CN102552913B - 一种纳米结构磷酸钙双载药体系及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米结构磷酸钙双载药体系及其制备方法。所述的双载药体系是一种纳米多孔结构磷酸钙载体材料中同时装载有疏水性药物和亲水性蛋白质类药物。所述的双载药体系的制备是首先通过将亲水性蛋白质类药物加入水溶性钙盐水溶液中或/和水溶性磷酸盐水溶液中，在制备纳米多孔结构磷酸钙载体材料的同时原位装载上亲水性蛋白质类药物，然后加入含疏水性药物的有机溶液中，进行震荡，离心，收集沉淀，干燥而得。本发明提供的纳米结构磷酸钙双载药体系具有优良的生物相容性、生物降解性、无毒和不易被免疫细胞吞噬等优点；可通过控制反应条件实现药物装载量的可调性；且制备工艺简单，易于实现工业化，具有应用前景。
Description
技术领域
本发明是涉及一种纳米结构磷酸钙双载药体系及其制备方法，属于生物材料技术领域。
背景技术
在许多医学领域如组织工程、骨缺损修复以及多种疾病的同时治疗过程中经常需要同时采用两种或两种以上的药物。传统的多次给药方法会降低药物的治疗效果，并给病人带来不便和心理压力。采用双载药体系将两种不同的药物预先装载入药物载体中并一次给药，可以很好解决这一问题。双载药体系具有提高药物装载量、降低药物副作用、有效地输运药物以及控制药物释放速率等诸多优势。目前，有机双载药体系已经被广泛研究，但有机双载药体系具有热稳定性差、化学稳定性差和在体内容易被免疫细胞吞噬等缺点。因此，发展无机双载药体系具有重要意义。
磷酸钙材料作为人体骨骼和牙齿的主要无机组分具有优良的生物相容性和生物降解性，以及天然无毒性和不易被免疫细胞吞噬等优点，因此，磷酸钙材料是理想的无机药物载体材料。纳米结构磷酸钙药物载体材料具有比表面积大、药物装载量高以及药物缓释时间长等优点，应用于临床治疗中，可以实现药物在有效治疗浓度范围内的缓慢释放，从而降低药物的毒副作用，提高药物疗效。因此，对如何将两种不同药物装载入纳米结构磷酸钙材料中，制备多功能纳米结构磷酸钙双载药体系的研究将具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米结构磷酸钙双载药体系及其制备方法，采用两步法，实现纳米结构磷酸钙同时装载有疏水性药物及亲水性蛋白质类药物，为双载药体系的研究提供一条新途径。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种纳米结构磷酸钙双载药体系，是一种纳米多孔结构磷酸钙载体材料中同时装载有疏水性药物和亲水性蛋白质类药物。
作为优选方案，每克纳米多孔结构磷酸钙载体材料中，同时装载有100～1500毫克疏水性药物和100～1000毫克亲水性蛋白质类药物。
作为进一步优选方案，所述疏水性药物选自布洛芬、阿托伐他丁钙或吲哚美辛。
作为进一步优选方案，所述的亲水性蛋白质类药物选自牛血清白蛋白或牛血红蛋白。
一种所述的纳米结构磷酸钙双载药体系的制备方法，包括如下步骤：
a)将水溶性钙盐或水溶性钙盐与亲水性蛋白质类药物溶于去离子水中，搅拌使完全溶解，配制溶液A；
b)将水溶性磷酸盐或水溶性磷酸盐与亲水性蛋白质类药物溶于去离子水中，搅拌使完全溶解，配制溶液B；
c)将溶液A滴加入溶液B中，滴加过程中需调节混合溶液体系的pH值为8～12；且所述的溶液A或/和溶液B中含有亲水性蛋白质类药物；
d)滴毕，搅拌反应，得到白色沉淀；离心，收集沉淀，用水洗涤，干燥，研磨成粉体；
e)将步骤d)得到的粉体加入含疏水性药物的有机溶液中，在20～40℃震荡24～60小时；离心，收集沉淀，干燥，即得所述的纳米结构磷酸钙双载药体系。
作为优选方案，所述的水溶性钙盐选自氯化钙、醋酸钙、硝酸钙中的任意一种或几种的混合物；所述的水溶性磷酸盐选自磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾中的任意一种或几种的混合物。
作为优选方案，配制的溶液A中含水溶性钙盐的浓度为0.01～1mol/L；配制的溶液B中含水溶性磷酸盐的浓度为0.01～1mol/L。
作为优选方案，在步骤c)得到的混合溶液体系中，水溶性钙盐与水溶性磷酸盐的摩尔比为1∶2～2∶1，含亲水性蛋白质类药物的浓度为0.5～5g/L。
作为优选方案，步骤c)中滴加溶液A的速率为3～30毫升/分钟。
作为优选方案，所述的有机溶液中含疏水性药物的浓度为10～100g/L。
作为优选方案，所述的有机溶液为正己烷、乙醇或甲醇溶液。
作为优选方案，所述的干燥为空气干燥、真空干燥或冷冻干燥。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、实现了将两种不同性质的药物同时装载入纳米结构磷酸钙载体中，并实现了一种载药体系可同时释放两种不同性质的药物，且载体材料具有优良的生物相容性和生物降解性，以及天然无毒性和不易被免疫细胞吞噬等优点；
2、可通过控制反应条件实现药物装载量的可调性；
3、制备工艺简单，易于实现工业化；
总之，本发明提供的纳米结构磷酸钙双载药体系在生物医药领域，特别是组织工程、骨缺损修复以及药物传输方面具有应用前景。
附图说明
图1为实施例1制得的纳米结构磷酸钙双载药体系中的牛血清白蛋白在模拟体液中的释放曲线；
