CN102961362B - 一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊及其制备方法 - Google Patents
一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊及其制备方法。所述的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊，包括芯材和壁材，所述的芯材为药物，所述的壁材原料由β-聚苹果酸和壳聚糖组成；按质量比计算，所述的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊中β-聚苹果酸：壳聚糖：药物为10:2.5：3~5。其制备方法即将β-聚苹果酸酸、壳聚糖和药物利用聚电解质自组装原理制得β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊。本发明制得的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊的粒度均一，稳定性好，具有较好的缓释效果，对人体无危害，且制备工艺简单，条件温和，适于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及聚苹果酸的应用领域，具体是利用聚苹果酸和壳聚糖为壁材原料制备的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊及其制备方法。
背景技术
β-聚苹果酸(β-Poly malic acid, β-聚苹果酸)是一种由L-苹果酸通过-COOH和-OH聚合而成的阴离子聚合物。β-聚苹果酸是一种生物高分子材料，能够通过生物降解排出体外，无毒副作用，因其易修饰可与小分子物质聚合用作药物载体。同时，聚苹果酸有大量游离的羧基，带负电荷可以点正电荷的物质明胶发生复凝聚形成微胶囊。应用到药物中从而提高药物药效并降低毒副作用，也可以用作香精的包埋降低成本使香精持久有效的发挥作用。在目前的研究报道中，β-聚苹果酸主要是作为脑癌的治疗，与5-Fu尿嘧啶结合发挥药效、也对其进行修饰与小分子物质交联，例如对利福平等药物进行修饰，产生靶向作用。
壳聚糖是甲壳素脱乙酰基后的产物，其活性基团为脱乙酰基后的氨基，由于分子结构中存在一定量的氨基，壳聚糖是一种弱碱也是目前唯一的天然的阳离子聚合物。壳聚糖具有良好的生物相容性、安全性和免疫刺激活性，同时还具有降血脂、降胆固醇、抗菌、增加免疫等生理活性是一种很好的天然生物医药材料。
具有缓释或者控释功能的微球或微胶囊的研究是当今的热点，其可以用于医药领域也可以用于食品及香精香料领域。目前常用于制备微胶囊的方法有乳化法、喷雾干燥法以及复合凝聚法等。这些方法的工艺相对比较复杂，制备条件比较苛刻，同时由于反应体系中存在多种原料，容易引起一定的副反应带来副产物。
综上所述，将β-聚苹果酸与壳聚糖组合到一起制成纳米胶囊将具有（1）超小的体积可以通过最细的毛细血管，避免巨噬细胞迅速清除，因此其在血液中持续时间大大延长；（2）可以穿透细胞和组织间隙到达靶器官，如肝脏、脾、肺、脊髓和淋巴；（3）可以通过生物降解性能、pH 值、离子及材料的温度敏感性控制其释放；（4）可以提高药效并减少毒副作用等性质，可以用于输送药物、多肽、蛋白质、疫苗、核酸、基因等。
目前，未见有将β-聚苹果酸与壳聚糖组合到一起制成药物纳米缓释微胶囊的报道。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种利用聚苹果酸和壳聚糖为壁材原料制备的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊。
奔发明的目的之二是提供上述的一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊的制备方法。
本发明的技术方案
一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊，包括芯材和壁材，所述的芯材为药物，所述的壁材原料由β-聚苹果酸和壳聚糖组成；
所述的药物为硝苯地平、利福平或紫杉醇；
所述的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊，按质量比计算即按β-聚苹果酸：壳聚糖：药物为10：2.5:3~5，优选为10:2.5:3，将β-聚苹果酸酸、壳聚糖和药物利用聚电解质自组装原理制得β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊。
上述的一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）、溶液的配制
将β-聚苹果酸溶于超纯水中，得到质量浓度为1.0mg/mL的β-聚苹果酸水溶液，pH值为自然值；
将壳聚糖溶于1%的醋酸溶液中，得到质量浓度为0.5mg/mL的壳聚糖醋酸溶液，用10%的醋酸调节pH为4；
将药物溶于95%的乙醇溶液中，得到质量浓度为1.0mg/mL的药物溶液;
（2）、将步骤（1）中所得的药物溶液缓慢加入壳聚糖醋酸溶液中控制搅拌速度为200~600r/min，搅拌30s后得到药物的壳聚糖醋酸溶液；
通过边滴加边反应的方式将β-聚苹果酸水溶液加入到上述所得药物的壳聚糖醋酸溶液中继续控制搅拌速度为200~600r/min搅拌45min，滴加过程控制β-聚苹果酸水溶液滴加速率在5~10mL/h，得β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊溶液；
（3）、将步骤（2）所得β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊溶液以1000r/min离心5min，收集上清液真空冷冻干燥，即得β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊；
所述的真空冷冻干燥即控制真空度为0.01MPa，温度为30℃下真空干燥。
本发明的有益效果
