CN103006546B - 包载难溶性药物的含碳纳米管温敏型凝胶的制备和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包载难溶性药物的含碳纳米管温敏型凝胶的制备和应用。（1）配制体积比为10-40%的泊洛沙姆溶液和体积比为0.1-1%的壳聚糖溶液，将两者溶液按体积比1:1的比例混合，得到泊洛沙姆/壳聚糖温敏型凝胶；（2）将0.01-0.1g碳纳米管与20mL步骤（1）所得产物混合后，经高速剪切，得到含碳纳米管的泊洛沙姆/壳聚糖温敏型凝胶；（3）将治疗有效量的难溶性药物在溶剂中溶解后与步骤（2）所得凝胶混合后，经2000-5000r/min剪切处理，冻干制得粒径为400-600nm的纳米颗粒。本发明制备方法简单，工艺成熟，产率高；制备的温敏型凝胶临界胶束浓度低，与病灶组织的粘着力强，载药量高，药物缓释时间长，药物有效利用率高，应用于口服给药和注射给药。

Description

包载难溶性药物的含碳纳米管温敏型凝胶的制备和应用

技术领域

本发明涉及一种针对难溶性药物的新型含碳纳米管温敏型凝胶的制备方法及其在口服和注射给药方面的应用,属于药物制剂领域。

背景技术

目前，抗癌活性化合物中，很多为多环化合物，例如喜树碱、紫杉醇、他莫昔芬、氨甲蝶呤、5-氟尿嘧啶等等，它们都有一个共同的特性，即难溶于水或微溶于水。为了有效的利用这些药物，同时降低它们对正常组织细胞的毒性，药物制剂领域的研究人员将其植入到了聚合物之中，利用了聚合物性质稳定、生物相容性好、增溶能力强等优点。在聚合物众多的种类中，具有优良的生物相容性和生物降解性的多糖受到了越来越多的关注。多糖是所有生命有机体的重要组成部分，在控制细胞分裂、诱导细胞分化以及维持生命体正常代谢方面有着重要的意义。将难溶性药物包裹在多糖内，能够增加吸收部位的药物浓度，提高药物在体液环境中的稳定性，再加上多糖包裹体粒径较小，可以通过EPR效应和内吞作用进入细胞，从而提高了难溶性药物的生物利用率。

壳聚糖(CS)是一种天然可再生碱性多糖，含有大量的氨基和羟基等活性基团，具有良好的生物降解性和生物相容性以及抗菌、止血和促进伤口愈合等功能。根据报道，将碳纳米管(CNT)和壳聚糖复合作为药物载体，利用碳纳米管独特结构对难溶性药物高效的负载率和壳聚糖优异的生物相容性，能够大幅提高难溶性药物包封率和载药量的同时仍旧具有优异的生物相容性。然而，碳纳米管/壳聚糖复合物颗粒与颗粒之间缺乏有效的相互作用，从而使其在体液环境下，无法在病灶部位高浓度集中，导致其的应用受到了部分限制。

泊洛沙姆是由亲水段聚氧乙烯（PEO）和疏水段聚氧丙烯（PPO）按照PEO-PPO-PEO的结构形成的，具有较好的生物相容性和较低的毒性。另外，一定浓度的泊洛沙姆还具有反向热敏胶凝性质，即在低温时为液体，室温和体温时转变为半固体凝胶状，温度降低后，复又转变为可流动液体状。目前已经被广泛的用于静脉乳剂、难溶性药物的增溶剂、药物的吸收促进剂和缓控释材料。然而，泊洛沙姆的包封率和载药量低，临界胶束浓度高，稳定性低，从而使其的应用受到限制。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种包载难溶性药物的含碳纳米管温敏型凝胶，并将其应用在口服和注射给药系统中。这种温敏型凝胶兼具了碳纳米管、壳聚糖和泊洛沙姆的优点，弥补了这三种物质单独应用或两两联用时的缺陷，为新型难溶性药物载体用于口服和注射给药系统提供了新的思路。该复合型温敏凝胶通过氢键、π-π键、静电、化学交联、物理包埋等作用，在保持优异的生物相容性的前提下，不仅提高了难溶性药物的溶解度，而且还具有良好的动力性稳定性，延长了药物在体内的循环作用时间。

具体步骤为：

（1）配制体积比为10-40%的泊洛沙姆溶液和体积比为0.1-1%的壳聚糖溶液，将两者溶液按体积比1:1的比例混合，得到泊洛沙姆/壳聚糖温敏型凝胶。

（2）将0.01-0.1g碳纳米管与20mL步骤（1）所得的泊洛沙姆/壳聚糖温敏型凝胶混合后，经高速剪切，得到含碳纳米管的泊洛沙姆/壳聚糖温敏型凝胶。

（3）将治疗有效量的难溶性药物在溶剂中溶解后与步骤（2）所得凝胶混合后，经2000-5000r/min剪切处理，冻干制得粒径为400-600nm的纳米颗粒即包载难溶性药物的含碳纳米管温敏型凝胶。

所述的泊洛沙姆为亲水链聚氧乙烯占60~80%的泊洛沙姆。

所述的碳纳米管为经羧基化处理后表面携带有大量羧基以及羟基活性官能团的碳纳米管。

所述的难溶性药物指每1mL水中溶解度小于1mg或1μL且属于下列类别的物质：紫杉醇/烷类、喜树碱类、长春碱类、阿霉素类、黄酮类、二氢吡啶类、抗生素类、维生素A类、挥发油类物质或上述物质的衍生物。