图2为实施例1制得的纳米结构磷酸钙双载药体系中的布洛芬在模拟体液中的释放曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1
a)将0.11g无水氯化钙和0.025g牛血清白蛋白加入50mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液A；
b)将0.1g磷酸铵和0.025g牛血清白蛋白加入50mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液B；
c)将溶液A以18mL/min的速率滴加入溶液B中，滴加过程中用氨水调节混合溶液体系的pH值为10；
d)滴毕，于室温继续搅拌反应10min后，离心，收集沉淀，用水洗涤，于60℃空气干燥，得到装载牛血清白蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系，经热重分析测得牛血清白蛋白的装载量约为190毫克/每克磷酸钙；
e)将得到的装载牛血清白蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系研磨成粉体，然后加入到50mL浓度为40mg/mL的布洛芬正己烷溶液中，在37℃以160转/min速率震荡24小时；然后离心分离，收集沉淀，于60℃空气干燥，即得所述的纳米结构磷酸钙双载药体系；经热重分析测得布洛芬的装载量约为333毫克/每克磷酸钙。
图1为本实施例制得的纳米结构磷酸钙双载药体系中的牛血清白蛋白在模拟体液中的释放曲线，由图1可见：在模拟体液中牛血清白蛋白的释放行为是前7个小时释放速率较快，随后释放速率变慢，整个释放过程可持续11天，具有缓释性。
图2为本实施例制得的纳米结构磷酸钙双载药体系中的布洛芬在模拟体液中的释放曲线，由图2可见：在模拟体液中布洛芬的释放行为是9天释放量为50％，释放32天后释放量为80％，具有长效缓释性。
实施例2
a)将0.14g醋酸钙和0.5g牛血红蛋白加入50mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液A；
b)将0.125g磷酸氢二钠加入50mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液B；
c)将溶液A以18mL/min的速率滴加入溶液B中，滴加过程中用氨水调节混合溶液体系的pH值为10；
d)滴毕，于室温继续搅拌反应5min后，离心，收集沉淀，用水洗涤，于60℃真空干燥，得到装载牛血红蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系；
e)将得到的装载牛血红蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系研磨成粉体，然后加入到50mL浓度为40mg/mL的布洛芬乙醇溶液中，在37℃以160转/min速率震荡24小时；然后离心分离，收集沉淀，于60℃真空干燥，即得所述的纳米结构磷酸钙双载药体系。
实施例3
a)将0.236g硝酸钙和0.25g牛血清白蛋白加入50mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液A；
b)将0.136g磷酸二氢钾和0.25g牛血清白蛋白加入50mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液B；
c)将溶液A以20mL/min的速率滴加入溶液B中，滴加过程中用氨水调节混合溶液体系的pH值为11；
d)滴毕，于室温继续搅拌反应1min后，离心，收集沉淀，用水洗涤，于60℃真空干燥，得到装载牛血清白蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系；
e)将得到的装载牛血清白蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系研磨成粉体，然后加入到100mL浓度为40mg/mL的布洛芬正己烷溶液中，在37℃以160转/min速率震荡24小时；然后离心分离，收集沉淀，于60℃空气干燥，即得所述的纳米结构磷酸钙双载药体系。
实施例4
a)将0.236g硝酸钙和0.05g牛血清白蛋白加入50mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液A；
b)将0.136g磷酸二氢钾和0.05g牛血清白蛋白加入50mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液B；
c)将溶液A以18mL/min的速率滴加入溶液B中，滴加过程中用氨水调节混合溶液体系的pH值为10；
d)滴毕，于室温继续搅拌反应5min后，离心，收集沉淀，用水洗涤，于60℃真空干燥，得到装载牛血清白蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系；
