CN104689374A - 一种有机/无机双相杂化靶磁性载中药复合微球 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机/无机双相杂化靶磁性载中药复合微球,利用电磁场促进组织再生的生物学机制以及杂化仿生技术,以壳聚糖为有机基质,可溶性铁盐和亚铁盐为无机相四氧化三铁的先驱物,可溶性钙盐和磷酸盐为无机相羟基磷灰石的前驱体;利用有机相的模板作用与无机物离子在界面处的相互作用,引导羟基磷灰石和四氧化三铁在有机基质上原位非均匀成核结晶形成均匀分散的纳米颗粒,同时复合了能促进成骨细胞增殖的传统中药-淫羊藿苷,制备了一种靶磁性载中药复合微球。本发明制备条件温和,粒径均匀,成球性良好,生物相容性和生物可降解性良好,具有靶磁性和控释缓双重作用,有望成为治疗骨缺损等骨组织疾病中的一种新颖的骨修复材料。
Description
技术领域
本发明属于生物医用材料技术领域,具体涉及一种有机/无机双相杂化靶磁性载中药复合微球及其制备方法。
背景技术
骨缺损已经成为现在生物和医药领域的研究热点,因意外、疾病、遗传或其他原因造成的骨组织缺损是临床上的常见病,也是骨科治疗的难题之一。目前,治疗骨缺损的方法有自体骨移植和异体骨移植、组织工程技术和基因治疗法等。近年来,微球、微囊等在生物医学领域的研究已经得到越来越多的重视。微球是一种以适宜高分子材料为载体制成的球形或类球形微粒,有关研究表明,颗粒的形态和结构能影响颗粒在人体内的活性,形状不规则的颗粒植材入人体会产生炎症等不良反应,因此,形状较规则的球状载药颗粒是作为植入药物载体的优先选择。
随着生物医学工程的发展,电磁场的生物学效应越来越受到人们的重视。古代已有利用电磁场治疗骨组织疾病的历史,临床上电磁场主要应用于治疗骨折、神经系统损伤以及软组织损伤的修复,并已取得满意的效果。 首先,成骨细胞作为骨发生细胞,对于骨损伤的修复与重建至关重要。研究发现,磁场可以通过直接作用于成骨细胞的DNA,影响基因的表达和促进蛋白质的合成从而促进细胞的增殖。在实验室骨折治疗中证实,脉冲磁场能促进骨胶原的合成,增加骨组织的血液供应,从而加速骨折的愈合;低频和静磁场具有促进组织再生的生物学作用。利用电磁场的这种功能,利用杂化仿生法将铁盐和亚铁盐原位生成超顺磁Fe3O4,作为复合微球的原料之一,这种杂化仿生的方法,反应条件温和,没有残留毒副物质产生,并且可降低有机与无机界面的界面能,引导纳米四氧化三铁在有机基质上原位结晶形成均匀分散的纳米颗粒,克服了水热合成法导致的四氧化三铁纳米粒的聚集问题。
磁性载药微球作为给药载体,主要具有以下优势: (1)药物随着载体被吸附到靶区周围,使靶区很快达到所需浓度,而在其他部位分布量相对减少,因此可降低给药剂量;(2)药物绝大部分在局部作用,相对减少了药物对人体正常组织的毒副作用,特别是降低对肝、脾、肾等造血和排泄系统的损害;(3)加速产生药效,提高疗效。
壳聚糖是一种带正电荷的天然聚多糖,其结构与细胞外基质的主要成分—糖胺聚糖十分类似,能促进伤口愈合和骨组织的形成,降解产物对人体无毒副作用,并且具有良好的生物降解性和生物相容性。近年来,已有多位学者将壳聚糖与纳米羟基磷灰石复合制成多孔支架材料,而采用杂化仿生法在壳聚糖上原位结晶形成纳米羟基磷灰石,从而作为靶磁性载药微球材料的方法鲜有报道。
中医药治疗骨折和骨不连具有数千年的历史,用药独到、简便灵验。研究表明,中药淫羊藿的有效成分-淫羊藿苷,是其黄酮类化合物的主体成分,可促进骨髓细胞DNA的合成以及成骨细胞BMP和基因的表达, 诱导骨髓间充质干细胞成骨分化, 增强成骨细胞活性,抑制破骨细胞的吸收,从而对骨质疏松起到良好的拮抗作用。此外,淫羊藿苷具有来源广泛、提取工艺相对简单、性质稳定、易于储存、可耐受消毒性等生物学优点,因此,淫羊藿苷可作为一种新型成骨诱导活性因子用于骨再生研究。这里,我们采用杂化仿生的方法,构建靶磁性壳聚糖-羟基磷灰石控缓释骨修复复合微球, 在电磁场可以促进组织再生的生物学基础上,利用超顺磁四氧化三铁对传统中药的靶向性,纳米羟基磷灰石的大比表面积和高表面活性装载传统中药,壳聚糖对药物的包埋功能,以及有机基质与无机基质的相互静电作用,增加载药量,起到靶磁性和控缓释双重作用,作为骨填充材料进行局部定向释药,通过体外细胞复合培养评价体系初步探讨其用于骨修复的可行性。
