CN108836950B - 一种蛋白孢粉素口服微胶囊的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蛋白口服微胶囊的制备方法，该方法包括以下步骤：1)将石松孢子酸解后用水、有机溶剂和酸洗涤，以除去孢子内容物，仅剩下空腔结构的孢粉素，然后将孢粉素干燥；2)将孢粉素和蛋白一起溶于水中进行包埋，使蛋白被包埋于孢粉素的空腔结构内部，然后过滤，将固体干燥；3)将负载药物的孢粉素溶于高分子多糖溶液中，利用高分子多糖对孢粉素的空腔结构进行封堵，然后再加入交联剂使高分子多糖发生交联反应并固化，最后过滤，将固体干燥。本发明减少了治疗蛋白在胃中的降解和释放，使其能顺利通过胃而被吸收，制得的微胶囊粒径小且分布均匀，形态完整，是一种疗效和安全性好，性质稳定，质量可靠的药物新剂型。

Description

一种蛋白孢粉素口服微胶囊的制备方法

技术领域

本发明涉及蛋白口服微胶囊的制备方法，尤其是以石松孢粉素为囊材的蛋白口服微胶囊的制备方法。

背景技术

微胶囊是一种广泛应用于化妆品、医药和食品工业的新型制剂，可用于口服或局部给药、控制释放或掩味等领域。近几十年来，通过对药物微胶囊化进行广泛研究收获了丰富的经验，尽管如此，如何快速和低成本地制造大小、孔隙率、结构都一致的微胶囊，特别是用于口服治疗性蛋白的微胶囊，依旧存在很多问题。

近年来，治疗性蛋白质在人畜疾病治疗中广泛应用，在制药市场中占有越来越大的份额，但由于注射用蛋白的刺激性和疼痛感，使人畜的依从性低，相比之下，口服给药方便、无痛，在依从性方面具有更大的优势。然而，由于胃部的恶劣环境尤其是胃蛋白酶的影响，多数蛋白在胃内即被降解或破坏，而无法进入肠道被吸收。为了克服这一技术障碍，目前多采用肠溶包衣或者制成肠溶胶囊，使其能顺利通过胃肠道。

在自然界中，孢粉素是孢子外壁的主要成分，负责在不同环境条件下保护遗传物质，确保植物的生殖能力。从植物天然孢子中获得的孢粉素具有结构均匀、机械和化学性能稳定、单分散、孔隙度大、内腔大等优点，是一种天然的药物递送系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种蛋白口服微胶囊的制备方法，该方法以石松孢粉素为囊材，将蛋白成分包封在孢粉素的空腔中，同时采用高分子多糖对孢粉素外壁上的孔隙进行封装，从而有效延缓了蛋白成分在胃中的释放。

本发明通过以下技术方案实现：

一种蛋白孢粉素口服微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

1)孢粉素的制备：将石松孢子酸解后用水、有机溶剂和酸洗涤，以除去孢子内容物，仅剩下空腔结构的孢粉素，然后将孢粉素干燥；

2)药物的负载：将孢粉素和蛋白一起溶于水中进行包埋，使蛋白被包埋于孢粉素的空腔结构内部，然后过滤，将固体干燥；

3)孢粉素外壁的封装：将负载药物的孢粉素溶于高分子多糖溶液中，利用高分子多糖对孢粉素的空腔结构进行封堵，然后再加入交联剂使高分子多糖发生交联反应并固化，最后过滤，将固体干燥，即得。

优选地，所述蛋白是乳糖酶。

优选地，所述酸解是将石松孢子溶于重量体积浓度为50-90％磷酸溶液中，搅拌10-20h，最佳搅拌时间是20h。

优选地，所述包埋是在真空条件下进行搅拌。

优选地，所述高分子多糖为羧甲基茯苓多糖。

进一步优选地，所述羧甲基茯苓多糖溶液的重量浓度为1-5％，最佳为3％。

优选地，所述交联剂是金属盐，最佳是三价铝盐。

进一步优选地，所述三价铝盐的重量浓度为1-5％，最佳为3％。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

(1)本发明以石松孢子的孢粉素为囊材制备蛋白口服微胶囊，同时采用高分子多糖对孢粉素外壁上的孔隙进行封堵，并采用金属离子进行交联固化，从而减少了治疗蛋白在胃中的降解和释放，使其能顺利通过胃而被吸收。

(2)本发明制得的微胶囊粒径小且分布均匀，形态完整，具有工艺简单易行，周期短，成本低等优点，还易于通过控制高分子多糖膜的层数来调节治疗蛋白的释放速度。

(3)本发明所使用的原料全部为天然成分，具有无毒、无污染等优点，而且孢粉素和多糖与治疗蛋白的生物相容性好，药物性质稳定，且在人畜体内能自然降解，不会产生次生有害物质。因此本发明制备的口服微胶囊是一种疗效好、安全性好，性质稳定，质量可靠的药物新剂型。

附图说明

图1是不同多糖封装的微胶囊的体外累积释放率-时间柱形图。

图2是不同金属离子交联的微胶囊的体外累积释放率-时间柱形图。

图3是不同浓度金属离子交联的微胶囊的体外累积释放率-时间柱形图。

具体实施方案

下面结合具体实施例进一步阐明本发明。

实施例1

1.孢粉素的制备

1)酸解：称取石松孢子2g，溶于15mL 85％(w/v)的磷酸溶液中，缓慢搅拌形成均匀的悬浮液，然后在70℃条件下，分别搅拌3h、5h、10h、20h，30h后过滤收集酸解后的孢子。

