CN106727430A

CN106727430A - 一种载药多孔纳米粒子的制备方法

Info

Publication number: CN106727430A
Application number: CN201710005561.4A
Authority: CN
Inventors: 肖波; 司笑莹; 陈秋冰
Original assignee: Southwest University
Current assignee: Southwest University
Priority date: 2017-01-04
Filing date: 2017-01-04
Publication date: 2017-05-31

Abstract

本发明公开了一种载药多孔纳米粒子的制备方法。本发明将碳酸氢铵作为致孔剂引入纳米粒子，通过扫描电子显微镜观察，纳米粒子呈圆形或椭圆形，表面出现诸多孔洞。与无孔纳米粒子相比，多孔纳米结构显著改善了药物释放效率，从而有效增强了结肠炎的治疗效率。

Description

一种载药多孔纳米粒子的制备方法

技术领域

本发明属于纳米药物载体技术领域，具体涉及一种载药多孔纳米粒子制备方法以及应用。

背景技术

溃疡性结肠炎（Ulcerative colitis, UC）是炎症性肠病中最重要的一种，主要的临床症状为腹泻、便血、体重下降、腹痛、疲劳以及发烧等。据资料显示，溃疡性结肠炎在欧美国家发病率较高，以美国为例，发病率高达2‰。UC通常随着时间推移，症状逐渐恶化。传统的治疗药物主要包括氨基水杨酸类药物（如 5-氨基水杨酸）、免疫抑制剂类药物（如氨甲嘌呤）和糖皮质激素类药物（如布地奈德）等。

近几年，以聚乳酸-羟基乙酸共聚物（Polylactic-co-glycolic acid，PLGA）为基础的微、纳米粒子得到了广泛的研究，其具有良好的生物相容性、无刺激性、无免疫原性和药物控释等优点。姜黄素（Curcumin, CUR）是从姜科姜黄属姜黄、郁金等植物的根茎中提取的一种活性物质，它对于人类相对安全，但是在中性和碱性环境中易分解，稳定性差，这些缺陷导致其尚未大规模应用于临床。

因此，为了给UC治疗提供一个切实可行的治疗方案，我们用PLGA包裹CUR制备成纳米粒子，同时在粒子中形成一些纳米级别孔洞。相比较传统的实心纳米粒子，多孔纳米粒子药物释放更快，药物的累积释放量更多，成为一种有潜力的UC治疗策略。

发明内容

有鉴于此，本发明在于提供一种载药多孔纳米粒子的制备方法，它具有良好的生物相容性，稳定性，可用于溃疡型结肠炎的治疗。

为实现上述发明目的，技术方案为：

一种载药多孔纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）和姜黄素（CUR）溶于二氯甲烷中，制成溶液；

2)将少量碳酸氢铵水溶液边涡旋边逐滴加入到步骤1)中的有机溶液中，形成混合溶液；

3)将步骤2)的混合溶液逐滴加入到聚乙烯醇水溶液中，形成乳浊液；

4)将步骤3)中所得的乳浊液立即放入冰浴中，并进行超声；

5)超声完毕后，将上述乳浊液迅速倒入到聚乙烯醇水溶液中；

6)在室温条件下，将上述乳浊液中的有机溶剂挥发之后，再离心收集得到的纳米粒子，并用去离子水洗涤3次；

7)将上述纳米粒子重新分散在1 mL含海藻糖的水溶液中，得到悬浊液；

8)将步骤7)的悬浊液在-80摄氏度冷冻过夜后置于冻干机中冻干12～36 小时，得到的纳米粒子存于-20摄氏度冰箱备用。

优选的，所述步骤1)中,PLGA的质量为50~200 mg，CUR的质量为4~16 mg，二氯甲烷的体积为1~5mL；所述步骤2)中,碳酸氢铵的浓度为2~8%，体积为100~200 μL；所述步骤3)中,聚乙烯醇溶液的体积为2~6 mL，聚乙烯醇浓度为1~5% 。

