▲为PBS，■为PS。

图4为本发明马铃薯原淀粉的扫描电镜图。

图5为本发明生产的马铃薯淀粉微球的扫描电镜图。

具体实施方式

以下实施方案可以使本领域的科研技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1一种马铃薯淀粉药物载体微球的制备方法，包括以下步骤：

(1)将甘肃省腾胜淀粉有限公司生产的马铃薯精淀粉14g与400ml水混和，在常温下搅拌成乳浓度为3.5g/100ml的淀粉乳液，并用质量浓度为2mol/L的NaOH溶液调节pH值至8。

(2)将淀粉乳液移入郑州佳创仪器设备有限公司生产的2L多功能反应器中，在糊化温度为60℃，糊化时间为30min，搅拌速度为400rmp的条件下对淀粉乳液进行恒温糊化，得到糊化淀粉乳。

(3)在2L多功能反应器中，向糊化后的淀粉乳按每100ml淀粉乳中分别加入12ml食用油、0.12g Span60乳化剂制成反相乳液。

(4)在2L多功能反应器中按每100ml反相乳液中分别加入交联剂N-N亚甲基双丙烯酰胺0.28g、亚硫酸氢钠0.06g、过硫酸铵0.05g，在50℃、搅拌速度350r/min的条件下反应2h，并用2％的HCl溶液调节pH值至8；室温下静置至澄清后弃上清液，分别用水洗涤数次，然后用质量浓度为70％的乙醇洗涤一次后，放入吴江亚泰烘箱制造厂生产的101A型电热鼓风干燥箱中，在60℃下进行干燥，而后经北京兴时利和科技发展有限公司生产的FDV实验室超细粉碎机粉碎并过80目筛即得干燥的白色粉末状的马铃薯淀粉微球成品。

马铃薯淀粉微球产品在浓度为2g/mL的亚甲基兰溶液浸泡后测得所得产品的载药量为1.918±0.03g/g，重复试验稳定性良好。

实施例2一种马铃薯淀粉药物载体微球的制备方法，包括以下步骤：

(1)将马铃薯精淀粉16g与400ml水混和，在常温下搅拌成乳浓度为4.0g/100ml的淀粉乳液，并用质量浓度为2mol/L的NaOH溶液调节pH值至9。

(2)将淀粉乳液移入2L多功能反应器中，在糊化温度为70℃，糊化时间为25min，搅拌速度为380rmp的条件下对淀粉乳液进行恒温糊化，得到糊化淀粉乳。

(3)在2L多功能反应器中，向糊化后的淀粉乳按每100ml淀粉乳中分别加入20ml食用油、0.14g Span60乳化剂制成反相乳液。

(4)在2L多功能反应器中，按每100ml反相乳液中分别加入交联剂N-N亚甲基双丙烯酰胺0.31g、亚硫酸氢钠0.06g、过硫酸铵0.1g，在50℃、搅拌速度350r/min的条件下反应2h，并用2％的HCl溶液调节pH值至9；室温下静置至澄清后弃上清液，分别用水洗涤数次，然后用质量浓度为70％的乙醇洗涤一次后，放入101A型电热鼓风干燥箱中，在60℃下进行干燥，而后经FDV实验室超细粉碎机粉碎并过80目筛即得干燥的白色粉末状的马铃薯淀粉微球成品。