近年来“融合高技术磁性医疗”,靶向制剂又称靶向给药系统,为第四代药物制剂,指载体通过局部给药或全身血液循环而选择性地浓集定位于靶组织、靶器官、靶细胞或者细胞内结构的给药系统。应用后可以在病变部位高度集中,正常部位只有少量药物,从而最大限度提高治疗效果,减少全身性的毒副作用。在治疗骨缺损等骨组织疾病中与中药-淫羊藿苷起到相辅相成的目的。
基于目前的基础研究成果,本研究以治疗和修复骨折、骨缺损等骨组织疾病为目的,利用壳聚糖中的羟基和氨基基团对四氧化三铁以及羟基磷灰石的原位诱导结晶作用,调控无机矿物在有机基质上原位非均匀成核结晶,同时包载具有促进骨修复功能的中药-淫羊藿干,有机/无机双相杂化靶磁性载中药复合微球。该给药系统,基于磁力的组织工程,直接作用于成骨细胞的DNA,影响基因的表达和促进蛋白质的合成,具有促进组织再生的生物学作用;同时融合高技术磁性医疗,利用超顺磁四氧化三铁与中药-淫羊藿干的静电相互作用,增大载药量,在体外磁场定向引导下,具有靶向磁性和控制缓释双重作用,可提高靶区药物浓度,从而提高疗效,降低毒副作用,有望能在治疗骨缺损等骨组织疾病中与淫羊藿苷起到相辅相成的目的。并且在微球内部形成无数微小磁场,对成骨细胞形成持续的微弱磁力刺激,从而有望更好地治疗并修复骨质疏松、骨折、骨缺损等骨组织疾病。
发明内容
本发明的目的在于骨组织缺损的修复。利用电磁场促进组织再生的生物学机制以及磁性微球的靶磁性,利用杂化仿生法将性能完全不同的有机相与无机相结合起来, 实现二者分子级复合,制备一种具有靶磁性和控缓释双重作用的有机/无机双相杂化载中药复合微球。该方法的制备工艺条件温和,操作简捷,无毒副作用,成本较低,制备所得的复合微球粒径可控,成球性好,无机相分散均匀,性能优越。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种有机/无机双相杂化靶磁性载中药复合微球:利用电磁场促进组织再生的生物学机制以及杂化仿生技术,以壳聚糖为有机基质,可溶性铁盐和可溶性亚铁盐无机相为纳米四氧化三铁先驱物,可溶性钙盐和可溶性磷酸盐为无机相纳米羟基磷灰石的前驱体;利用有机相的模板作用与无机物离子在界面处的相互作用,从分子水平调控无机矿物相的析出,通过两相之间的晶格匹配、静电作用、立体化学互补以及空间定位作用,引导纳米羟基磷灰石和纳米四氧化三铁在有机基质上原位非均匀成核结晶形成均匀分散的纳米颗粒,使无机相具有一定的形状、尺寸、取向和结构。同时复合了对成骨细胞具有促进增殖和分化作用的传统中药-淫羊藿苷,杂化仿生制备有机/无机双相杂化靶磁性载中药复合微球。
制备方法包括以下步骤:
(1)将壳聚糖溶解于体积分数为1~2%的乙酸溶液中,淫羊藿苷溶解于无水乙醇中;
(2)磁力搅拌下,往壳聚糖的乙酸溶液中加入淫羊藿苷的醇溶液;再按照HAP的化学计量比Ca/P = 1.67,缓慢加入浓度为1.5~3mol/L的可溶性钙盐和浓度为0.6~1.8mol/L的可溶性磷酸盐溶液;
(3)按四氧化三铁的化学计量比n(Fe3+):n( Fe2+)=2:1,向步骤(2)得到的混合液中依次加入浓度为0.1~0.3mol/L的可溶性铁盐溶液和浓度为0.05~0.15mol/L的可溶性亚铁盐溶液;
(4)以1~3 mol/L KOH或NaOH的乙醇/水溶液为凝胶浴,其中乙醇与水的体积比为1~2:1,将步骤(3)的混合液通过高压静电微囊成型装置,滴入凝胶浴中成型。
(5)将成型的微球连同凝胶浴一并置于37oC水浴锅中水浴8~12h,然后用去离子水反复洗涤至中性,移至-4℃冰箱预冷冻,-10℃~-80℃冷藏后, 再转入冷冻干燥机中进行冷冻干燥至少24h, 至完全脱水, 即获得一种有机/无机双相杂化靶磁性载中药复合微球。