e)将得到的装载牛血清白蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系研磨成粉体，然后加入到100mL浓度为40mg/mL的布洛芬正己烷溶液中，在37℃以160转/min速率震荡48小时；然后离心分离，收集沉淀，于60℃空气干燥，即得所述的纳米结构磷酸钙双载药体系。
实施例5
a)将0.14g醋酸钙和0.1g牛血清白蛋白加入50mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液A；
b)将0.125g磷酸氢二钠加入50mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液B；
c)将溶液A以18mL/min的速率滴加入溶液B中，滴加过程中用氨水调节混合溶液体系的pH值为10；
d)滴毕，于室温继续搅拌反应5min后，离心，收集沉淀，用水洗涤，于60℃真空干燥，得到装载牛血清白蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系；
e)将得到的装载牛血清白蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系研磨成粉体，然后加入到50mL浓度为40mg/mL的布洛芬乙醇溶液中，在37℃以160转/min速率震荡24小时；然后离心分离，收集沉淀，于60℃真空干燥，即得所述的纳米结构磷酸钙双载药体系。
实施例6
a)将0.28g醋酸钙和0.05g牛血清白蛋白加入50mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液A；
b)将0.25g磷酸氢二钠加入50mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液B；
c)将溶液A以18mL/min的速率滴加入溶液B中，滴加过程中用氨水调节混合溶液体系的pH值为10；
d)滴毕，于室温继续搅拌反应5min后，离心，收集沉淀，用水洗涤，于60℃真空干燥，得到装载牛血清白蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系；
e)将得到的装载牛血清白蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系研磨成粉体，然后加入到50mL浓度为40mg/mL的布洛芬乙醇溶液中，在37℃以160转/min速率震荡24小时；然后离心分离，收集沉淀，于60℃真空干燥，即得所述的纳米结构磷酸钙双载药体系。
实施例7
a)将0.2g硝酸钙和0.125g牛血清白蛋白加入60mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液A；
b)将0.1g磷酸二氢钾和0.125g牛血清白蛋白加入60mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液B；
c)将溶液A以20mL/min的速率滴加入溶液B中，滴加过程中用氨水调节混合溶液体系的pH值为11；
d)滴毕，于室温继续搅拌反应1min后，离心，收集沉淀，用水洗涤，于60℃真空干燥，得到装载牛血清白蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系；
e)将得到的装载牛血清白蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系研磨成粉体，然后加入到100mL浓度为40mg/mL的布洛芬正己烷溶液中，在37℃以160转/min速率震荡24小时；然后离心分离，收集沉淀，于60℃空气干燥，即得所述的纳米结构磷酸钙双载药体系。
实施例8
a)将0.47g硝酸钙和0.25g牛血清白蛋白加入50mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液A；
b)将0.27g磷酸二氢钾和0.25g牛血清白蛋白加入50mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液B；
c)将溶液A以20mL/min的速率滴加入溶液B中，滴加过程中用氨水调节混合溶液体系的pH值为10；
d)滴毕，于室温继续搅拌反应1min后，离心，收集沉淀，用水洗涤，于60℃真空干燥，得到装载牛血清白蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系；
e)将得到的装载牛血清白蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系研磨成粉体，然后加入到100mL浓度为60mg/mL的布洛芬乙醇溶液中，在37℃以160转/min速率震荡48小时；然后离心分离，收集沉淀，于60℃真空干燥，即得所述的纳米结构磷酸钙双载药体系。
实施例9
a)将0.11g无水氯化钙和0.025g牛血清白蛋白加入50mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液A；
b)将0.12g磷酸铵和0.025g牛血清白蛋白加入50mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液B；
