CN103520113A - 一种埃洛石纳米复合凝胶微球及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种埃洛石纳米复合凝胶微球及其制备方法。该微球的组份以及质量百分含量为埃洛石50～90%，壳聚糖衍生物10～50%。首先将埃洛石和壳聚糖衍生物分别制成悬浮液和凝胶溶液，然后将埃洛石悬浮液加入壳聚糖衍生物凝胶溶液中，在室温下反应2～4小时后，通过离子凝胶法制得纳米复合载药凝胶微球。本发明可以减缓微球的溶胀速度和药物释放速率，具有pH敏感性，可作为肠道药物缓释载体。
Description
技术领域
本发明涉及的是药物领域应用中的纳米材料及其制备方法，具体的是一种埃洛石纳米复合凝胶微球及其制备方法。
背景技术
近年来，为了控制一些抗癌药和抗炎药在口服时引起的不良反应，同时也保证药物活性组分到达目标位置并在较长时间内维持稳定的血药浓度，许多研究者将药物与合适的载体结合，构成有效的药物控释系统，对药物进行控制释放，提高治疗效果。目前，用于药物控释的载体包括碳生物大分子、纳米管和黏土等材料。
由于碳纳米管具有独特的纳米尺寸和管状结构，成为纳米药物控释领域的研究热点。中国专利CN101612128A“海藻酸无机纳米复合凝胶微球及其制备方法”，引入碳纳米管所制备的海藻酸碳纳米管复合凝胶微球，可以减缓复合后海藻酸微球溶胀速度，能很好的作为载体与药物、蛋白质、酶类或是其他的生物制品结合，进而实现对小分子药物、蛋白质、DNA 和疫苗等的负载与控制释放。然而，最近的研究表明，将碳纳米管用作药物控释载体依然存在以下问题：（1）具有一定副作用，会产生细胞毒性，造成细胞凋亡并引起吸入性肺炎；（2）需在强酸等苛刻条件下进行表面修饰才能在其表面引入功能基团，进而实现碳纳米管分散稳定性的提高和对目标药物分子的负载，载体制备过程和工艺复杂；（3）碳纳米管制备成本高，工艺复杂，价格昂贵。
埃洛石是一种独特的天然硅酸盐黏土矿物，具有与碳纳米管相似的中空管状结构，由高岭石片层卷曲而成，外径为10～50nm，内径为5～20nm，长度为0.5~2 μm。天然埃洛石纳米管除具有较高比表面积、化学及热稳定性外，相对于碳纳米管还具有更好的生物相容性、优良的亲水性和分散性。另外，其来源丰富，价格低廉。与其它层状或层链状黏土相比，埃洛石纳米管独特的管状结构更有利于其对药物的负载，是一种天然纳米尺度的微胶囊材料。埃洛石纳米管兼具黏土的优异理化性能和碳纳米管的管状结构，且易于进行表面修饰，是一种潜在的优异的药物控释载体。然而，与其他黏土一样，单纯采用埃洛石纳米管作为药物载体，也存在表面功能基团单一及分散稳定性差和载药效率低等问题。通过静电作用和表面接枝的方式将生物大分子与埃洛石纳米管相结合，采用溶胶-凝胶的方法，可制备出生物大分子/埃洛石纳米管纳米复合微囊，有望在药物控释方面表现出优异性能。
发明内容
鉴于技术背景中碳纳米管复合载药微球制备所存在的问题，本发明的目的是提供一种低成本、使用性能好的埃洛石复合载药凝胶微球的制备方法。
本发明通过下列方法来实现：
我们选用了性能独特的埃洛石和壳聚糖衍生物为原料，以氯化钙为交联剂，以替加氟或双氯芬酸钠为药物模型，采用离子凝胶法制备了埃洛石基复合载药凝胶微球。
本发明的原理是利用阳离子线形高分子壳聚糖衍生物的成胶性能，与具有可交换性的埃洛石相互作用，利用溶胶-凝胶法，形成纳米复合载药凝胶微球。
一种埃洛石纳米复合凝胶微球，其特征在于该微球的组份以及质量百分含量为埃洛石50～90%，壳聚糖衍生物10～50%。
本发明所述的埃洛石纳米复合凝胶微球，埃洛石是经过酸处理或热处理中的一种或其组合。埃洛石经过处理后可进一步疏通孔道，有利于与药物的结合。
本发明所述的埃洛石纳米复合凝胶微球，壳聚糖衍生物选自羧甲基壳聚糖、壳聚糖季铵盐以及琥珀酰壳聚糖中的一种或二种。