步骤(1)所述的淫羊藿苷醇溶液的体积为2ml,搅拌时间为1h。
步骤(2)所述的可溶性钙盐是硝酸钙或氯化钙,可溶性磷酸盐是磷酸氢二钾、磷酸二氢
钾、磷酸氢二钠或磷酸二氢的一种或几种。
步骤(2)所述的可溶性钙盐溶液和可溶性磷酸盐溶液,前者搅拌0.5~1h,后者搅拌2~4h。
步骤(3)所述的可溶性铁盐是氯化铁、硝酸铁或硫酸铁,可溶性亚铁盐是氯化亚铁或硫酸亚铁中的一种。
步骤(4)的最终混合液中,壳聚糖的质量百分比为2~4%; 淫羊藿苷的质量百分比为0.03~0.08%; 加入的Ca/P前驱体溶液理论形成HAP量为3~5%; 杂化形成的Fe3O4的理论百分比为2~4%。
一种有机/无机双相杂化靶磁性载中药复合微球的制备,可以简单概括为以下几个过程:
(1)有机基质与无机离子的界面识别,形成有效的成核位点;
(2)药物分子在有机基质上的吸附;
(3)超顺磁四氧化三铁与中药静电相互作用,吸附药物分子;
(4)复合微球的成型;
(5)有机基质调控无机离子原位成核结晶自组装成纳米粒;
(6)复合微球的后处理。
本发明的显著优点在于:壳聚糖是一种带正电荷的天然多糖,不与体液发生反应并可被机体的溶菌酶生物降解,并能促进伤口愈合和骨的形成,具有无免疫原性、无毒性等特性。利用电磁场促进组织再生的生物学机制以及杂化仿生技术,以壳聚糖为有机基质,可溶性铁盐和可溶性亚铁盐为纳米四氧化三铁的先驱物,可溶性钙盐和可溶性磷酸盐为纳米羟基磷灰石的前驱体;利用壳聚糖中的羟基和氨基基团对四氧化三铁以及羟基磷灰石通过离子配位、静电吸引以及氢键相互结合,为后续无机晶体的定位生长提供了有效的成核位点,调控无机矿物在有机基质上原位非均匀成核结晶;同时复合了对成骨细胞具有促进增殖和分化作用的传统中药-淫羊藿苷,利用电磁场与基质、药物的静电相互作用,增加载药量,起到靶磁性和控缓释双重作用,作为骨修复材料进行局部定向释药,杂化仿生制备了靶磁性有机/无机控缓释骨修复复合微球。
本发明是一种新颖的骨修复材料,采用杂化仿生及其制备方法,制备条件温和,过程简易,粒径均匀,成球性良好,材料具有良好的生物相容性和生物可降解性。此种给药系统,基于磁力的组织工程,直接作用于成骨细胞的DNA,影响基因的表达和促进蛋白质的合成,具有促进组织再生的生物学作用;同时融合高技术磁性医疗,利用超顺磁四氧化三铁与中药-淫羊藿干的静电相互作用,增大载药量,在体外磁场定向引导下,具有靶向磁性和控制缓释双重作用,可提高靶区药物浓度,从而提高疗效,降低毒副作用,有望能在治疗骨缺损等骨组织疾病中与淫羊藿苷起到相辅相成的目的。
相对于其他骨修复材料有以下优点:
(1)复合微球中的各组分具有较好的生物相容性;
(2)采用杂化仿生技术,使得无机相在微球上实现了纳米级分散;
(3)利用超顺磁四氧化三铁与中药-淫羊藿干的静电相互作用,增大载药量,可降低给药剂量,在治疗骨缺损等骨组织疾病中与淫羊藿苷起到相辅相成的目的。
(4)融合高技术磁性医疗,在体外磁场定向引导下,该复合微球具有靶向磁性和控制缓释双重功效,可提高靶区药物浓度,从而提高疗效,降低毒副作用;
(5)利用高压静电微囊成型装置,制备的微球粒径均匀,成球性良好,通过改变电压大小,使得复合微球的粒径具有可控性,根据不同的粒径需求选择电压大小;
(6)体外微球细胞复合培养结果表明,该复合材料具有良好的生物相容性和生物可降解性。
(7)该复合微球的制备条件温和,工艺较简单,操作方便,成本低。
附图说明
图1是有机/无机双相杂化靶磁性载中药复合微球的体视显微镜图。
图2是有机/无机双相杂化靶磁性载中药复合微球的局部SEM扫描电子显微镜图。
图3是不同组分复合微球的FT-IR红外图:(a) CS,(b) CS/HAP,(c) CS/HAP/Fe3O4,(d) CS/HAP/Fe3O4-ICA。
图4是不同组分复合微球的XRD图:(a) CS/HAP , (b) CS/HAP/Fe3O4, (c) CS/HAP/Fe3O4-ICA。