马铃薯淀粉微球产品在浓度为2g/mL的亚甲基兰溶液浸泡后测得所得产品的载药量为1.921±0.02g/g，重复试验稳定性良好。

实施例3一种马铃薯淀粉药物载体微球的制备方法，包括以下步骤：

(1)将马铃薯精淀粉18g与400ml水混和，在常温下搅拌成乳浓度为4.5g/100ml的淀粉乳液，并用质量浓度为2mol/L的NaOH溶液调节pH值至10。

(2)将淀粉乳液移入2L多功能反应器中，在糊化温度为80℃，糊化时间为10min，搅拌速度为350rmp的条件下对淀粉乳液进行恒温糊化，得到糊化淀粉乳。

(3)在2L多功能反应器中，向糊化后的淀粉乳按每100ml淀粉乳中分别加入28ml食用油、0.16g Span60乳化剂制成反相乳液。

(4)在2L多功能反应器中，按每100ml反相乳液中分别加入交联剂N-N亚甲基双丙烯酰胺0.34g、亚硫酸氢钠0.07g、过硫酸铵0.15g，在50℃、搅拌速度350r/min的条件下反应2h，并用2％的HCl溶液调节pH值至10；室温下静置至澄清后弃上清液，分别用水洗涤数次，然后用质量浓度为70％的乙醇洗涤一次后，放入101A型电热鼓风干燥箱中，在60℃下进行干燥，而后经FDV实验室超细粉碎机粉碎并过80目筛即得干燥的白色粉末状的马铃薯淀粉微球成品。

马铃薯淀粉微球产品在浓度为2g/mL的亚甲基兰溶液浸泡后测得所得产品的载药量为1.926±0.03g/g，重复试验稳定性良好。

实施例4一种马铃薯淀粉药物载体微球的制备方法，包括以下步骤：

(1)将马铃薯精淀粉20g与400ml水混和，在常温下搅拌成乳浓度为5.0g/100ml的淀粉乳液，并用质量浓度为2mol/L的NaOH溶液调节pH值至11。

(2)将淀粉乳液移入2L多功能反应器中，在糊化温度为75℃，糊化时间为20min，搅拌速度为360rmp的条件下对淀粉乳液进行恒温糊化，得到糊化淀粉乳。

(3)在2L多功能反应器中，向糊化后的淀粉乳按每100ml淀粉乳中分别加入35ml食用油、0.18g Span60乳化剂制成反相乳液。

(4)在2L多功能反应器中，按每100ml反相乳液中分别加入交联剂N-N亚甲基双丙烯酰胺0.37g、亚硫酸氢钠0.08g、过硫酸铵0.2g，在50℃、搅拌速度350r/min的条件下反应2h，并用2％的HCl溶液调节pH值至11；室温下静置至澄清后弃上清液，分别用水洗涤数次，然后用质量浓度为70％的乙醇洗涤一次后，放入101A型电热鼓风干燥箱中，在60℃下进行干燥，而后经FDV实验室超细粉碎机粉碎并过80目筛即得干燥的白色粉末状的马铃薯淀粉微球成品。

马铃薯淀粉微球产品在浓度为2g/mL的亚甲基兰溶液浸泡后测得所得产品的载药量为1.921±0.03g/g，重复，试验稳定性良好。

Claims (1)

1.一种马铃薯淀粉药物载体微球的制备方法，包括以下步骤：

(1)将甘肃省腾胜淀粉有限公司生产的马铃薯精淀粉14g与400ml水混和，在常温下搅拌成乳浓度为3.5g/100ml的淀粉乳液，并用质量浓度为2mol/L的NaOH溶液调节pH值至8；

(2)将淀粉乳液移入郑州佳创仪器设备有限公司生产的2L多功能反应器中，在糊化温度为60℃，糊化时间为30min，搅拌速度为400rmp的条件下对淀粉乳液进行恒温糊化，得到糊化淀粉乳；

(3)在2L多功能反应器中，向糊化后的淀粉乳按每100ml淀粉乳中分别加入12ml食用油、0.12g Span60乳化剂制成反相乳液；

(4)在2L多功能反应器中按每100ml反相乳液中分别加入交联剂N-N亚甲基双丙烯酰胺0.28g、亚硫酸氢钠0.06g、过硫酸铵0.05g，在50℃、搅拌速度350r/min的条件下反应2h，并用2％的HCl溶液调节pH值至8；室温下静置至澄清后弃上清液，分别用水洗涤数次，然后用质量浓度为70％的乙醇洗涤一次后，放入吴江亚泰烘箱制造厂生产的101A型电热鼓风干燥箱中，在60℃下进行干燥，而后经北京兴时利和科技发展有限公司生产的FDV实验室超细粉碎机粉碎并过80目筛即得干燥的白色粉末状的马铃薯淀粉微球成品。

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