本发明的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊，由于是利用β-聚苹果酸和壳聚糖为壁材原料制备而成纳米药物缓释微胶囊，而β-聚苹果酸和壳聚糖都是未经过修饰的天然产物具有很好的生物相容性和生物可降解性，因此以其为壁材原料的药物纳米微胶囊对人体和环境无毒无害，其平均粒径为494.4～591.7nm，多分散系数为0.223～0.348。
另外，本发明的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊的制备方法是在常温常压下进行，条件比较温和，适于大规模扩大生产。进一步，由于制备过程中所用的溶剂体系为水溶液，不需要其他试剂，从而降低了生产成本，且对环境友好无污染。
本发明各实施例中所用的试剂：
本发明所用的β-聚苹果酸，即将出芽短梗霉（Aureobasidium pullulans ，IFO 6353）以1%的接种量接入发酵培养基，于28℃，200r/min，发酵8d后所得的发酵液以4200r/min离心30min后取上清液，以6mol/L的HCl调节pH值为5，加等体积无水乙醇沉淀后以3000r/min离心15min，取上清液浓缩至1/2，然后加入2倍体积无水乙醇，静置沉淀后以3000r/min离心15min，将上清液浓缩至1/3处加四倍无水乙醇，4℃静置24h，离心将沉淀溶于10~20mL的蒸馏水中，透析48h，每4h换一次水，然后冷冻干燥36h即得β-聚苹果酸；
其中所述的发酵培养基，按每升计算，含90g葡萄糖、3.0g丁二酸铵、2.0g丁二酸、0.1gMgSO4·7H2O、0.1gK2HPO4·3H2O、0.005gZnSO4·7H2O、0.5mL玉米原浆、25gCaCO3，余量为水，用6mol/L的HCl调pH5，121℃下灭菌30min；其中CaCO3单独灭菌。
本发明所用的壳聚糖：即分子量为150000，脱乙酰度为90%，生化试剂，上海正极生物科技有限公司生产；
本发明所用的激光粒度仪：Nano-ZS纳米粒度激光仪，英国马尔文。
实施例1
一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊，按质量比计算即按β-聚苹果酸：壳聚糖：硝苯地平为10：2.5：4的比例，将β-聚苹果酸酸、壳聚糖和硝苯地平利用聚电解质自组装原理制得β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊。
上述的一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）、溶液的配制
精密称取β-聚苹果酸固体0.100g，用超纯水定容至100mL，自然pH值，得到浓度为1.0mg/mL的β-聚苹果酸水溶液；
精密称取壳聚糖固体0.050g，用1%的醋酸溶液定容至50mL，用10%的醋酸调节pH值为4.0，得到质量浓度为0.5mg/mL的壳聚糖醋酸溶液；
精密称取0.100g硝苯地平溶于100mL乙醇溶液中，得到硝苯地平的浓度为1.0mg/mL的硝苯地平溶液；
（2）、首先将4mL硝苯地平溶液加入5mL壳聚糖醋酸溶液中控制搅拌速度为600r/min搅拌30s后得到硝苯地平的壳聚糖醋酸溶液，然后以流速为10.0mL/h将10mLβ-聚苹果酸水溶液滴加到上述所得的硝苯地平的壳聚糖醋酸溶液中，接着继续以600r/min的搅拌速度搅拌反应45min得到β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊溶液；
（3）、将步骤（2）得到的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊溶液在1000 r/min下离心5 min，收集上清液在真空度为0.01MPa，温度为30℃下真空干燥24h得到β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊。
利用激光粒度仪测定上述所得的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊，其平均粒径为514.6nm，多分散系数为0.237。
实施例2
一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊，按质量比计算即按β-聚苹果酸：壳聚糖：硝苯地平为10：2.5：5的比例，将β-聚苹果酸酸、壳聚糖和硝苯地平利用聚电解质自组装原理制得β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊。
上述的一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）、溶液的配制
精密称取β-聚苹果酸固体0.100g，用超纯水定容至100mL，自然pH值，得到浓度为1.0mg/mL的β-聚苹果酸水溶液；
精密称取壳聚糖固体0.050g，用1%的醋酸溶液定容至50mL，用10%的醋酸调节pH值为4.0，得到质量浓度为0.5mg/mL的壳聚糖醋酸溶液；
精密称取0.100g 硝苯地平溶于100 mL 乙醇溶液中，得到硝苯地平的浓度为1.0mg/mL的硝苯地平溶液；
（2）、首先将5mL硝苯地平溶液加入5mL壳聚糖醋酸溶液中控制搅拌速度为200 r/min搅拌30s后得到硝苯地平的壳聚糖醋酸溶液；
然后以流速为7.5mL/h将10mL β-聚苹果酸水溶液滴加到上述所得的硝苯地平的壳聚糖醋酸溶液中，接着继续以200r/min的搅拌速度搅拌反应45min得到β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊溶液；
（3）、将步骤（2）得到的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊溶液在1000 r/min下离心5 min，收集上清液在真空度为0.01MPa，温度为30℃下真空干燥24h得到β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊。