c)将溶液A以18mL/min的速率滴加入溶液B中，滴加过程中用氨水调节混合溶液体系的pH值为10；
d)滴毕，于室温继续搅拌反应10min后，离心，收集沉淀，用水洗涤，于60℃真空干燥，得到装载牛血清白蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系；
e)将得到的装载牛血清白蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系研磨成粉体，然后加入到100mL浓度为40mg/mL的布洛芬正己烷溶液中，在37℃以160转/min速率震荡48小时；然后离心分离，收集沉淀，于60℃空气干燥，即得所述的纳米结构磷酸钙双载药体系。
实施例10
a)将0.2g无水氯化钙和0.15g牛血清白蛋白加入50mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液A；
b)将0.24g磷酸铵和0.15g牛血清白蛋白加入50mL去离子水中，搅拌均匀，得到溶液B；
c)将溶液A以18mL/min的速率滴加入溶液B中，滴加过程中用氨水调节混合溶液体系的pH值为10；
d)滴毕，于室温继续搅拌反应10min后，离心，收集沉淀，用水洗涤，于60℃真空干燥，得到装载牛血清白蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系；
e)将得到的装载牛血清白蛋白的纳米结构磷酸钙载药体系研磨成粉体，然后加入到100mL浓度为40mg/mL的布洛芬正己烷溶液中，在37℃以160转/min速率震荡48小时；然后离心分离，收集沉淀，于60℃空气干燥，即得所述的纳米结构磷酸钙双载药体系。
最后有必要在此指出的是：以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步说明，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。
Claims (11)
1.一种纳米结构磷酸钙双载药体系的制备方法，其特征在于：所述的纳米结构磷酸钙双载药体系是一种纳米多孔结构磷酸钙载体材料中同时装载有疏水性药物和亲水性蛋白质类药物，其制备方法包括如下步骤：
a)将水溶性钙盐或水溶性钙盐与亲水性蛋白质类药物溶于去离子水中，搅拌使完全溶解，配制溶液A；
b)将水溶性磷酸盐或水溶性磷酸盐与亲水性蛋白质类药物溶于去离子水中，搅拌使完全溶解，配制溶液B；
c)将溶液A滴加入溶液B中，滴加过程中需调节混合溶液体系的pH值为8～12；且所述的溶液A或/和溶液B中含有亲水性蛋白质类药物；
d)滴毕，搅拌反应，得到白色沉淀；离心，收集沉淀，用水洗涤，干燥，研磨成粉体；
e)将步骤d)得到的粉体加入含疏水性药物的有机溶液中，在20～40℃震荡24～60小时；离心，收集沉淀，干燥，即得所述的纳米结构磷酸钙双载药体系。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：每克纳米多孔结构磷酸钙载体材料中，同时装载有100～1500毫克疏水性药物和100～1000毫克亲水性蛋白质类药物。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的疏水性药物选自布洛芬、阿托伐他丁钙或吲哚美辛。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的亲水性蛋白质类药物选自牛血清白蛋白或牛血红蛋白。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的水溶性钙盐选自氯化钙、醋酸钙、硝酸钙中的任意一种或几种的混合物；所述的水溶性磷酸盐选自磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾中的任意一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：配制的溶液A中含水溶性钙盐的浓度为0.01～1mol/L；配制的溶液B中含水溶性磷酸盐的浓度为0.01～1mol/L。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤c)得到的混合溶液体系中，水溶性钙盐与水溶性磷酸盐的摩尔比为1:2～2:1，含亲水性蛋白质类药物的浓度为0.5～5g/L。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤c)中滴加溶液A的速率为3～30毫升/分钟。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的有机溶液中含疏水性药物的浓度为10～100g/L。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的有机溶液为正己烷、乙醇或甲醇溶液。
11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的干燥为空气干燥、真空干燥或冷冻干燥。
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