图5是有机/无机双相杂化靶磁性载中药复合微球的DSC-TGA热重图。
图6是有机/无机双相杂化靶磁性载中药复合微球的XPS光电子能谱图。
图7是有机/无机双相杂化靶磁性载中药复合微球的磁滞回归线图以及表征宏观磁性的数码照片。
具体实施方式
实施例1
1)配制1.5mol/L的可溶性钙盐溶液,1.8mol/L的可溶性磷酸盐溶液;按质量百分比计算壳聚糖、淫羊藿苷的含量分别为2%、0.05%;
2)将所述配比的壳聚糖溶于1%乙酸溶液,所述配比的淫羊藿苷溶于无水乙醇中;
3)将淫羊藿苷醇溶液缓慢地加入上述溶液中,搅拌使其充分混合均匀;
4)按照n(Ca2+):n(PO4 3-)=1.67:1的比例将一定量的可溶性钙盐溶液,可溶性磷酸盐溶液分别加入到上述混合液中,前者搅拌30min,后者搅拌4h,理论形成HAP的质量配比为5%;
5) 按照n(Fe3+):n( Fe2+)=2:1的比例将一定量的可溶性铁盐,可溶性亚铁盐分别加入到上述混合液中,两者分别持续搅拌30min,理论形成的Fe3O4质量配比为2%;
6)将上述混合液通过高压静电微囊成型装置,滴入0.5mol/L NaOH的水溶液中成型,装置电压K=1.1kPa, 连同凝胶浴一起置入37℃水浴锅中8h,进行原位结晶,再用去离子水反复浸洗至中性,-80℃预冷冻后进行冷冻干燥获得产品。
实施例2
1)配制2.4mol/L的可溶性钙盐溶液,1.2mol/L的可溶性磷酸盐溶液;按质量百分比计算壳聚糖、淫羊藿苷的含量分别为1.5%、0.08%;
2)将所述配比的壳聚糖溶于1%乙酸溶液,所述配比的淫羊藿苷溶于无水乙醇中;
3)将淫羊藿苷醇溶液缓慢地加入上述溶液中,搅拌使其充分混合均匀;
4)按照n(Ca2+):n(PO4 3-)=1.67:1的比例将一定量的可溶性钙盐溶液,可溶性磷酸盐溶液分别加入到上述混合液中,前者搅拌45min,后者搅拌3h,理论形成HAP的质量配比为4%;
5) 按照n(Fe3+):n( Fe2+)=2:1的比例将一定量的可溶性铁盐,可溶性亚铁盐分别加入到上述混合液中,两者分别持续搅拌45min,理论形成的Fe3O4质量配比为3%;
6)将上述混合液通过高压静电微囊成型装置,滴入1.0mol/L NaOH的水溶液中成型,装置电压K=1.5kPa, 连同凝胶浴一起置入37℃水浴锅中10h,进行原位结晶,再用去离子水反复浸洗至中性,-80℃预冷冻后进行冷冻干燥获得产品。
实施例3
1)配制3mol/L的可溶性钙盐溶液,0.6mol/L的可溶性磷酸盐溶液;按质量百分比计算壳聚糖、淫羊藿苷的含量分别为2.5%、0.03%;
2)将所述配比的壳聚糖溶于1%乙酸溶液,所述配比的淫羊藿苷溶于无水乙醇中;
3)将淫羊藿苷醇溶液缓慢地加入上述溶液中,搅拌使其充分混合均匀;
4)按照n(Ca2+):n(PO4 3-)=1.67:1的比例将一定量的可溶性钙盐溶液,可溶性磷酸盐溶液分别加入到上述混合液中,前者搅拌1h,后者搅拌2h,理论形成HAP的质量配比为3%;
5) 按照n(Fe3+):n( Fe2+)=2:1的比例将一定量的可溶性铁盐,可溶性亚铁盐分别加入到上述混合液中,两者分别持续搅拌1h,理论形成的Fe3O4质量配比为4%;
6)将上述混合液通过高压静电微囊成型装置,滴入1.5mol/L NaOH的水溶液中成型,装置电压K=2.2kPa, 连同凝胶浴一起置入37℃水浴锅中12h,进行原位结晶,再用去离子水反复浸洗至中性,-80℃预冷冻后进行冷冻干燥获得产品。
实施例4
1)配制2.4mol/L的可溶性钙盐溶液,1.2mol/L的可溶性磷酸盐溶液;按质量百分比计算壳聚糖、淫羊藿苷的含量分别为1.5%、0.03%;
2)将所述配比的壳聚糖溶于1%乙酸溶液,所述配比的淫羊藿苷溶于无水乙醇中;
3)将淫羊藿苷醇溶液缓慢地加入上述溶液中,搅拌使其充分混合均匀;