利用激光粒度仪测定上述所得的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊，其平均粒径为588.0nm，多分散系数为0.246。
实施例3
一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊，按质量比计算即按β-聚苹果酸：壳聚糖：硝苯地平为10：2.5：3的比例，将β-聚苹果酸酸、壳聚糖和硝苯地平利用聚电解质自组装原理制得β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊。
上述的一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）、溶液的配制
精密称取β-聚苹果酸固体0.100g，用超纯水定容至100mL，自然pH值，得到浓度为1.0mg/mL的β-聚苹果酸水溶液；
精密称取壳聚糖固体0.050 g，用1%的醋酸溶液定容至50mL，用10%的醋酸调节pH值为4.0，得到质量浓度为0.5mg/mL的壳聚糖醋酸溶液；
精密称取0.100g硝苯地平溶于100mL乙醇溶液中，得到硝苯地平的浓度为1.0mg/mL的硝苯地平溶液；
（2）、首先将3mL硝苯地平溶液加入5mL壳聚糖醋酸溶液中控制搅拌速度为400r/min搅拌30s后得到硝苯地平的壳聚糖醋酸溶液；
然后以流速为10.0 mL/h将10 mL β-聚苹果酸水溶液滴加到上述所得的硝苯地平的壳聚糖醋酸溶液中，接着继续以400r/min的搅拌速度搅拌反应45 min得到β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊溶液；
（3）、将步骤（2）得到的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊溶液在 1000 r/min下离心5 min，收集上清液在真空度为0.01MPa，温度为30℃下真空干燥24h得到β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊。
利用激光粒度仪测定上述所得的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊，其平均粒径为494.4nm，多分散系数为0.223。
实施例4
一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊，按质量比计算即按β-聚苹果酸：壳聚糖：硝苯地平为10：2.5：5的比例，将β-聚苹果酸酸、壳聚糖和硝苯地平利用聚电解质自组装原理制得β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊。
上述的一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）、溶液的配制
精密称取β-聚苹果酸固体0.100g，用超纯水定容至100mL，自然pH值，得到浓度为1.0 mg/mL的β-聚苹果酸水溶液；
精密称取壳聚糖固体0.050g，用1%的醋酸溶液定容至50mL，用10%的醋酸调节pH值为4.0，得到质量浓度为0.5mg/mL的壳聚糖醋酸溶液；
精密称取0.100g硝苯地平溶于100mL乙醇溶液中，得到硝苯地平的浓度为1.0mg/mL的硝苯地平溶液；
（2）、首先将5mL硝苯地平溶液加入5mL壳聚糖醋酸溶液中控制搅拌速度为400 r/min搅拌30s后得到硝苯地平的壳聚糖醋酸溶液；
然后以流速为10.0 mL/h将10mL β-聚苹果酸水溶液滴加到硝苯地平的壳聚糖醋酸溶液中，接着继续以400r/min的搅拌速度搅拌反应45min得到β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊溶液；
（3）、将步骤（2）得到的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊溶液在 1000r/min下离心5min，收集上清液在真空度为0.01MPa，温度为30℃下真空干燥24h得到β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊。
利用激光粒度仪测定上述所得的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊，其平均粒径为659.4nm，多分散系数为0.338。
实施例5
一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊，按质量比计算即按β-聚苹果酸：壳聚糖：硝苯地平为10：2.5：5的比例，将β-聚苹果酸酸、壳聚糖和硝苯地平利用聚电解质自组装原理制得β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊。
上述的一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平微胶囊的制备方法，具体包括如下步骤：
（1）、溶液的配制
精密称取β-聚苹果酸固体0.100g，用超纯水定容至100mL，自然pH值，得到浓度为1.0 mg/mL的β-聚苹果酸水溶液；
精密称取壳聚糖固体0.050g，用1%的醋酸溶液定容至50 mL，用10%的醋酸调节pH值为4.0，得到质量浓度为0.5mg/mL的壳聚糖醋酸溶液；
精密称取0.100g 硝苯地平溶于100 mL 乙醇溶液中，得到硝苯地平的浓度为1.0mg/mL的硝苯地平溶液；
（2）、首先将5mL硝苯地平溶液加入5mL壳聚糖醋酸溶液中控制搅拌速度为600r/min搅拌30s后得到硝苯地平的壳聚糖醋酸溶液；
然后以流速为7.5mL/h将10mL β-聚苹果酸水溶液滴加到上述所得的硝苯地平的壳聚糖醋酸溶液中，接着继续以600r/min的搅拌速度搅拌反应45min得到β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊溶液；
