CN107802618B

CN107802618B - 一种两相混合双重功能高分子缓释膜的制备方法

Info

Publication number: CN107802618B
Application number: CN201711096639.4A
Authority: CN
Inventors: 陈景帝; 刘小翠; 赵耀; 邹琳; 张其清
Original assignee: Fuzhou University
Current assignee: Fuzhou University
Priority date: 2017-11-09
Filing date: 2017-11-09
Publication date: 2020-12-25
Anticipated expiration: 2037-11-09
Also published as: CN107802618A

Abstract

一种两相混合双重功能高分子缓释膜的制备方法，选用的材料其具有生物相容性好、体内可降解的特点，与新型药物递送系统，如微球、纳米粒、泡囊等联合使用来实现局部给药，在抵抗炎症迸发的同时促进皮肤再生和抗粘连，采用原位自组装制备复合材料是一种比较有前景的制备油相/水相两相均匀混合的复合材料的方法，它可以很好的降低油相/水相界面的界面能，实现油相PLGA粒子在有机基质上的均匀分散，选用壳聚糖/芦荟和载姜黄素聚丙交酯乙交酯微球的组合，仿生制备具有双重功效的药物控缓释膜。

Description

一种两相混合双重功能高分子缓释膜的制备方法

技术领域

本发明属于药用生物可降解高分子材料及其制备领域，具体涉及一种用于药物缓释的载药复合膜的简易制备方法。

背景技术

传统药物剂型在药物释放过程中，很难做到控制和延缓药物的释放，会出现稳定性差，药物药效不够持久、药物的毒性难以控制等问题。局部给药系统主要有植入剂和聚合物膜，植入剂可以作为一种局部给药，增加特定部位的药物浓度调节，使药物更接近于靶组织，减少药物的血浓度波动，从而降低药物的毒副作用。因而，植入剂在宫颈炎治疗方面有不可替代的优越性。可降解脂肪族聚酯和天然大分子构成的膜已经在局部给药中得到了应用，比如壳聚糖（CS）、聚乳酸、聚丙交酯以及胶原等。像其它的局部给药载体一样，聚合物膜固定,可以控制负载药物在肿瘤容易复发部位释放，降低毒副作用，提高治疗效率等。因此柔韧性好，控缓释药物的载体,可以通过一种非侵入性传递系统直接局部给药以用于治疗子宫颈炎以及皮肤烧伤后所引起的炎症和皮肤再生。

宫颈炎是妇科最常见疾病之一，是因宫颈内长期的炎性刺激最终导致宫颈内形成大小不等的囊性肿物，主要表现为宫颈糜烂，以至于白带呈脓性黏稠状增多、外阴瘙痒以及灼烧、下腹部疼痛等，对妇女的生殖健康构成很大威胁，此外因宫颈肿大和分泌物增多，不利于精子穿过宫颈，易造成不孕。众所周知，慢性宫颈炎与宫颈癌的关系密切，是由于宫颈内长期的慢性炎症刺激使宫颈组织反复充血、水肿，反过来进一步加重炎性细胞侵润而使炎症加剧，常伴有宫颈壁肥大的结缔组织异常增厚使子宫形态改变，有可能进一步癌变。而宫颈癌是最常见的妇科恶性肿瘤，死亡率居妇科恶性肿瘤的首位。我国每年新发宫颈癌病例约计 13 万，占全世界宫颈癌新发病例的 1/4 以上，且患者年轻化趋势明显，对广大妇女的身心造成巨大损害。

此外，每年有两百万人接受烧伤创伤引起的治疗。大多数包括药物局部用量的主要疗法是用于防止传染性物质侵入伤口。改善创伤方法组织的治疗和恢复可以提高生活质量在烧伤创伤的患者中也可能有助于降低医疗费用治疗皮肤伤口是一个复杂的过程。因此，药物控缓释膜经由局部给药，能抗菌消炎、去腐生肌，使糜烂面柱状上皮坏死脱落，鳞状上皮覆盖。同时增加局部血流量，促进炎症的康复，还可促进上皮再生，修复病变组织。这为治疗慢性宫颈炎症，最终达到根除宫颈癌，以及促进皮肤再生，提供了一个新的思路。