2)洗涤：酸解处理的孢子依次用水洗涤6次、丙酮洗涤2次、2M盐酸洗涤1次、水洗涤6次、丙酮洗涤1次、乙醇洗涤3次。

3)将洗涤后的孢子在60℃条件下，干燥至恒重。

通过以上处理，孢子内容物被分解溶出，仅剩下空腔结构的孢粉素外壁。通过电镜扫面观察孢粉素的粒径和表面形貌，结果显示，酸解10h、20h的孢粉素粒径分布均匀，形态完整，平均粒径在30μm左右，表面呈现多孔结构。

2.药物的负载

本步骤以乳糖酶为例，检测孢粉素对乳糖酶包封后的负载率。

1)称取步骤1(酸解10h、20h)制备的孢粉素50mg，加入30mg乳糖酶，一起溶解于1mL水中，在2mbar、25℃条件下真空搅拌3h，使乳糖酶在真空条件下被吸附于孢粉素的空腔结构内部，过滤，干燥。

2)取负载乳糖酶的孢粉素，溶解于水中，在12000rpm条件下离心1min，取上清液稀释后测定乳糖酶活性。

3)负载率按以下公式进行计算：负载率＝100％-上清液测得酶活/总酶活。

结果表明，采用该方法可以将80％左右的乳糖酶包封于孢粉素的空腔中，从表1可知，酸解20h的药物负载率相比于10h更高。

表1不同酸解时间的负载率

酸解时间(h)	负载率(％)
		10h	68.14±2.36
20h	83.19±1.93

3.孢粉素外壁的封装

称取步骤2(酸解20h)制备的负载药物的孢粉素50mg，另配重量浓度为2％的羧甲基茯苓多糖、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠溶液各3mL，将孢粉素分别与3种多糖溶液混匀后搅拌3h，使多糖封堵在孢粉素外壁的孔隙中，然后再加入1％CaCl₂溶液，搅拌后静置30min，使多糖和Ca²⁺交联，固化后形成凝胶结构，干燥。

电镜扫面结果显示，采用该方法能有效封堵孢粉素外壁上存在的微米级和纳米级的孔，从而防止包封在内部的乳糖酶在口服后迅速释放。将制备好的乳糖酶微胶囊在模拟消化液的条件下进行释放试验，在一定的时间间隔内测定消化液中的酶活并根据测定的上清液酶活与负载的总酶活的比值，计算释放率，

图1是不同多糖包膜的口服微胶囊的体外累积释放率-时间柱形图。可以看出，羧甲基茯苓多糖包膜的微胶囊2h的累积释放显著低于其它2种多糖，而24h的累积释放显著高于其它2种多糖。说明羧甲基茯苓多糖包膜有利于乳糖酶早期缓慢释放而顺利通过胃肠道，同时后期能够更完全的释放出来。

4.孢粉素外壁交联不同种类金属离子封装

采用羧甲基茯苓多糖为包膜材料，加入不同金属离子Al³⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、K⁺进行交联(方法与3相同)，结果如图2所示，可以看出，Al³⁺为交联剂制得的乳糖酶微胶囊2h累积释放率最低，24h累积释放率最高，说明Al³⁺最有利于药物的过胃和完全释放。

5.孢粉素外壁交联不同浓度金属离子封装

采用羧甲基茯苓多糖为包膜材料，AlCl₃为交联剂，考察不同浓度的交联剂对乳糖酶微胶囊累积释放率的影响，结果如图3所示，可以看出，3％的AlCl₃为交联剂制得的乳糖酶微胶囊2h的累积释放率最低，24h的累积释放率最高，说明该浓度最有利于药物的过胃和完全释放。

实施例2

1)孢粉素的制备：将石松孢子溶于70％(w/v)磷酸溶液中，搅拌20h进行酸解，过滤后依次用水洗涤6次，丙酮洗涤4次，1M盐酸洗涤2次，乙醇洗涤2次，以除去孢子内容物，仅剩下空腔结构的孢粉素，然后将孢粉素干燥；

2)药物的负载：将孢粉素和乳糖酶一起溶于15倍重量的水中，孢粉素与乳糖酶的重量比为5：1，在室温、真空条件下搅拌进行包埋，使乳糖酶被包埋于孢粉素的空腔结构内部，然后过滤，将固体干燥；

3)孢粉素外壁的封装：将负载药物的孢粉素溶于重量浓度为3％的羧甲基茯苓多糖溶液中，用高分子多糖对孢粉素的空腔结构进行封堵，然后再加入重量浓度为3％的AlCl₃作交联剂使羧甲基茯苓多糖发生交联反应并固化，最后过滤，将固体干燥，即得。

制得的微胶囊乳糖酶2h的累积释放率为18％，24h的累积释放率为83％。

Claims (1)

1.一种蛋白孢粉素口服微胶囊的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)孢粉素的制备：将石松孢子溶于重量体积浓度为50-90％磷酸溶液中，搅拌20h，酸解后用水、有机溶剂和酸洗涤，以除去孢子内容物，仅剩下空腔结构的孢粉素，然后将孢粉素干燥；

2)药物的负载：将孢粉素和蛋白一起溶于水中，在真空条件下搅拌进行包埋，使蛋白被包埋于孢粉素的空腔结构内部，然后过滤，将固体干燥；

3)孢粉素外壁的封装：将负载药物的孢粉素溶于重量浓度为1-5％的羧甲基茯苓多糖溶液中，利用高分子多糖对孢粉素的空腔结构进行封堵，然后再加入重量浓度为3％的三价铝盐使高分子多糖发生交联反应并固化，最后过滤，将固体干燥，即得，

所述蛋白是乳糖酶。

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