CN103768605B - 一种有机/无机杂化纳米纤维载药微球的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有机/无机杂化纳米纤维载药微球的制备方法，包括：制备载药纳米粒子，配制聚合物溶液，将载药纳米粒子加入到聚合物溶液中，经过充分超声及搅拌均匀后，将预热的丙三醇逐滴加入聚合物/纳米粒子混合溶液中，然后将混合物溶液快速置于低温环境中，经过相分离和溶剂交换后，最终制备出在0.5～500微米范围内粒径可控有机/无机的杂化纳米纤维载药微球。本发明所制备的有机/无机杂化纳米纤维载药微球具有良好的生物相容性、载药量高、比表面积大和能够长期受控释放等优点；可应用于组织修复和癌症治疗，在生物医学工程和组织工程等领域具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于载药杂化微球领域，特别涉及一种有机/无机杂化纳米纤维载药微球的制备方法。
背景技术
随着生物医学工程的发展，微球已经成为药物新型给药技术的研究热点之一。目前，通常利用生物可降解的有机高分子聚合物材料将目标药物分子制成可注射用的微球作为给药制剂，药物随着聚合物的降解逐渐释放，达到药物缓释的目的。该种新型制剂可在几周或者几个月内实现药物释放，从而维持体内有效的血药浓度，减少给药次数，减慢给药频率从而提高病患对药物的依从性。迄今为止，国内外针对微球已经展开大量研究，并取得显著进展，但绝大多数注射型微球受到一些因素的影响，例如制备过程破坏药物稳定性，制备后会引起药物突释等问题，仍处于探索研究阶段。
为了提高药物稳定性，降低或者减缓注射微球的突释效应，实现载药体的长效性，主要的改善途径包括以下两个方面：一方面是通过改善药物的结构或者引入修饰基团，从而提升药物性质，控制目标药物分子的迁移；另一方面是选择合适的载体材料，改进实验条件，改善制备工艺，引入添加剂，从而控制微球的结构、粒径和药物的装载量，使药物载体的结构和性质发生变化的同时，提高药物稳定性的同时阻缓药物突释。
近年来，纳米医学的蓬勃发展，纳米药物载体为解决药物突释现象以及增加药物稳定性提供了新的思路。纳米药物递送体系是指通过物理或化学方式将药物分子装载在纳米材料载体上，形成药物-载体的复合体系。它能控制药物释放，改善药物的利用率和治疗效果，并降低药物的不良反应；提高难溶性药物在水溶液中的溶解性；将药物分子靶向递送至特定的细胞或器官；可递送细胞难以摄取的生物大分子药物至细胞内的活性部位，从细胞或者分子水平提高治疗效果。目前，鉴于单一性能的药物载体材料，很难达到很好传递以及控制释放药物的效果，早已不能满足病患的需要。若通过将两种或多种材料进行复合，实现材料间的性能互补和优化，可制备出性能优异的复合材料，具有广阔的应用前景，专家预测复合材料将成为21世纪的主导材料。因此，无机纳米粒子和有机高分子材料在纳米尺度结合形成复合材料，同负载药物，制备出杂化载药微球，可以使有机、无机两相间形成巨大的作用力或者形成互穿的网络结构。这样，就可以兼具有机高分子材料和无机材料性能的同时，克服单一的有机或者无机材料的局限性，同时在比表面积、力学、细胞粘附力、生物相容性和药物控释等方面呈现出新的特性，具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种有机/无机杂化纳米纤维载药微球的制备方法，该方法设备装置简单，操作简便，有助于工业化生产；所获得的载药纳米纤维载药微球分散性好，稳定性好，粒径均一，可长时间保存，并具有良好的生物相容性和生物可降解性。
本发明的一种有机/无机杂化纳米纤维载药微球的制备方法，包括：
（1）制备载药纳米粒子；
载药纳米粒子可以在市场上购买或根据现有技术制备，不同载药粒子有着不同的制备工艺，以被报道的介孔二氧化硅纳米粒子为例，载药介孔二氧化硅纳米粒子制备工艺如下：步骤一：制备出介孔硅纳米粒子。将1.8克的十六烷基三甲基溴化铵和3.0克的氟化铵溶于500毫升去离子水中，至于80℃搅拌1小时，逐滴加入9毫升的原硅酸四乙酯，在80℃中搅拌2小时后离心，用水和乙醇洗涤，收集后至于加入含有4毫升盐酸和200毫升无水乙醇的混合溶液中，在90℃下回流20小时，干燥后进行药物装载。步骤二：药物装载以抗癌药阿霉素为例，将阿霉素配制成10毫克/毫升的溶液，将已制备的1克介孔硅纳米粒子加入阿霉素溶液中，反复抽真空，经过充分搅拌，离心收集，制得载药介孔硅纳米粒子；
