CN102432886A

CN102432886A - 星型聚乳酸酯化法接枝海藻酸钠微粒的制备及其应用

Info

Publication number: CN102432886A
Application number: CN2010102958337A
Authority: CN
Inventors: 倪才华; 马福文
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2012-05-02
Anticipated expiration: 2030-09-29
Also published as: CN102432886B

Abstract

本发明涉及一种聚乳酸接枝海藻酸钠微粒的制备方法及其应用，它包括星型聚乳酸(POSS-PLA)和海藻酸钠(ALG)，其特征是疏水性星型聚乳酸链端羟基与亲水性海藻酸钠羧基酯化反应，获得了两亲性聚合物。在去离子水中自聚集形成长为1μm、直径为0.25μm的棒状微粒，微粒内部是疏水性星型聚乳酸，外部亲水性海藻酸钠，类似一种“脂质体”结构。这种材料可作为多种药物尤其是疏水性药物以及蛋白质、多肽、疫苗的缓释载体，应用于医药学领域。

Description

星型聚乳酸酯化法接枝海藻酸钠微粒的制备及其应用

技术领域

本发明涉及一种星型聚乳酸接枝海藻酸钠制备方法及其应用，属于生物医用材料技术领域。

背景技术

海藻酸钠是从褐藻中提取的高分子化合物，原料来源丰富，具有良好的生物相容性，对生物组织无免疫原性，可生物降解，而且降解产物无毒；与其他聚合物相比，价格低、来源丰富、具有更好的亲水性，易于细胞吸附，营养物质易于渗透等特点，因此在食品业及医药业中具有广泛的应用。

海藻酸钠有着诸多优异特性的同时，也存在缺点。许多优良的疏水性药物在海藻酸钠凝胶中释放速度快，作为药物载体方面的应用受到限制。海藻酸钠主要可与5类接枝单体通过不同接枝反应进行改造，提高海藻酸钠性能，扩大应用范围：①烷烃类：溴代十二烷和溴代十八烷、正辛胺和环己基异腈、十二胺；②环糊精类：α-环糊精、β-环糊精；③烯类：丙烯酰胺、内烯酸、N-异丙基丙烯酸酰胺、异丁烯酸氨基乙酯盐酸盐、异丁烯酸酐、N-乙烯基-2-吡咯酮；④氨基酸类：半胱氨酸；⑤醇类：胆甾醇、聚乙二醇。疏水性材料具有较好的缓释效果，比如：Leonard等通过酯化法将十二烷烃接枝到海藻酸钠上，获得两亲性化合物，对牛白蛋白的释放起到缓释作用；Pelletier等用海藻酸四丁基季铵盐与卤代烃反应，得到侧链长烷烃的两性衍生物；还有Sinquin等在室温下用PGA和十二胺在无水二甲基甲酰胺中反应，合成两亲性衍生物PGA-C₁₂，扩大了其应用范围。

聚乳酸具有良好的生物相容性及可降解性，机械强度好，广泛用做医用材料。但是纯聚乳酸的结晶性减弱了其对软组织的相容性，因此纯聚乳酸做药物载体时有一定的缺陷，目前通常解决办法是适当增加材料的亲水性，例如制备乳酸与乙醇酸共聚物来克服上述缺点。星型聚乳酸可以克服纯聚乳酸的结晶性，将其与海藻酸钠接枝制备药物载体具有新的优越性。

发明内容

本发明的目的在于通过酯化反应使星型聚乳酸与海藻酸钠接枝，达到海藻酸钠改性目的，克服海藻酸钠自身的不足，扩大其应用范围。

本发明充分利用海藻酸钠的无毒、可降解、亲水性好，具有良好的生物相容性等优点，引入可降解性且生物相容性好的星型聚乳酸，将其改性为两亲性聚合物，并在去离子水中制成棒状微粒，类似于一种脂质体的结构，把它作为药物载体。

星型聚乳酸接枝海藻酸钠的制备方法：取0.2％的海藻酸钠溶液100mL，调节pH在3.5-4.5之间，在室温条件下搅拌2小时，将超纯水溶解一定量20mg的EDC，滴加到海藻酸钠水溶液中，在室温下搅拌2小时，然后加入十二烷基硫酸钠0.35％(w/v)，适量的POSS-PLA溶于10mL二氯甲烷，并逐滴加入到水溶液中，室温下反应24小时。反应完毕后，破乳，旋转蒸发出去二氯甲烷，调节pH值至中性，然后用去离子水透析，除去EDC和SDS，用索式提取器丙酮作溶剂除去未反应POSS-PLA。接枝产物在40℃下真空干燥24h。

本发明的有益效果：

1.本发明所用原料是来源广泛的天然高分子化合物——海藻酸钠，可降解性好，具有较好的生物相容性；另一原料星型聚乳酸也具有较好的生物相容及可降解性，无结晶性，是很好的药物载体材料。