优选的，所述步骤4)中，超声的参数为超声振幅20~50%，每次5~20 s，间隔1~5s，超声时间为0.5~3 min；所述步骤5)中，聚乙烯醇溶液的体积为20~200 mL，浓度为0~0.5% ；所述步骤6)中,离心速率为8000~15000 转/分钟，离心时间为8~30 min。

优选的，所述步骤7)中，海藻糖溶液中海藻糖浓度为3~10% 。

相对于现有的技术，本发明的优点在于：

1. 本发明以PLGA为药物载体材料，并用碳酸氢铵作为致孔剂，制备方法为水包油的溶剂挥发法，整个制备过程简单快捷，制备周期短，产率高；

2. 本发明通过PLGA包裹CUR制备载药纳米粒子，改善CUR水溶性不佳、不稳定、易分解等，更好的把CUR递送到病患部位发挥作用，增加疗效；

3. 本发明引入了碳酸氢铵作为致孔剂，它可以很容易地分解成氨和二氧化碳（酸性条件或升高的温度），气体的释放使粒子表面生成了多个小孔，使粒子不仅可以有效地持续性释放药物，而且相比较传统的实心纳米粒子，多孔纳米粒子药物释放更快，药物的累积释放量更多；

4. 本发明提出改变纳米粒子结构，形成多孔结构可以改善实心纳米粒子在药物释放方面的不足，是对现有的纳米药物的一个突破和重要创新；

5. 本发明提出、制备并开展载药多孔纳米粒子，这将有助于我们更好揭示纳米粒子递送至病变部位的机理和规律，同时为在分子水平上设计具有更优异效果的载药纳米粒子提供理论依据。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。

图1a和b分别为无孔纳米粒子和载药多孔纳米粒子的场发射扫描电镜图。

图2为无孔纳米粒子（用方块表示）和载药多孔纳米粒子（用圆形表示）的CUR体外释放曲线。

图3为口服无孔纳米粒子和载药多孔纳米粒子的治疗溃疡性结肠炎的效果图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

实施例1

实施例1为载CUR多孔纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

1)将100mg PLGA和6mg CUR溶于2mL二氯甲烷中，制成溶液；

2)将3%碳酸氢铵水溶液边涡旋边逐滴加入到步骤1)中的有机溶液中，形成混合溶液；

3)将步骤2)的混合溶液逐滴加入到4mL 5%聚乙烯醇水溶液中，形成乳浊液；

4)将步骤3)中所得的乳浊液立即放入冰浴中，并进行超声, 采用超声振幅50%，每次10s，间隔1s，超声时间为1 min；

5)超声完毕后，将上述乳浊液迅速倒入到50 mL 0.05%聚乙烯醇水溶液中；

6)在室温条件下，将上述乳浊液中的有机溶剂挥发之后，再离心收集得到的纳米粒子，并用去离子水洗涤3次，其中离心速率为12000g，离心时间为20 min；；

7)将上述纳米粒子重新分散在1 mL含5%海藻糖的水溶液中，得到悬浊液；

8)将悬浊液在-80摄氏度冷冻过夜后置于冻干机中冻干12～36 小时，将得到的纳米粒子存于-20摄氏度冰箱备用。

作为对比，我们采用了类似的制备方法来合成载CUR无孔纳米粒子。包括以下步骤：

1)将100mg PLGA和6mg CUR溶于2mL二氯甲烷中，制成溶液；

2)将溶液逐滴加入到4mL 5%聚乙烯醇水溶液中，形成乳浊液；

3)将所得的乳浊液立即放入冰浴中，并进行超声, 采用超声振幅50%，每次10 s，间隔1s，超声时间为1 min；

4)超声完毕后，将上述乳浊液迅速倒入到50 mL 0.05%聚乙烯醇水溶液中；

5)在室温条件下，将上述乳浊液中的有机溶剂挥发之后，再离心收集得到的纳米粒子，并用去离子水洗涤3次，其中离心速率为12000g，离心时间为20 min；；

6)将上述纳米粒子重新分散在1 mL含5%海藻糖的水溶液中，得到悬浊液；

7)将悬浊液在-80摄氏度冷冻过夜后置于冻干机中冻干12～36 小时，将得到的纳米粒子存于-20摄氏度冰箱备用。

图1为纳米粒子的场发射扫描电镜图。（a）图为未加致孔剂制得的无孔纳米粒子；（b）图为致孔剂浓度为3%时的多孔纳米粒子。从得到的电镜照片可以看出，未加致孔剂制得的纳米粒子呈球状，表面光滑平整；碳酸氢铵浓度为3%时制得的纳米粒子小孔致密，且孔径大小较为均匀。