中医药是我国的国萃，具有毒副作用小，标本兼治等优点。在宫颈糜烂的治疗方面，中药制剂疗效肯定，特别是含有黄连或雄黄的中药复方制剂对宫颈糜烂的治疗效果显著，治疗方法简单易行，且无阴道排液、出血、子宫颈管粘连等副作用，对机体组织损伤小，无手术恐惧感，患者易于接受，不失为一理想治疗方法。随着分子生物技术的发展，大量的研究表明，中药在促进组织愈合、细胞增殖有重要作用。而传统中药-姜黄素（Cur）具有抗感染、抗氧化、抗炎、保肝、保护心脏、抗血栓、抗关节炎、预防肿瘤和抗癌能力，姜黄素还具有调节多种细胞的分子靶点的作用以及提高机体的免疫力。而且，姜黄素的来源非常广泛，据报道，在其他姜黄属植物中发现了姜黄或其类似物的替代来源，如莪术、闭鞘姜、印尼姜黄、火炬姜、卡萨蒙纳姜等等。到目前为止，并没有研究报道显示在动物或人体使用姜黄素有毒性，临床试验中安全剂量甚至高达 8000mg/天。中药被高分子材料装载才能使药物在原有治疗作用的基础上，实现缓释控释以及靶向给药的效果，从而提高药效，减少毒副作用，达到更好的治疗效果。常用的药物新剂型比如微球、微囊、脂质体以及纳米粒等。微球制备工艺相对简单，制备后结构稳定，很多研究者将治疗性的生物大分子，如神经营养因子(GDNF) 、骨形态生成蛋白( BMP-2) 以及化学药物包裹在微球制成的给药系统中。再将药物微球包载入基底膜，不仅可以使药物长时间滞留在给药部位，还可以避免突释效应。而聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）具有无免疫原性、价格低廉、生物安全性高、可降解等优点，可作为装载中药姜黄素的微球材料并镶嵌在缓释膜，可使药物在局部缓慢释放，维持给药部位较高的药物浓度，延长药物作用时间，用于术后抗炎及抗肿瘤局部治疗尤为合适。因此基底膜的选择尤为关键。

壳聚糖有良好的生物相容性、成膜性和粘膜粘附性，可制成膜、载药凝胶或球而作为药物缓控释载体材料，壳聚糖经口服吸收后主要在几丁质酶的作用下发生降解。此外，壳聚糖及其衍生物具有良好的抗菌作用，对病毒、细菌和真菌均有很好的杀灭作用。其能通过改变病菌膜表面的电荷，改变病菌的通透性、干扰病菌 DNA 的合成、阻断病原菌的代谢而发挥作用。为了提高膜的亲水性和保湿性，需要加入一种保湿因子。芦荟是一种肉质多汁植物，含水量约占99.5%，其余主要为蒽醌类、糖类、酶类、维生素等多种潜在的活性化合物，具有调节机体免疫力、抗菌、抗炎以及促进创面愈合等多种功效。

本研究将壳聚糖/芦荟作为药物递送载体，其利用流延性技术和可控智能缓释技术而延长药物释放，具有良好的生物相容性、抗菌消炎和抗感染作用，而且其混合方法简单、安全性好以及实用价值高等。诸如抗肿瘤、抗感染以及局麻药等化学药物被PLGA装载可与壳聚糖/芦荟溶液通过简单混合，经过喷涂或注入模具得到形状可调的缓释膜，即可实现局部给药，尤其适合抗肿瘤和抗感染的局部治疗，可以使病变部位长时间暴露在一定浓度的药物环境中，实现减少给药次数和给药剂量，提高药效的目的。肿瘤细胞表面上带有的负电荷数量多于正常体细胞数量，而壳聚糖分子质子化后所带的正电荷与肿瘤细胞表面负电荷相互具有作用，具有肿瘤靶向性。因此制备药物递送载体膜不仅可以将药物直接递送到需要接受治疗的部位，能够延长药物在给药部位的滞留时间，减少给药次数，而且实现靶向给药，同时局部给药还能减少进入血液循环的药物含量，避免系统性的毒副作用，从而有望更好的治疗宫颈炎并促进皮肤的再生、皮肤炎症等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于治疗慢性宫颈炎和皮肤创伤的油相/水相两相混合的微纳结构控缓释药物载体材料。根据局部给药进行抗肿瘤和抗感染的局部治疗，可以使病变部位长时间暴露在一定浓度的药物环境中，实现减少给药次数和给药剂量，提高药效的目的，采用流延性成膜技术和自组装原位复合制备技术，选用壳聚糖、芦荟、聚丙交酯乙交酯和姜黄素组分的组合，制备具有抗炎和皮肤再生双重功能的两相混合微纳结构的控缓释药物载体材料。该方法制备方法简单，成本低，无毒副作用，制备所得的复合膜可根据需要调节形状，良好的生物相容性和生物可降解性，以及柔韧性良好，从而开发出一种新型实用的治疗宫颈炎和皮肤创伤的控缓释药物载体材料。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

采用流延性成膜技术和自组装原位复合制备技术，以壳聚糖有机基质，以姜黄素为模型药，以PLGA为药物载体，以芦荟溶液为乳化液，来自组装原位复合和流延性制备一种用于治疗宫颈炎和皮肤创伤的控缓释药物载体材料——壳聚糖/芦荟基联合装载姜黄素聚丙交酯乙交酯微球的控缓释膜(CS/Aloe-PLGA@Cur)。