2.星型聚乳酸接枝海藻酸钠制得两性衍生物，可在去离子水中自聚集，形成1μm长度的棒状粒子，可直接作为药物载体材料，也可液滴法与钙离子形成凝胶，方法简单易操作。

3.此接枝物可作为疏水性药物、蛋白、疫苗等药物载体，解决海藻酸钠包覆率低、释药速度快等缺陷。

附图说明

图1海藻酸钠、星型聚乳酸及获得的接枝产物的红外光谱图。(a)海藻酸钠；(b)星型聚乳酸；(c)接枝产物

图2接枝产物在去离子水中(1mg/mL)自聚集的透射电镜图

图3载药微球分别在(A)：pH＝1.2盐酸溶液和(B)：pH＝6.8的磷酸盐缓冲液中对BSA的释放曲线。(d)海藻酸钠；(e)实例1产物；(f)实例2产物

具体实施方式

实施例1

取0.2％的海藻酸钠溶液100mL，调节pH在3.5-4.5之间，在室温条件下搅拌2小时，将超纯水溶解一定量EDC，滴加到海藻酸钠水溶液中，在室温下搅拌2小时，然后加入十二烷基硫酸钠0.35％(w/v)，40mg的星型聚乳酸溶于10mL二氯甲烷，并逐滴加入到水溶液中，室温下反应24小时。

反应完毕后，破乳，旋转蒸发出去二氯甲烷，调节pH值至中性，然后用去离子水透析，除去EDC和SDS，索式提取器丙酮作溶剂除去未反应星型聚乳酸。接枝产物在40℃下干燥24h。接枝产物的接枝率为14％。

实施例2

取0.2％的海藻酸钠溶液100mL，调节pH在3.5-4.5之间，在室温条件下搅拌2小时，将超纯水溶解一定量EDC，滴加到海藻酸钠水溶液中，在室温下搅拌2小时，然后加入十二烷基硫酸钠0.35％(w/v)，60mg的星型聚乳酸溶于10mL二氯甲烷，并逐滴加入到水溶液中，室温下反应24小时。

反应完毕后，破乳，旋转蒸发出去二氯甲烷，然后用去离子水透析，除去EDC和SDS，索式提取器丙酮作溶剂除去未反应星型聚乳酸。接枝产物在40℃下干燥24h。接枝产物的接枝率为22％。

从红外图谱看出，接枝产物在1750cm^-1处出现羰基峰，初步判断星型聚乳酸接枝到海藻酸钠上，图1。

获得的接枝海藻酸钠为两亲性衍生物，在去离子水中通过自聚集形成棒状粒子。其特征是当浓度为1mg/mL时，其棒状粒子长为2μm、直径为0.5μm，图2。

实施例3

不同接枝率的载药微球的制备及体外释放曲线

一定量牛血清白蛋白(BSA)加入到10mL 2％不同接枝率的海藻酸钠溶液中(ALG/BSA质量比5∶1)，搅拌均匀后，用医用五号针缓缓推入50mL 0.25mol/LCaCl₂溶液中，搅拌滴加，完毕后，继续成胶0.5h，过滤，去离子水冲洗三遍，低温干燥至恒重获得海藻酸钙微球。

称取50mg载药微球样品分别置于200mL pH＝6.8(KH₂PO₄-NaOH)、pH＝1.2(HCl溶液)，转速50r/min，在37℃□0.5下恒温培养，测其药物释放量。释放结果显示纯海藻酸钠和接枝海藻酸钠在盐酸溶液中的药物释放量都在10％左右，微球仍保持非溶胀状态。而在磷酸盐缓冲溶液中发生溶胀，并且其药物释放速率随着接枝率的增大而减缓，在9小时以内接枝的载药微球药物未完全释放。这一结果说明，该药物载体具有pH响应性，疏水性星型聚乳酸的引入，起到了缓释效果，见图3。

Claims

1.一种星型聚乳酸接枝海藻酸钠制备方法及其应用，它包括星型聚乳酸(POSS-PLA)和海藻酸钠，其特征是疏水性星型聚乳酸链端羟基与亲水性海藻酸钠在酸性条件下的酯化反应，获得了两亲性聚合物。

2.根据权利要求1所述的聚乳酸接枝海藻酸钠，其特征是星型聚乳酸的分子量为1.5×10⁴-2.5×10⁴g/mol。

3.根据权利要求1所述的星型聚乳酸接枝海藻酸钠是双亲性聚合物在去离子水中通过自聚集形成棒状粒子。其特征是当浓度为1mg/mL时，其棒状粒子长为2μm、直径为0.5μm。

4.星型聚乳酸接枝海藻酸钠的制备方法，取0.2％的海藻酸钠溶液100mL，调节pH在3.5-4.5之间，在室温条件下搅拌2小时，用一定量超纯水溶解20mg的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)，滴加到海藻酸钠水溶液中，在室温下搅拌2小时，然后加入十二烷基硫酸钠(SDS)0.35％(w/v)。再将适量的POSS-PLA溶于10mL二氯甲烷，并逐滴加入到上述海藻酸钠溶液中，室温下反应24小时。反应完毕，破乳，旋转蒸发除去二氯甲烷，调节pH值至中性，在去离子水中透析，除去EDC和SDS，用索式提取器丙酮作溶剂除去未反应POSS-PLA。接枝产物在40℃下干燥24h。

5.根据权利要求3所述的星型聚乳酸接枝海藻酸钠聚合物自聚集形成的棒状粒子，作为多种药物尤其是疏水性药物以及蛋白质药物、多肽、疫苗的缓释载体。