为了模拟药物的体内释放情况，释放液选用 pH = 7.4的磷酸盐缓冲液。

图2为CUR的体外释放曲线。CUR在两种粒子中的释放均呈现两段式的增长趋势。累计释放12 h之前，多孔纳米粒子累积释放35.9%，占总释放量的47.2%；而无孔纳米粒子共计释放27.9%，占总释放量的48.0%。之后的84个小时，CUR的释放速度逐步放缓，最终趋于停止。到96 h 时，多孔纳米粒子和无孔纳米粒子的累计释放率分别为76.17%和58.21%。两种纳米粒子的释放趋势相似，都能达到较为缓慢的释放，同时多孔纳米粒子的最终累计释放率更高，表明对纳米粒子造孔后，有利于CUR的释放，提高CUR利用率，从而提高治疗效果。

另外又进行了小鼠实验来验证药物在体内释放情况。将小鼠分为4组，分别为健康组、葡聚糖硫酸钠盐（dextran sulfate sodium，DSS）处理组、无孔纳米粒子处理组和多孔纳米粒子处理组。健康组饮用饮用水，DSS处理组、无孔纳米粒子处理组和多孔纳米粒子处理组自由饮用 3.5% DSS 溶液。在第三天开始，无孔纳米粒子处理组和多孔纳米粒子处理组每天分别用无孔纳米粒子和有空纳米粒子灌胃，其中CUR浓度为50 μM，健康组和DSS处理组用饮用水灌胃，作为对照。

图3a所示，小鼠自由饮用 DSS 第 5 天开始，体重开始下降，而健康组小鼠体重一直呈现上升趋势。总体来说，无孔纳米粒子处理组和多孔纳米粒子处理组小鼠体重下降较为缓慢，而DSS处理组的小鼠体重下降较为明显。这说明，无孔纳米粒子和多孔纳米粒子对小鼠的病情有所缓解，而多孔纳米粒子处理组的小鼠体重最接近健康组。这说明多孔纳米粒子的治疗效果较好。

髓过氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）值的变化是判断溃疡性结肠炎的一个因素，MPO值越高说明炎症越严重。如图3b所示，无孔纳米粒子处理组和多孔纳米粒子处理组MPO值明显小于DSS处理组，而且多孔纳米粒子处理组的MPO值最接近健康组，这说明两组纳米粒子均有一定的治疗效果，但是多孔纳米粒子的治疗效果更佳。

最后说明的是，以上实施例仅用来说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims

1.一种载药多孔纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将聚乳酸-羟基乙酸共聚物（Polylactic-co-glycolic acid，PLGA）和姜黄素（Curcumin，CUR）溶于二氯甲烷中，制成溶液；

4)将步骤3)中所得的乳浊液立即放入冰浴中，并进行超声；

2.根据权利要求1所述的一种载药多孔纳米粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，PLGA的质量为50~200 mg，CUR的质量为4~16 mg，二氯甲烷的体积为1~5mL；所述步骤2)中,碳酸氢铵的浓度为2~8%，体积为100~200 μL；所述步骤3)中,聚乙烯醇溶液的体积为2~6mL，聚乙烯醇浓度为1~5% 。

3.根据权利要求1所述的一种载药多孔纳米粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤4)中，超声的参数为超声振幅20~50%，每次5~20 s，间隔1~5s，超声时间为0.5~3 min；所述步骤5)中，聚乙烯醇溶液的体积为20~200 mL，浓度为0~0.5% ；所述步骤6)中,离心速率为8000~15000 转/分钟，离心时间为8~30 min。

4.根据权利要求1所述的一种载药多孔纳米粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤7)中，海藻糖溶液中海藻糖浓度为3~10% 。