CN102784112B - 壳聚糖接枝共聚物多孔缓释微球的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种壳聚糖接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺)多孔缓释微球的制备方法，先利用壳聚糖作为基材，并加入封端聚乙二醇致孔剂，通过反相悬浮分散和化学交联固化成壳聚糖多孔微球。再以多孔微球为底物，进一步与N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺接枝共聚，得到壳聚糖接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺)多孔缓释微球。该微球具有温度敏感性和多孔特性，孔分布均匀，分散性好。粒径大小可控，制备过程温和。可用于包埋药物平阳霉素，利用该微球剂型有利于提高药物疗效，减少毒副作用。
Description
技术领域
本发明属于一种药物缓释剂型，具体地说是一种用壳聚糖接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺)为基材包履药物的多孔缓释微球。
背景技术
平阳霉素(pingyangmiein，PYM)广泛应用于头颈部恶性肿瘤的治疗，对鳞癌有独特的疗效。其作用机理是使细胞DNA单链断裂，降低DNA溶解溶度，抑制有丝分裂，并与DNA结合使之破坏。但是PYM存在不可逆地引起肺纤维化及炎症细胞浸润等毒副作用，限制了化疗中的用量。为了改变平阳霉素在体内的生物学分布，提高药物疗效，减轻毒副反应，本发明利用壳聚糖接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺)多孔缓释微球负载平阳霉素，实现药物缓释及靶向给药，减少抗癌药物的毒副作用。
壳聚糖是甲壳素脱乙酰化产物，是自然界中唯一的碱性多糖。它来源丰富，是一种可再生的天然高分子材料。壳聚糖富含羟基和氨基，便于进行化学修饰和改性，包括氧化反应、酰化反应、羧基化反应、醚化反应、席夫碱反应、N一烷基化、酯化反应、水解反应和接枝共聚反应等，通过改性可以得到特定功能的高分子材料。
壳聚糖是一种带正电荷的天然多糖，无毒、无刺激性、无致敏性、无致突变作用、无溶血效应，无热源性物质，具有良好的生物相容性和生物降解性，极佳的安全性对于其在医学领域的应用具有重要意义。壳聚糖具有抗癌作用，可抑制癌细胞转移，同时对中枢神经有镇静作用。此外，将壳聚糖制成微球，包封药物后可控制药物释放速度，延长药物疗效，降低药物的毒副作用，提高疏水性药物对细胞膜的通透性，改善药物的稳定性；通过控制微球的粒径，还可以大大加强制剂的靶向给药能力。
温度敏感型缓释微球是一种是医药中的一种新剂型，其作用机制通过环境温度低于低临界溶胀温度(LCST)时，微球溶胀包履药物；当环境温度高于LCST时，微球收缩释放药物。聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)单元结构上存在亲水性的酰胺基和疏水性的异丙基，使其呈现温度敏感特性(Strachotova B et al.Polymer，48：1471-1482.2007)。但PNIRAA的低临界溶胀温度(LCST)较低(约为32℃)，不适合人体温环境中的药物释放。将NPIAPAm与亲水性丙烯酰胺(AM)共聚形成凝胶，可使LCST升至人体生理温度37℃以上(张先正等.高等学校化学学报，21(8)：319-321.2000)。同时通过调节共聚物中亲水/疏水基团比，可望提高凝胶的温敏性。
但基于NPIAPAm合成的缓释微球缺点是在溶胀状态下过于柔软，难以定型；同时药物传质速率和凝胶去溶胀响应速率较慢，不适合于实际应用。因此目前研究的热点是制备出能够快速响应的缓释微球。
发明内容
为了克服传统基于NPIAPAm合成的缓释微球难以定型和响应慢的缺点，本发明提供一种以壳聚糖接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺)为基材的包覆药物多孔缓释微球，用于包覆药物平阳霉素。壳聚糖接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺)多孔缓释微球不仅易于定型，而且响应时间大幅缩短。制备工艺简单，并且粒径和孔隙度可控。通过调控孔隙率和环境温度可以控制药物释放速率，从而改善和调控药物释放性能。利用壳聚糖/N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺多孔药物缓释微球可以增加药物的稳定性，便于服用，药物分子通过微球多孔结构和温敏特性实现药物缓释和控释。
本发明中的壳聚糖/N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺多孔药物缓释微球具有多孔结构和温度敏感性(微球溶胀体积可随温度变化)，并且其低临界溶胀温度可达36.8℃以上，适合人体内药物释放，可以增加药物 的稳定性，并且实现药物的平稳释放。壳聚糖具有抗癌作用，并且生物相容性好，毒性低，有利于药物发挥疗效。
本发明要解决上述问题，所采用的技术方案是：
先利用壳聚糖作为基材，并加入致孔剂，通过反相悬浮分散和化学交联固化成壳聚糖多孔微球。再以多孔微球为底物，进一步与N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺接枝共聚，得到壳聚糖接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺)多孔缓释微球。该微球孔分布均匀，分散性好。粒径大小可控，制备过程温和。可用于包埋药物平阳霉素，使得微球剂型的药物不仅使原药的稳定性得到提高，而且实现了药物的缓释和控释。
具体实施方式：
下面结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
实施例1：
壳聚糖：N-异丙基丙烯酰胺：丙烯酰胺按质量比100∶10∶2实施。
(1)多孔壳聚糖微球的制备
1.0g壳聚糖溶于100mL质量分数1％的醋酸溶液中，加入一定配比的封端聚乙二醇致孔剂(水相)；环己烷和正己醇按体积比11∶6混合，加少量乳化剂，制成油相；油/水相以体积比17∶4混合，剧烈搅拌，制成反相悬浮分散体系；滴加环氧氯丙烷溶液交联固化24h，微球过滤分离，将所得微球浸泡在蒸馏中，以脱去致孔剂，得多孔壳聚糖微球，用蒸馏水反复洗涤后干燥。