（2）将聚合物溶解在溶剂中，配制成质量百分比浓度5～30%的聚合物溶液；
（3）将步骤（1）制备的载药纳米粒子加入步骤（2）的聚合物溶液中，经过超声分散，搅拌，制备成均匀悬液；其中，载药纳米粒子为聚合物质量的1～20%；
（4）量取丙三醇，经过预热后，将步骤（3）制备的悬液加入到丙三醇中搅拌，然后置于低温环境中；其中，丙三醇体积为聚合物溶液体积的1～10倍；
（5）加入预冷冰水进行溶剂交换，收集微球，并用纯净水洗涤，冷冻干燥，即得有机/无机杂化纳米纤维载药微球。
所述步骤（1）中的纳米粒子为无机非金属纳米粒子、金属纳米粒子中的一种或者几种；纳米载体结构为球体、棒状、管状、囊泡中的一种或者几种；载体粒径为10～500纳米。
所述无机非金属纳米粒子为介孔硅纳米粒子、羟基磷灰石纳米粒子、介孔生物活性玻璃、碳纳米管、石墨烯中的一种或者几种；金属纳米粒子为四氧化三铁、金纳米粒子、银纳米粒子、氧化锌、硫化铜纳米粒子中的一种或者几种。
所述步骤（1）中的药物为生长因子、治疗性药物、抗生素、中药提取物中的一种或几种。
所述生长因子为磷酸鞘氨醇、血管内皮生长因子、碱性成纤维生长因子、表皮生长因子中的一种或者几种；治疗性药物为阿霉素、地塞米松、洛莫司汀、卡莫司汀、卡培他滨、紫杉醇、羟基喜树碱中的一种或几种；抗生素为青霉素类、头孢菌素类、磺胺类、糖肽类、甾体抗炎药、非甾体抗炎药中的一种或几种；中药提取物为淫羊藿苷、芍药苷、丹参酮、黄酮中的一种或几种。
所述步骤（2）中的聚合物为聚乳酸、聚羟基乙酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚己内酯、聚乙烯醇中的一种或者几种。
所述步骤（2）中的溶剂为1,4-二氧六环、四氢呋喃、N,N-二甲基酰胺、氯仿、丙酮中的一种或者几种。
所述步骤（4）中丙三醇的预热温度为40～60℃；搅拌时间为3～20分钟。
所述步骤（4）中低温环境的温度为-200～-20℃；在低温环境中保持5～30分钟。
所述步骤（5）中溶剂交换时间为12～48小时；纯净水的体积为500～4000毫升。
本发明充分利用掺杂纳米粒、相分离等技术的优势，将医学上可接受的装载药物的纳米粒子和聚合物溶液进行混合制备出载药的纳米纤维微球，达到促进细胞在支架上的粘附、增殖及分化等，同时控制释放药物。
有益效果
（1）本发明实验装置简易，操作简单，有助于大批量生产；
（2）本发明制备时间短，药物有纳米载体包覆，不会引起药物的生物活性成分的提前释放和失活；
（3）本发明制备的有机/无机杂化纳米纤维载药微球，可促进细胞与微球的粘附的同时实现药物释放，提高治疗效果；
（4）本发明制备的有机/无机杂化纳米纤维载药微球具有良好的生物相容性，稳定性好，可长期保存。
附图说明
图1是实施例1所制备的载阿霉素介孔硅纳米粒子的TEM照片；
图2是实施例1所制备的载阿霉素介孔硅纳米粒子/聚乳酸纳米纤维微球的SEM照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
制备载有阿霉素介孔二氧化硅/聚乳酸的复合纳米纤维微球，用于肿瘤治疗。
（1）制备介孔二氧化硅纳米粒子，对其负载阿霉素；
（2）配制质量体积比为1:20的聚乳酸的四氢呋喃溶液10ml；
（3）将步骤（1）制备的载阿霉素介孔硅纳米粒子加入步骤（2）配好的聚乳酸溶液中，经过超声分散，搅拌，制备成均匀悬液；其中，载药纳米粒子为聚合物质量的5%；
（4）量取20ml丙三醇，预热至50℃后，将步骤（3）制备的悬液逐滴加入到丙三醇中，搅拌10分钟后快速至于干冰上，保持20分钟；
（5）加入预冷的纯净水进行溶剂交换20小时，收集微球，并用1000毫升纯净水洗涤，冷冻干燥，即可制得药物装载率为2.8%，平均粒径为45微米的负载阿霉素介孔二氧化硅/聚乳酸复合纳米纤维微球。
实施例2
制备载有淫羊藿苷羟基磷灰石/聚乳酸的复合纳米纤维微球，用于骨组织的重建。