（3）、将步骤（2）得到的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊溶液在1000r/min下离心5 min，收集上清液在真空度为0.01MPa，温度为30℃下真空干燥24h得到β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊。
利用激光粒度仪测定上述所得的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米硝苯地平缓释微胶囊，其平均粒径为591.7nm，多分散系数为0.348。
上述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊，包括芯材和壁材，所述的芯材为药物，其特征在于所述的壁材原料由β-聚苹果酸和壳聚糖组成；
所述的药物为硝苯地平、利福平或紫杉醇；
所述的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊是将β-聚苹果酸、壳聚糖和药物利用聚电解质自组装原理制得β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊，其具体包括如下步骤：
（1）、溶液的配制
将β-聚苹果酸溶于超纯水中，得到质量浓度为1.0mg/mL的β-聚苹果酸水溶液，pH值为自然值；
将壳聚糖溶于1%的醋酸溶液中，得到质量浓度为0.5mg/mL的壳聚糖醋酸溶液，用10%的醋酸调节pH为4；
将药物溶于95%的乙醇溶液中，得到质量浓度为1.0mg/mL的药物溶液;
（2）、将步骤（1）中所得的药物溶液缓慢加入壳聚糖醋酸溶液中，控制搅拌速度为200~600r/min，搅拌30s后得到药物的壳聚糖醋酸溶液；
通过边滴加边反应的方式将β-聚苹果酸水溶液加入到上述所得药物的壳聚糖醋酸溶液中继续控制搅拌速度为200~600r/min搅拌45min，滴加过程控制β-聚苹果酸水溶液滴加速率在5~10mL/h，得β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊溶液；
（3）、将步骤（2）所得β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊溶液以1000r/min离心5min，收集上清液真空冷冻干燥，即得β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊。
2.如权利要求1所述的一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊，其特征在于按质量比计算，所述的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊中β-聚苹果酸：壳聚糖：药物为10:2.5:3~5。
3.如权利要求2所述的一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊，其特征在于所述的β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释胶囊按质量比计算，即按β-聚苹果酸：壳聚糖：药物为10:2.5:3。
4.如权利要求1、2或3所述的一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤：
（1）、溶液的配制
将β-聚苹果酸溶于超纯水中，得到质量浓度为1.0mg/mL的β-聚苹果酸水溶液，pH值为自然值；
将壳聚糖溶于1%的醋酸溶液中，得到质量浓度为0.5mg/mL的壳聚糖醋酸溶液，用10%的醋酸调节pH为4；
将药物溶于95%的乙醇溶液中，得到质量浓度为1.0mg/mL的药物溶液;
（2）、将步骤（1）中所得的药物溶液缓慢加入壳聚糖醋酸溶液中，控制搅拌速度为200~600r/min，搅拌30s后得到药物的壳聚糖醋酸溶液；
通过边滴加边反应的方式将β-聚苹果酸水溶液加入到上述所得药物的壳聚糖醋酸溶液中继续控制搅拌速度为200~600r/min搅拌45min，滴加过程控制β-聚苹果酸水溶液滴加速率在5~10mL/h，得β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊溶液；
（3）、将步骤（2）所得β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊溶液以1000r/min离心5min，收集上清液真空冷冻干燥，即得β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊。
5.如权利要求4所述的一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊的制备方法，其特征在于步骤（3）所述的真空冷冻干燥即控制真空度为0.01MPa，温度为30℃下真空干燥。
6.如权利要求5所述的一种β-聚苹果酸/壳聚糖纳米药物缓释微胶囊的制备方法，其特征在于所述的β-聚苹果酸通过如下制备方法获得：
将出芽短梗霉Aureobasidium pullulans ，IFO 6353以1%的接种量接入发酵培养基，于28℃，200r/min，发酵8d；
所得的发酵液以4200r/min离心30min后取上清液，以6mol/L的HCl调节pH值为5，加等体积无水乙醇沉淀后以3000r/min离心15min，取上清液浓缩至1/2，然后加入2倍体积无水乙醇，静置沉淀后以3000r/min离心15min，将上清液浓缩至1/3处加四倍无水乙醇，4℃静置24h，离心将沉淀溶于10~20mL蒸馏水中，透析48h，每4h换一次水，然后冷冻干燥36h，得β-聚苹果酸；
所述的发酵培养基，按每升计算，含90g葡萄糖、3.0g丁二酸铵、2.0g丁二酸、0.1gMgSO4·7H2O、0.1gK2HPO4·3H2O、0.005gZnSO4·7H2O、0.5mL玉米原浆、25gCaCO3，余量为水，用6mol/L的HCl调pH5，121℃下灭菌30min；
其中CaCO3单独灭菌。
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