(2)壳聚糖接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺)多孔缓释微球的制备
在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和恒压加料漏斗的四口烧瓶中加入60mL环己烷。上述制得的干壳聚糖微球(1.0g)先用过硫酸钾(APS)引发剂溶液溶胀30min，再加入反应体系，液相通氮气30min，开始搅拌，然后在氮气保护下，迅速升温至一定反应温度。5min后，将0.10g N-异丙基丙烯酰胺和0.02g丙烯酰胺以半连续的加料方式加至聚合反应体系中，反应5小时后，加入对苯二酚终止反应，过滤得到产物。将上述反应制得的粗接枝产物，在索氏提取器中，以丙酮为溶剂，连续抽提48h，得到壳聚糖接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺)多孔缓释微球。
(3)药物包埋
通常药物包埋采用两种方式：一是在凝胶制备过程中将药物加入反应系体中，再进行交联。凝胶形成后药物被自然包埋再凝胶网络体系中。二是凝胶形成后，将凝胶洗涤干燥，再将干胶浸泡在药物溶液中，以物理方式进行包埋。第一种方式进行药物包埋，药物包埋率较高，但是因为凝胶未经洗涤，含有未反应的有害成分。所以本发明采用第二种包埋方式。药物包埋过程如下：
将壳聚糖接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺)多孔缓释微球浸在pH＝7.35(磷酸盐缓冲溶液)的平阳霉素溶液中，使其充分溶胀48h，通过溶胀吸附使药物包埋在凝胶网络体系。微球取出真空干燥即得颗粒状包埋平阳霉素的药物缓释微球。
测得微球粒径5-20μm，孔隙率0.43，低临界溶胀温度为36.5℃，微球载药量10.16％。体外释药测试表明，在24h内药物释放率较快速，72h后趋于平稳，120h药物终期释放率66.42％。
实施例2：
壳聚糖：N-异丙基丙烯酰胺：丙烯酰胺按质量比100∶20∶4实施。
采用与实施例1相同的步骤。在壳聚糖接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺)多孔缓释微球制备时， 壳聚糖微球(1.0g)先用过硫酸钾(APS)引发剂溶液溶胀30min，再加入反应体系，液相通氮气30min，开始搅拌，然后在氮气保护下，迅速升温至一定反应温度。5min后，将0.20gN-异丙基丙烯酰胺和0.04g丙烯酰胺以半连续的加料方式加至聚合反应体系中，反应5小时后，加入对苯二酚终止反应，过滤得到产物。产物后处理及药物包埋步骤同实施例1。
测得微球粒径5-20μm，孔隙率0.39，低临界溶胀温度为36.8℃，微球载药量12.42％。体外释药测试表明，在24h内药物释放率较快速，72h后趋于平稳，120h药物终期释放率69.95％。
实施例3：
壳聚糖：N-异丙基丙烯酰胺：丙烯酰胺按质量比100∶30∶6实施。
采用与实施例1相同的步骤。在壳聚糖接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺)多孔缓释微球制备时，壳聚糖微球(1.0g)先用过硫酸钾(APS)引发剂溶液溶胀30min，再加入反应体系，液相通氮气30min，开始搅拌，然后在氮气保护下，迅速升温至一定反应温度。5min后，将0.30gN-异丙基丙烯酰胺和0.06g丙烯酰胺以半连续的加料方式加至聚合反应体系中，反应5小时后，加入对苯二酚终止反应，过滤得到产物。产物后处理及药物包埋步骤同实施例1。
测得微球粒径5-20μm，孔隙率0.35，低临界溶胀温度为37.2℃，微球载药量13.65％。体外释药测试表明，在24h内药物释放率较快速，72h后趋于平稳，120h药物终期释放率74.46％。
Claims (3)
1.一种壳聚糖接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺)多孔缓释微球的制备方法，其特征在于：
先制备壳聚糖多孔微球：
1.0g壳聚糖溶于100mL质量分数1％的醋酸溶液中，加入一定配比的封端聚乙二醇致孔剂；环己烷和正己醇按体积比11∶6混合，加少量乳化剂，制成油相；油/水相以体积比17∶4混合，剧烈搅拌，制成反相悬浮分散体系；滴加环氧氯丙烷溶液交联固化24h，微球过滤分离，将所得微球浸泡在蒸馏水中，以脱去致孔剂，得多孔壳聚糖微球，用蒸馏水反复洗涤后干燥；
再制备壳聚糖接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺)多孔缓释微球：
在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和恒压加料漏斗的四口烧瓶中加入60mL环己烷，上述制得的1.0g干壳聚糖微球先用过硫酸钾引发剂溶液溶胀30min，再加入反应体系，液相通氮气30min，开始搅拌，然后在氮气保护下，迅速升温至一定反应温度，5min后，将0.10-0.30g N-异丙基丙烯酰胺和0.02-0.06g丙烯酰胺以半连续的加料方式加至聚合反应体系中，反应5小时后，加入对苯二酚终止反应，过滤得到产物，将上述反应制得的粗接枝产物，在索氏提取器中，以丙酮为溶剂，连续抽提48h，得到壳聚糖接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺)多孔缓释微球。
2.根据权利要求1所述的制备方法制备得到的壳聚糖接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺)多孔缓释微球，其特征在于：所述微球粒径5-20微米，为球形多孔结构，孔隙率0.35-0.43。
3.根据权利要求1所述的制备方法制备得到的壳聚糖接枝聚(N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺)多孔缓释微球，其特征在于：所述微球具有温度敏感性，低临界溶胀温度36.5-37.2℃，通过溶胀吸附作用包埋药物平阳霉素。
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