4)按照n(Ca2+):n(PO4 3-)=1.67:1的比例将一定量的可溶性钙盐溶液,可溶性磷酸盐溶液分别加入到上述混合液中,前者搅拌45min,后者搅拌3h,理论形成HAP的质量配比为5%;
5) 按照n(Fe3+):n( Fe2+)=2:1的比例将一定量的可溶性铁盐,可溶性亚铁盐分别加入到上述混合液中,两者分别持续搅拌lh,理论形成的Fe3O4质量配比为2%;
6)将上述混合液通过高压静电微囊成型装置,滴入1.5mol/L NaOH的水溶液中成型,装置电压K=2.2 kPa, 连同凝胶浴一起置入37℃水浴锅中8h,进行原位结晶,再用去离子水反复浸洗至中性,-80℃预冷冻后进行冷冻干燥获得产品。
实施例5
1)配制1.5mol/L的可溶性钙盐溶液,1.8mol/L的可溶性磷酸盐溶液;按质量百分比计算壳聚糖、淫羊藿苷的含量分别为2%、0.05%;
2)将所述配比的壳聚糖溶于1%乙酸溶液,所述配比的淫羊藿苷溶于无水乙醇中;
3)将淫羊藿苷醇溶液缓慢地加入上述溶液中,搅拌使其充分混合均匀;
4)按照n(Ca2+):n(PO4 3-)=1.67:1的比例将一定量的可溶性钙盐溶液,可溶性磷酸盐溶液分别加入到上述混合液中,前者搅拌1h,后者搅拌2h,理论形成HAP的质量配比为3%;
5) 按照n(Fe3+):n( Fe2+)=2:1的比例将一定量的可溶性铁盐,可溶性亚铁盐分别加入到上述混合液中,两者分别持续搅拌45min,理论形成的Fe3O4质量配比为3%;
6)将上述混合液通过高压静电微囊成型装置,滴入1.0mol/L NaOH的水溶液中成型,装置电压K=1.5kPa, 连同凝胶浴一起置入37℃水浴锅中10h,进行原位结晶,再用去离子水反复浸洗至中性,-80℃预冷冻后进行冷冻干燥获得产品。
实施例6
1)配制3mol/L的可溶性钙盐溶液,0.6mol/L的可溶性磷酸盐溶液;按质量百分比计算壳聚糖、淫羊藿苷的含量分别为2.5%、0.08%;
2)将所述配比的壳聚糖溶于1%乙酸溶液,所述配比的淫羊藿苷溶于无水乙醇中;
3)将淫羊藿苷醇溶液缓慢地加入上述溶液中,搅拌使其充分混合均匀;
4)按照n(Ca2+):n(PO4 3-)=1.67:1的比例将一定量的可溶性钙盐溶液,可溶性磷酸盐溶液分别加入到上述混合液中,前者搅拌30min,后者搅拌4h,理论形成HAP的质量配比为4%;
5) 按照n(Fe3+):n( Fe2+)=2:1的比例将一定量的可溶性铁盐,可溶性亚铁盐分别加入到上述混合液中,两者分别持续搅拌30min,理论形成的Fe3O4质量配比为4%;
6)将上述混合液通过高压静电微囊成型装置,滴入0.5mol/L NaOH的水溶液中成型,装置电压K=1.1kPa, 连同凝胶浴一起置入37℃水浴锅中12h,进行原位结晶,再用去离子水反复浸洗至中性,-80℃预冷冻后进行冷冻干燥获得产品。
实施例7
1)配制2.4mol/L的可溶性钙盐溶液,1.8mol/L的可溶性磷酸盐溶液;按质量百分比计算壳聚糖、淫羊藿苷的含量分别为2.5%、0.03%;
2)将所述配比的壳聚糖溶于1%乙酸溶液,所述配比的淫羊藿苷溶于无水乙醇中;
3)将淫羊藿苷醇溶液缓慢地加入上述溶液中,搅拌使其充分混合均匀;
4)按照n(Ca2+):n(PO4 3-)=1.67:1的比例将一定量的可溶性钙盐溶液,可溶性磷酸盐溶液分别加入到上述混合液中,前者搅拌1h,后者搅拌3h,理论形成HAP的质量配比为3%;
5) 按照n(Fe3+):n( Fe2+)=2:1的比例将一定量的可溶性铁盐,可溶性亚铁盐分别加入到上述混合液中,两者分别持续搅拌30min,理论形成的Fe3O4质量配比为2%;
6)将上述混合液通过高压静电微囊成型装置,滴入1.5mol/L NaOH的水溶液中成型,装置电压K=2.2kPa, 连同凝胶浴一起置入37℃水浴锅中12h,进行原位结晶,再用去离子水反复浸洗至中性,-80℃预冷冻后进行冷冻干燥获得产品。
实施例8
1)配制1.5mol/L的可溶性钙盐溶液,1.2mol/L的可溶性磷酸盐溶液;按质量百分比计算壳聚糖、淫羊藿苷的含量分别为1.5%、0.08%;