一种用于治疗宫颈炎和皮肤创伤的高分子缓释膜材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将0.5 ~ 1.5 g壳聚糖溶解于体积浓度为0.5 ~ 2.5％乙酸溶液；

（2）在磁力搅拌下，加入100 ~ 400 mg 芦荟粉，充分搅拌，使其混合均匀；

（3）将125 ~ 750 mg 的PLGA和0.5 ~ 2.5 mg 的Cur置于盛有2 ~ 5 mL二氯甲烷和丙酮的混合溶液中（二氯甲烷：丙酮=1:3，v/v），均质机超声1 min混合成均匀溶液；

（4）在超声条件下将步骤（3）所得溶液缓慢滴加入步骤（2）所得溶液，均质机超声5~10 min；

（5）将步骤（4）所得溶液磁搅拌4 h除去有机溶剂，注入不同的模具中室温下干燥或真空冷冻干燥，即得到所述的高分子缓释膜。

高分子缓释膜中，芦荟的终浓度为1 wt%～4 wt%。

本发明的显著优点在于：一种用于皮肤再生以及宫颈抗菌的高分子缓释膜，选用的材料其具有生物相容性好、体内可降解的特点，与新型药物递送系统，如微球、纳米粒、泡囊等联合使用来实现局部给药，在抵抗炎症迸发的同时促进皮肤再生和抗粘连，采用原位自组装制备复合材料是一种比较有前景的制备油相/水相两相均匀混合的复合材料的方法，它可以很好的降低油相/水相界面的界面能，实现油相PLGA粒子在有机基质上的均匀分散，选用壳聚糖/芦荟和载姜黄素聚丙交酯乙交酯微球的组合，仿生制备具有双重功效的药物控缓释膜。

壳聚糖分子质子化后所带的正电荷与肿瘤细胞表面负电荷相互具有作用，具有肿瘤靶向性。在组成和结构上与糖胺聚糖具有部分相似性，且具有优良的生物相容性、细胞亲和性及生物降解性能。通过超声条件的辅助使油相/水相两相均匀混合，以及天然高分子和合成高分子材料的优势互补，保留了制备原材料的生物相容性好，无毒副作用，以及克服了力学性能差，药物释放速度不可调控，利用PLGA的自身降解行为达到缓慢释药和自身调节释药，使制备的膜具有良好的弹性合理的控缓释性能和体内降解能力。此外，传统中药-姜黄素作为模型药，使其具有抗感染、抗氧化、抗炎、保肝、保护心脏、抗血栓、抗关节炎、预防肿瘤和抗癌能力，姜黄素还具有调节多种细胞的分子靶点的作用以及提高机体的免疫力。

附图说明

图1是实施例3反应条件制备的壳聚糖/芦荟—聚丙交酯乙交酯/姜黄素两相混合的高分子缓释膜材料的宏观数码图。

图2是实施例3反应条件制备的壳聚糖/芦荟—聚丙交酯乙交酯/姜黄素两相混合的高分子缓释膜材料的XRD衍射图谱。

图3是实施例3反应条件制备的壳聚糖/芦荟—聚丙交酯乙交酯/姜黄素两相混合的高分子缓释膜材料的扫描电镜图。

图4是实施例3反应条件制备的壳聚糖/芦荟—聚丙交酯乙交酯/姜黄素两相混合的高分子缓释膜材料图3的表面放大图，观察到微球的分布。

图5是姜黄素从壳聚糖/芦荟—聚丙交酯乙交酯/姜黄素两相混合的高分子缓释膜中释放360 h之内累积的姜黄素释放率曲线；

图6是实施例3反应条件制备的壳聚糖/芦荟—聚丙交酯乙交酯/姜黄素两相混合的高分子缓释膜材料的抑菌性能的宏观数码图。

具体实施方式

实施例1

（1）将0.5 g壳聚糖溶解于体积浓度为1.0％乙酸溶液；

（2）在磁力搅拌下，加入200 mg 芦荟粉，充分搅拌，使其混合均匀；

（3）将200 mg 的PLGA和0.5 mg 的Cur置于盛有3 mL二氯甲烷和丙酮的混合溶液中（二氯甲烷：丙酮=1: 3，v/v），均质机超声1 min混合成均匀溶液；

（4）在超声条件下将步骤（3）所得溶液缓慢滴加入步骤（2）所得溶液，均质机超声5min；

（5）将步骤（4）所得溶液磁搅拌4 h除去有机溶剂，注入不同的模具中室温下干燥，即得到所述的高分子缓释膜，其中芦荟的终浓度为2 wt%。

实施例2

（1）将1.5 g壳聚糖溶解于体积浓度为2.5％乙酸溶液；

（2）在磁力搅拌下，加入400 mg 芦荟粉，充分搅拌，使其混合均匀；

（3）将750 mg 的PLGA和2.5 mg 的Cur置于盛有5 mL二氯甲烷和丙酮的混合溶液中（二氯甲烷：丙酮=1: 3，v/v），均质机超声1 min混合成均匀溶液；