（1）制备羟基磷灰石纳米粒子，对其负载淫羊藿苷；
（2）配制质量体积比为1:30的聚乳酸的四氢呋喃溶液15ml；
（3）将步骤（1）制备的淫羊藿苷的羟基磷灰石纳米粒子加入步骤（2）配好的聚乳酸溶液中，经过超声分散，搅拌，制备成均匀悬液；其中，载药纳米粒子为聚合物质量的3%；
（4）量取45ml丙三醇，预热至60℃后，将步骤（3）制备的悬液逐滴加入到丙三醇中，搅拌10分钟后快速至于液氮中，保持15分钟；
（5）加入预冷的纯净水进行溶剂交换24小时，收集微球，并用1000毫升纯净水洗涤，冷冻干燥，即可制得药物装载率为3.7%，平均粒径为58微米的负载淫羊藿苷羟基磷灰石/聚乳酸的复合纳米纤维微球。
Claims (10)
1.一种纳米纤维载药微球的制备方法，包括：
(1)制备载药纳米粒子；其中，纳米粒子为无机非金属纳米粒子、金属纳米粒子中的一种或者几种；所述无机非金属纳米粒子为介孔硅纳米粒子、羟基磷灰石纳米粒子、介孔生物活性玻璃、碳纳米管、石墨烯中的一种或者几种；金属纳米粒子为四氧化三铁、金纳米粒子、银纳米粒子、氧化锌、硫化铜纳米粒子中的一种或者几种；载体粒径为10～500纳米；
(2)将聚合物溶解在溶剂中，配制成质量百分比浓度5～30％的聚合物溶液；其中，聚合物为聚乳酸；溶剂为四氢呋喃；
(3)将步骤(1)制备的载药纳米粒子加入步骤(2)的聚合物溶液中，经过超声分散，搅拌，制备成均匀悬液；其中，载药纳米粒子为聚合物质量的1～20％；
(4)量取丙三醇，经过预热后，将步骤(3)制备的悬液加入到丙三醇中搅拌，然后置于低温环境中；其中，丙三醇体积为聚合物溶液体积的1～10倍；低温环境的温度为-200～-20℃；
(5)加入预冷冰水进行溶剂交换，收集微球，并用纯净水洗涤，冷冻干燥，即得纳米纤维载药微球。
2.根据权利要求1所述的一种纳米纤维载药微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的纳米载体结构为球体、棒状、管状、囊泡中的一种或者几种。
3.根据权利要求1所述的一种纳米纤维载药微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的药物为生长因子、抗生素、中药提取物中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的一种纳米纤维载药微球的制备方法，其特征在于：所述生长因子为磷酸鞘氨醇、血管内皮生长因子、碱性成纤维生长因子、表皮生长因子中的一种或者几种；抗生素为青霉素、头孢菌素、磺胺、糖肽、甾体抗炎药、非甾体抗炎药中的一种或几种；中药提取物为淫羊藿苷、芍药苷、丹参酮、黄酮中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种纳米纤维载药微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的药物为治疗性药物。
6.根据权利要求5所述的一种纳米纤维载药微球的制备方法，其特征在于：所述治疗性药物为阿霉素、地塞米松、洛莫司汀、卡莫司汀、卡培他滨、紫杉醇、羟基喜树碱中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种纳米纤维载药微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中丙三醇的预热温度为40～60℃；搅拌时间为3～20分钟。
8.根据权利要求1所述的一种纳米纤维载药微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中在低温环境中保持5～30分钟。
9.根据权利要求1所述的一种纳米纤维载药微球的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中溶剂交换时间为12～48小时；纯净水的体积为500～4000毫升。
10.一种按权利要求1所述的纳米纤维载药微球的制备方法制备得到的纳米纤维载药微球。
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