一种埃洛石纳米复合载药凝胶微球的制备方法，首先将埃洛石和壳聚糖衍生物分别制成悬浮液和凝胶溶液，然后将埃洛石悬浮液加入壳聚糖衍生物凝胶溶液中，在室温下反应2～4小时后，通过离子凝胶法制得纳米复合载药凝胶微球。
一种埃洛石纳米复合凝胶微球的制备方法，其特征在于该方法的工艺步骤为：
A埃洛石悬浮液的制备：在搅拌状态下，将经过处理的埃洛石加入蒸馏水中，制成浓度在5～15%的悬浮液；
B壳聚糖衍生物凝胶溶液的制备：在搅拌状态下，将壳聚糖衍生物溶解在蒸馏水中，制成浓度为1～5wt%的凝胶溶液；
C纳米复合凝胶液的制备：在搅拌状态下，将埃洛石悬浮液和壳聚糖衍生物凝胶溶液以体积比为1:1～10:1的比例混合均匀，然后进行超声处理；
D纳米复合凝胶微球的制备：在搅拌状态下，用注射器将混合溶液滴入氯化钙溶液中，制得纳米复合凝胶粒子，用蒸馏水润洗，真空干燥后得到埃洛石纳米复合凝胶微球。
本发明所述的步骤C中超声处理功率为20～200w，超声波的频率为30～60kHz，时间为20～40min。
本发明所述的步骤C中的过程中可同时加入双氯芬酸钠或替加氟。
本发明所述的步骤D中的氯化钙溶液的浓度为3～8wt%，搅拌时间为2～4h。
本发明以埃洛石和壳聚糖衍生物为原料，采用离子凝胶法制备的埃洛石基纳米复合载药凝胶微球，具有以下优点：①利用壳聚糖衍生物和埃洛石构筑的凝胶微球，具有较高的载药效率，可用于药物缓释载体；②微球具有良好的pH响应性，可用于肠道药物的缓释；③在引入埃洛石后可以减缓微球的溶胀速度和药物释放速率；④与碳纳米管复合载药微球相比，其制备工艺简单，成本低。
附图说明
图1为埃洛石基纳米复合载药凝胶微球的数码和电镜照片。
图2为埃洛石基纳米复合载药凝胶微球在不同pH值时的溶胀曲线。
图3为埃洛石基纳米复合载药凝胶微球在不同pH值时双氯芬酸钠的释放曲线。
具体实施方式
实施例1
在1000转/分下，将埃洛石加入水中，配制成浓度为5%的悬浮液；在1000转/分下，将羧甲基壳聚糖溶于水中，配制成浓度为3%的凝胶溶液。在1000转/分下，将埃洛石悬浮液加入羧甲基壳聚糖凝胶溶液中搅拌1h后，在功率为100w和频率60kHz超声处理30min。在500转/分下，用注射器将混合溶液滴入5%氯化钙溶液中，搅拌3h后过滤纳米复合凝胶粒子，用蒸馏水润洗，真空干燥后得到埃洛石纳米复合凝胶微球。纳米复合凝胶微球的直径在2-4mm，在pH=2时几乎不溶胀，而在pH=6.8时溶胀比达50。
实施例2
在1000转/分下，将埃洛石加入水中，配制成浓度为5%的悬浮液；在1000转/分下，将羧甲基壳聚糖溶于水中，配制成浓度为3%的凝胶溶液。在1000转/分下，将埃洛石悬浮液加入羧甲基壳聚糖凝胶溶液中，同时加入双氯芬酸钠搅拌1h后，在功率为100w和频率60kHz超声处理30min。在500转/分下，用注射器将混合溶液滴入5%氯化钙溶液中，搅拌3h后过滤纳米复合凝胶粒子，用蒸馏水润洗，真空干燥后得到埃洛石纳米复合凝胶微球。在pH=1.2时几乎不释放药物，而在pH=6.8时24h药物释放率达85%。
实施例3
在1000转/分下，将埃洛石加入水中，配制成浓度为7%的悬浮液；在1000转/分下，将季铵盐壳聚糖溶于水中，配制成浓度为3%的凝胶溶液。在1000转/分下，将埃洛石悬浮液加入季铵盐壳聚糖凝胶溶液中搅拌1h后，在功率为100w和频率60kHz超声处理30min。在500转/分下，用注射器将混合溶液滴入5%氯化钙溶液中，搅拌3h后过滤纳米复合凝胶粒子，用蒸馏水润洗，真空干燥后得到埃洛石纳米复合凝胶微球。纳米复合凝胶微球的直径在3-4mm，在pH=2时几乎不溶胀，而在pH=6.8时溶胀比达46。
实施例4