2)将所述配比的壳聚糖溶于1%乙酸溶液,所述配比的淫羊藿苷溶于无水乙醇中;
3)将淫羊藿苷醇溶液缓慢地加入上述溶液中,搅拌使其充分混合均匀;
4)按照n(Ca2+):n(PO4 3-)=1.67:1的比例将一定量的可溶性钙盐溶液,可溶性磷酸盐溶液分别加入到上述混合液中,前者搅拌45min,后者搅拌3h,理论形成HAP的质量配比为5%;
5) 按照n(Fe3+):n( Fe2+)=2:1的比例将一定量的可溶性铁盐,可溶性亚铁盐分别加入到上述混合液中,两者分别持续搅拌45min,理论形成的Fe3O4质量配比为3%;
6)将上述混合液通过高压静电微囊成型装置,滴入1.0mol/L NaOH的水溶液中成型,装置电压K=1.5kPa,连同凝胶浴一起置入37℃水浴锅中8h,进行原位结晶,再用去离子水反复浸洗至中性,-80℃预冷冻后进行冷冻干燥获得产品。
将所制备的一系列微球进行结构和性能表征,从不同角度观察是否采用杂化仿生技术和纳米自助装技术,原位形成超顺磁四氧化三铁和纳米羟基磷灰石,并对微球的磁性进一步表征。
结论:图1可看出微球形貌比较圆整,粒径均匀;图2可以发现复合微球表面除了短棒状的纳米羟基磷灰石外还有一些颗粒聚集成小堆状,可能是由于少量的淫羊藿苷晶体沉积在微球表面造成的;并且微球表面有相互贯穿的丝网形貌,考虑是在成球过程中,由于原位结晶形成的纳米羟基磷灰石与四氧化三铁与壳聚糖和淫羊藿干发生静电相互作用造成的。图4中,(311)、(400)、(511)晶面的衍射峰为四氧化三铁的主要衍射峰,(002),(211)和(300)晶面的衍射峰为羟基磷灰石的主要衍射峰,说明复合微球中原位生成了四氧化三铁和纳米羟基磷灰石,这与图3红外表征结果相一致。图5可以发现,微球的热失重分为三个阶段,最终剩余重量主要为无机相羟基磷灰石和四氧化三铁。图7的磁滞回线曲线图及宏观图表明该复合微球已经原位形成超顺磁四氧化三铁,这与图6的XPS图的表征结果相符。以上结果表明,采用杂化仿生技术和纳米自助装技术,成功合成超顺磁四氧化三铁和纳米羟基磷灰石,制备了一种有机/无机双相杂化靶磁性载中药复合微球,有望在骨修复中对药物起到良好的靶磁性和控缓释双重作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种有机/无机双相杂化靶磁性载中药复合微球,其特征在于:采用电磁场促进组织再生的生物学机制以及杂化仿生技术,利用壳聚糖中的羟基和氨基基团对羟基磷灰石和Fe3O4的原位结晶诱导作用,调控无机矿物在有机基质上原位非均匀成核结晶,仿生制备具有靶磁性和控缓释双重效果的有机/无机双相杂化载中药复合微球。
2.根据权利要求1所述的有机/无机双相杂化靶磁性载中药复合微球,其特征在于:以壳聚糖为有机基质,可溶性钙盐和可溶性磷酸盐为无机相纳米羟基磷灰石的前驱体,以可溶性铁盐和可溶性亚铁盐为无机相超顺磁纳米Fe3O4的先躯物。
3.根据权利要求2所述的有机/无机双相杂化靶磁性载中药复合微球,其特征在于:复合了传统中药-淫羊藿苷,对成骨细胞具有促进增殖和分化的作用。
4.一种制备如权利要求1所述的有机/无机双相杂化靶磁性载中药复合微球的方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将壳聚糖溶解于乙酸溶液中,淫羊藿苷溶解于无水乙醇中;
(2)磁力搅拌下,往壳聚糖的乙酸溶液中加入淫羊藿苷的醇溶液;再缓慢加入可溶性钙盐和可溶性磷酸盐溶液;
(3)再依次加入可溶性铁盐和可溶性亚铁盐,充分磁力搅拌,形成均质混合液;
(4)以碱溶液为凝胶浴,将步骤(3)的混合液通过高压静电微囊成型装置,滴入凝胶浴中成型;
(5)将成型的微球连同凝胶浴一并水浴处理,然后用去离子水反复洗涤至中性,先预冷冻,再冷冻干燥;即得到所述的有机/无机双相杂化靶磁性载中药复合微球。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:复合微球中包括以下质量百分数的组分:
壳聚糖 2~4%,
淫羊藿苷 0.03~0.08%,
羟基磷灰石 3~5%,
Fe3O4 2~4%。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:各步骤的工艺参数如下:
(1)乙酸溶液的体积分数为1~2%;
(2)可溶性钙盐溶液的浓度为1.5~3mol/L,可溶性磷酸盐溶液的浓度为0.6~1.8mol/L,前者搅拌45min,后者搅拌3h;
(3)可溶性铁盐溶液的浓度为0.1~0.3mol/L,可溶性亚铁盐溶液的浓度为0.05~0.15mol/L,两者分别搅拌30min;
(4)碱溶液为1~3 mol/L KOH或NaOH的乙醇/水溶液,其中乙醇与水的体积比为1~2:1;
(5)37℃水浴处理8~12h,-4℃预冷冻,-10℃~-80℃冷藏后,冷冻干燥48h至完全脱水。
7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:可溶性钙盐是硝酸钙或氯化钙;可溶性磷酸盐是磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、磷酸二氢的一种或几种。
8.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:无机相纳米羟基磷灰石前驱体Ca/P摩尔比为n(Ca2+):n(PO4 3-)=1.67:1。
9.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:淫羊藿苷醇溶液的体积为2ml,加入淫羊藿苷醇溶液搅拌时间为1h。
10.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:无机纳米相超顺磁四氧化三铁前驱体Fe3+/ Fe2+摩尔比为n(Fe3+):n( Fe2+)=2:1。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105255853A (zh) * | 2015-11-10 | 2016-01-20 | 河南工业大学 | 一种磁性羟基磷灰石固定化脂肪酶的制备方法及在食用油脂加工中的应用 |
CN106075589A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-09 | 福州大学 | 一种多相杂化微纳结构磁性复合材料及其制备方法 |
CN108187143A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-06-22 | 福州大学 | 一种兼具磁热效应和原位诱导成骨的多功能复合材料及其制备方法 |
CN108403868A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-08-17 | 浙江中医药大学 | 二仙药对的应用及含有二仙药对的治疗糖尿病骨质疏松的药物 |
CN113082285A (zh) * | 2021-04-07 | 2021-07-09 | 四川大学 | 一种锶和辛伐他汀双负载骨修复微球及其制备方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101077417A (zh) * | 2006-05-26 | 2007-11-28 | 中国科学院理化技术研究所 | 磁靶向药物缓控释载体材料及其制备方法和用途 |
CN101756904A (zh) * | 2008-10-27 | 2010-06-30 | 曹翠珍 | 壳聚糖微球制备工艺 |
CN102134334A (zh) * | 2010-12-29 | 2011-07-27 | 厦门大学 | 磁性壳聚糖微球的制备方法 |
CN103495209A (zh) * | 2013-09-26 | 2014-01-08 | 福州大学 | 自发荧光骨修复磁性缓释微球 |