（4）在超声条件下将步骤（3）所得溶液缓慢滴加入步骤（2）所得溶液，均质机超声10 min；

（5）将步骤（4）所得溶液磁搅拌4 h除去有机溶剂，注入不同的模具中真空冷冻干燥，即得到所述的高分子缓释膜，其中芦荟的终浓度为4 wt%。

实施例3

（1）将0.8 g壳聚糖溶解于体积浓度为2.0％乙酸溶液；

（2）在磁力搅拌下，加入300 mg 芦荟粉，充分搅拌，使其混合均匀；

（3）将500 mg 的PLGA和1.5 mg 的Cur置于盛有4 mL二氯甲烷和丙酮的混合溶液中（二氯甲烷：丙酮=1:3，v/v），均质机超声1 min混合成均匀溶液；

（4）在超声条件下将步骤（3）所得溶液缓慢滴加入步骤（2）所得溶液，均质机超声8min；

（5）将步骤（4）所得溶液磁搅拌4 h除去有机溶剂，注入不同的模具中真空冷冻干燥，即得到所述的高分子缓释膜，其中芦荟的终浓度为3 wt%。

高分子缓释膜的药物释放测试

将实施例3制备的药物控缓释膜切成2 cm × 2 cm的小块称重后，放置于装有10mL含有10 wt%乙醇的PBS溶液的离心管中；放置在37℃恒温振荡摇床于既定的时间点从离心管中吸出2 mL，再加入2 mL新鲜PBS；采用紫外分光度计于460 nm 处测定姜黄素的吸光值；根据姜黄素在乙醇中的浓度标准曲线计算不同时间段的药物累积释放率；按下列公式计算累积释放百分率(%)，绘制药物释放曲线。累积释放百分率(%)=(C_t× V/姜黄素总量)× 100%，其中，C_t：表示各时间点释放介质中姜黄素的浓度（μg/mL），V表示释放体系总体积(mL)。该高分子缓释膜的姜黄素药物累积释放曲线见附图5。

从图5中可看出，高分子缓释膜的药物释放呈二相关性，均为先突释后缓释，CS/Aloe-PLGA@Cur缓释膜的8 h的累积释放百分率为47.0％；24 h的累积释放百分率分别为76.9％；72 h时累积释放了87.1％，说明该高分子缓释膜作为一种新型的治疗宫颈炎和皮肤创伤的载体材料。

高分子缓释膜的抗菌性能测试

配制牛肉膏蛋白胨培养基接种金黄色葡萄球菌；将实施例3制备的药物控缓释膜用打孔器打成2 cm × 2 cm的小块放置在细菌培养皿中24 h后观察抑菌情况，进行拍照，抑菌结果见附图6。

从图6中可看出，高分子缓释膜具有良好的抗菌性。

用小鼠与所制备的缓释膜进行体内植入和皮肤修复实验，考察治疗宫颈炎和皮肤缺损的控缓释药物载体材料的细胞学特性。结果显示高分子缓释膜经由局部给药，能抗菌消炎、去腐生肌，使糜烂面柱状上皮坏死脱落，鳞状上皮覆盖，同时增加局部血流量，促进炎症的康复，还可促进上皮再生，修复病变组织。

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

1.一种两相混合双重功能高分子缓释膜的制备方法，其特征在于：采用生物学机制以及超声乳化制备技术，选用壳聚糖作为基底膜，PLGA@Cur微球作为嵌入体，芦荟作为乳化液，两相混合制备具有局部药物递送功能的高分子缓释膜；

包括以下步骤：

（1）将0.5 ~ 1.5g壳聚糖溶解于体积浓度为0.5 ~ 2.5％乙酸溶液；

（2）在磁力搅拌下，加入100 ~ 400 mg芦荟粉，充分搅拌，使其混合均匀；

（3）将125 ~ 750 mg 的PLGA和0.5 ~ 2.5 mg 的Cur置于2 ~ 5 mL二氯甲烷和丙酮的混合溶液中，均质机超声1 min混合成均匀溶液；

（4）在超声条件下将步骤（3）所得溶液缓慢滴加入步骤（2）所得溶液，均质机超声5 ~10min；

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）二氯甲烷和丙酮的混合溶液中二氯甲烷和丙酮的体积比为1 : 3。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中PLGA与Cur的质量比为300~ 200：1。

4.根据权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征在于：高分子缓释膜中，芦荟的终浓度为1 wt% ～4 wt%。