在1000转/分下，将埃洛石加入水中，配制成浓度为7%的悬浮液；在1000转/分下，将琥珀酰壳聚糖溶于水中，配制成浓度为4%的凝胶溶液。在1000转/分下，将埃洛石悬浮液加入琥珀酰壳聚糖凝胶溶液中搅拌1h后，在功率为100w和频率60kHz超声处理30min。在500转/分下，用注射器将混合溶液滴入5%氯化钙溶液中，搅拌3h后过滤纳米复合凝胶粒子，用蒸馏水润洗，真空干燥后得到埃洛石纳米复合凝胶微球。纳米复合凝胶微球的直径在2-4mm，在pH=2时几乎不溶胀，而在pH=6.8时溶胀比达52。
实施例5
在1000转/分下，将埃洛石加入水中，配制成浓度为10%的悬浮液；在1000转/分下，将羧甲基壳聚糖和琥珀酰壳聚糖以质量分数1:1溶于水中，配制成浓度为3%的凝胶溶液。在1000转/分下，将埃洛石悬浮液加入羧甲基壳聚糖和琥珀酰壳聚糖凝胶溶液中搅拌1h后，在功率为100w和频率60kHz超声处理30min。在500转/分下，用注射器将混合溶液滴入5%氯化钙溶液中，搅拌3h后过滤纳米复合凝胶粒子，用蒸馏水润洗，真空干燥后得到埃洛石纳米复合凝胶微球。.纳米复合凝胶微球的直径在2-4mm，在pH=2时几乎不溶胀，而在pH=6.8时溶胀比达42。
实施例6
在1000转/分下，将埃洛石加入水中，配制成浓度为10%的悬浮液；在1000转/分下，将羧甲基壳聚糖和琥珀酰壳聚糖以质量分数1:1溶于水中，配制成浓度为3%的凝胶溶液。在1000转/分下，将埃洛石悬浮液加入羧甲基壳聚糖和琥珀酰壳聚糖凝胶溶液中，同时加入替加氟搅拌1h后，在功率为100w和频率60kHz超声处理30min。在500转/分下，用注射器将混合溶液滴入5%氯化钙溶液中，搅拌3h后过滤纳米复合凝胶粒子，用蒸馏水润洗，真空干燥后得到埃洛石纳米复合凝胶微球。在pH=1.2时几乎不释放药物，而在pH=6.8时24h药物释放率达82%。
Claims (8)
1.一种埃洛石纳米复合凝胶微球，其特征在于该微球的组份以及质量百分含量为埃洛石50～90%，壳聚糖衍生物10～50%。
2.如权利要求1所述的埃洛石纳米复合凝胶微球，其特征在于所述的埃洛石是经过酸处理或热处理中的一种或其组合。
3.如权利要求1所述的埃洛石纳米复合凝胶微球，其特征在于所述的壳聚糖衍生物选自羧甲基壳聚糖、壳聚糖季铵盐以及琥珀酰壳聚糖中的一种或二种。
4.一种如权利要求1-3所述的埃洛石纳米复合凝胶微球的制备方法，其特征在于首先将埃洛石和壳聚糖衍生物分别制成悬浮液和凝胶溶液，然后将埃洛石悬浮液加入壳聚糖衍生物凝胶溶液中，在室温下反应2～4小时后，通过离子凝胶法制得纳米复合载药凝胶微球。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于该方法的工艺步骤为：
A埃洛石悬浮液的制备：在搅拌状态下，将经过处理的埃洛石加入蒸馏水中，制成浓度在5～15%的悬浮液；
B壳聚糖衍生物凝胶溶液的制备：在搅拌状态下，将壳聚糖衍生物溶解在蒸馏水中，制成浓度为1～5wt%的凝胶溶液；
C纳米复合凝胶液的制备：在搅拌状态下，将埃洛石悬浮液和壳聚糖衍生物凝胶溶液以体积比为1:1～10:1的比例混合均匀，然后进行超声处理；
D纳米复合凝胶微球的制备：在搅拌状态下，用注射器将混合溶液滴入氯化钙溶液中，制得纳米复合凝胶粒子，用蒸馏水润洗，真空干燥后得到埃洛石纳米复合凝胶微球。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述的步骤C中超声处理功率为20～200w，超声波的频率为30～60kHz，时间为20～40min。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述的步骤C中的过程中可同时加入双氯芬酸钠或替加氟。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述的步骤D中的氯化钙溶液的浓度为3～8wt%，搅拌时间为2～4h。
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