CN103495210A (zh) * | 2013-09-26 | 2014-01-08 | 福州大学 | 壳聚糖-羟基磷灰石原位负载淫羊藿苷复合微球 |
CN103495204A (zh) * | 2013-09-11 | 2014-01-08 | 乔瑞红 | 负载细胞外全基质的壳聚糖/纳米羟基磷灰石缓释微球及其制备方法 |
CN103690959A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-04-02 | 同济大学 | 一种可注射的中空羟基磷灰石微球/壳聚糖复合药物载体材料及其制备方法 |
-
2015
- 2015-03-26 CN CN201510135182.8A patent/CN104689374B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101077417A (zh) * | 2006-05-26 | 2007-11-28 | 中国科学院理化技术研究所 | 磁靶向药物缓控释载体材料及其制备方法和用途 |
CN101756904A (zh) * | 2008-10-27 | 2010-06-30 | 曹翠珍 | 壳聚糖微球制备工艺 |
CN102134334A (zh) * | 2010-12-29 | 2011-07-27 | 厦门大学 | 磁性壳聚糖微球的制备方法 |
CN103495204A (zh) * | 2013-09-11 | 2014-01-08 | 乔瑞红 | 负载细胞外全基质的壳聚糖/纳米羟基磷灰石缓释微球及其制备方法 |
CN103495209A (zh) * | 2013-09-26 | 2014-01-08 | 福州大学 | 自发荧光骨修复磁性缓释微球 |
CN103495210A (zh) * | 2013-09-26 | 2014-01-08 | 福州大学 | 壳聚糖-羟基磷灰石原位负载淫羊藿苷复合微球 |
CN103690959A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-04-02 | 同济大学 | 一种可注射的中空羟基磷灰石微球/壳聚糖复合药物载体材料及其制备方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105255853A (zh) * | 2015-11-10 | 2016-01-20 | 河南工业大学 | 一种磁性羟基磷灰石固定化脂肪酶的制备方法及在食用油脂加工中的应用 |
CN106075589A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-09 | 福州大学 | 一种多相杂化微纳结构磁性复合材料及其制备方法 |
CN108187143A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-06-22 | 福州大学 | 一种兼具磁热效应和原位诱导成骨的多功能复合材料及其制备方法 |
CN108403868A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-08-17 | 浙江中医药大学 | 二仙药对的应用及含有二仙药对的治疗糖尿病骨质疏松的药物 |
CN113082285A (zh) * | 2021-04-07 | 2021-07-09 | 四川大学 | 一种锶和辛伐他汀双负载骨修复微球及其制备方法 |
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Publication number | Publication date |
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