所述溶剂为无水乙醇、甘油、丙二醇和聚乙二醇中的一种。

所述的包载难溶性药物的含碳纳米管温敏型凝胶应用于口服给药和注射给药。

本发明中，壳聚糖、泊洛沙姆和碳纳米管对难溶性药物均匀增溶作用。壳聚糖和碳纳米管引入到泊洛沙姆中，克服了单一泊洛沙姆临界胶束浓度高、同组织粘着力低、载药量低的问题；复合温敏型凝胶中的泊洛沙姆在提高难溶性药物口服或注射生物利用度的同时，赋予了载体反向热敏胶凝属性。

本发明的有益效果：

（1）   本发明将碳纳米管、壳聚糖和泊洛沙姆相结合制备成复合温敏型凝胶，壳聚糖降低了泊洛沙姆的临界胶束浓度，提高了胶束的稳定性，改善了同作用组织部位的粘着强度，延长了体内循环，减少了网状内皮细胞的吞噬，增加了药物的靶向性，提高了安全性；碳纳米管大幅提高了泊洛沙姆的载药量，延长了药物释放时间。

（2）   本发明提供的包载难溶性药物的新型含碳纳米管温敏型凝胶，泊洛沙姆能够抑制P-糖蛋白的外排作用和细胞色素P450酶的代谢作用，从而在复合温敏型凝胶作用的基础之上进一步提高难溶性药物的生物利用度。

（3）   本发明提供的包载难溶性药物的新型含碳纳米管温敏型凝胶，泊洛沙姆能够提供一种反向热敏胶凝属性，在外界给特定部位供热的前提下，能够在指定部位胶凝化，进而大幅提高药物在指定部位的生物利用率。

（4）本发明制备的复合温敏型凝胶不含有任何有毒有机溶剂，安全性高，粒径在400-600nm，溶解性好，载药量高，稳定性好，毒副作用低，持续释放时间长，病灶部位药物浓度高。

（5）本发明制备方法简单，工艺成熟，产率高，可制备成任何剂型用于口服和注射给药。

附图说明

图1为本发明含碳纳米管温敏型凝胶的XRD谱图。

图中：CNT代表碳纳米管、CS代表壳聚糖、P407代表泊洛沙姆407。

图2为本发明含碳纳米管温敏型凝胶的FTIR谱图。

图中：CNT代表碳纳米管、CS代表壳聚糖、P407代表泊洛沙姆407。

具体实施方式

实施例：

包载紫杉醇的含碳纳米管温敏型凝胶的制备和抗肿瘤活性。

1．制备方法：

（1）配制100mL体积比为18%的泊洛沙姆溶液和100mL体积比为0.8%的壳聚糖溶液，将两者溶液混合，持续磁力搅拌30分钟，得到泊洛沙姆/壳聚糖温敏型凝胶；

（2）将0.01g碳纳米管与20mL步骤（1）所得的泊洛沙姆/壳聚糖温敏型凝胶混合后，经4000r/min高速剪切20分钟，得到含碳纳米管的泊洛沙姆/壳聚糖温敏型凝胶；

(3)将紫杉醇10mg溶解在无水乙醇中，与步骤（2）所得凝胶混合后，经3000r/min高速剪切处理20分钟，冷冻干燥制得粒径为400-600nm的包载紫杉醇的含碳纳米管温敏型凝胶纳米颗粒。

2.抗肿瘤活性:

将处于对数生长期的MCF-7细胞用重量百分比为0.25%胰蛋白酶消化，制成细胞悬液，分别以10⁵/mL细胞浓度加入96孔板，每孔100μL，设置实验组和正常对照组，将两组细胞置于37℃5% CO₂ 孵箱内培育24小时。

对照品紫杉醇配制成0.01、0.1、1、10、100μg/mL 5个浓度；取包载紫杉醇的含碳纳米管温敏凝胶用完全培养液分别配制相当于对应紫杉醇浓度的5个浓度。分别加入上述细胞培养液中，孵育3天后，每孔加入5mg/mL MTT溶液20μL，继续培养4小时，弃去全部上清，加入DMSO 100μL/孔，微型振荡器上振动5分钟，使结晶全部溶解，于酶标仪570nm波长处测定吸光度值，吸光度值越高，活细胞数越多。根据吸光值即可计算药物对细胞的活性抑制率。

在不同浓度下经统计学计算，包载紫杉醇的含碳纳米管温敏型凝胶的抗肿瘤活性均比紫杉醇单独存在的活性要高。

Claims (1)

1.一种包载难溶性药物的含碳纳米管温敏型凝胶的制备方法，其特征在于具体步骤为：

（1）配制体积比为10-40%的泊洛沙姆溶液和体积比为0.1-1%的壳聚糖溶液，将两者溶液按体积比1:1的比例混合，得到泊洛沙姆/壳聚糖温敏型凝胶；

（2）将0.01-0.1g碳纳米管与20mL步骤（1）所得的泊洛沙姆/壳聚糖温敏型凝胶混合后，经高速剪切，得到含碳纳米管的泊洛沙姆/壳聚糖温敏型凝胶；

（3）将治疗有效量的难溶性药物在溶剂中溶解后与步骤（2）所得凝胶混合后，经2000-5000r/min剪切处理，冻干制得粒径为400-600nm的纳米颗粒即包载难溶性药物的含碳纳米管温敏型凝胶；

所述的泊洛沙姆为亲水链聚氧乙烯占60~80%的泊洛沙姆；

所述的碳纳米管为经羧基化处理后表面携带有大量羧基以及羟基活性官能团的碳纳米管；

所述的难溶性药物指每1mL水中溶解度小于1mg或1μL且属于下列类别的物质：紫杉醇/烷类、喜树碱类、长春碱类、阿霉素类、黄酮类、二氢吡啶类、抗生素类、维生素A类、挥发油类物质；

所述溶剂为无水乙醇、甘油、丙二醇和聚乙二醇中的一种。