CN109078194B - 一种片状羟基磷灰石/甲氨蝶呤复合物及其原位复合工艺 - Google Patents

一种片状羟基磷灰石/甲氨蝶呤复合物及其原位复合工艺 Download PDF

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Abstract

本发明利用原位复合法，使甲氨蝶呤溶解到羟基磷灰石前驱体磷酸盐液体中，与羟基磷灰石的制备原料在液体下实现分子级混合，通过模板剂调控羟基磷灰石的晶核生长，制备纳米片状羟基磷灰石/甲氨碟呤复合物。本发明制备的复合物提高了甲氨蝶呤的负载量，比直接混合负载量提高了5.8倍。片状羟基磷灰石由于堆叠效应使得药物过程明显具有缓释效果，对癌细胞的抑制率也得到明显增强。本发明对于药物缓释和肿瘤疾病治疗领域具有重要应用前景。

Description

一种片状羟基磷灰石/甲氨蝶呤复合物及其原位复合工艺
技术领域
本发明属于生物医用材料领域，具体涉及一种片状羟基磷灰石/甲氨蝶呤复合物及其原位复合制备工艺。
背景技术
羟基磷灰石是钙磷灰石的自然矿化物，是人类及动物骨骼和牙齿的主要无机组成成分，在人体硬组织中占有很大比例，因其生物相容性好，骨传导性优良，无害无毒，无致突变性等优异性能常应用于骨组织工程中的支架，药物运输的基体。纳米羟基磷灰石的纳米结构对细胞具有很强的穿透性，作为药物载体时可将药物送入到细胞内，使药物进入细胞发挥药效。中国专利（发明专利：“纳米轻基磷灰石—基因—药物复合物及制备方法和应用”，公开号：CN104288784A）中通过钙盐和磷酸盐成功制备出纳米羟基磷灰石，与抗肿瘤药物混合制备成复合物。该复合物能高效穿过癌细胞膜并促进癌细胞凋亡，表明羟基磷灰石作为药物载体在癌症治疗领域有很大的应用前景。研究者（Zhang，et al.，Template-assisted synthesis of lamellar mesostructured hydroxyapatites，MaterialsLetters 61,2007,1341-1345；KHALID，et al.，Effect of surfactant and heattreatment on morphology, surface area and crystallinity in hydroxyapatitenanocrystals. Ceramics International 39,2013， 39-50）发现通过加入模板剂可以提供不同的羟基磷灰石成核位点，调控羟基磷灰石形成不同的微观形貌。其中片状羟基磷灰石由于具有层片状结构，裸露在表面的活性位点较多，从而增加了与药物发生反应的活性基团，将药物负载到片层状载体中能提高药物负载量。此外，片状羟基磷灰石的层状堆叠效应使得药物具有缓释效果增加了药物释放时间，而且进入肿瘤细胞的速度更快。甲氨蝶呤（MTX）是一类抗叶酸类抗肿瘤药物，主要通过对二氢叶酸还原酶的抑制达到遏制肿瘤细胞的生长与繁殖。但是，甲氨蝶呤对人体也有毒副作用，器官靶向性差且只溶于盐溶液中，不溶于水、乙醇等，这导致将羟基磷灰石和甲氨蝶呤直接混合后即可实现药物负载的负载方法并不适用于人体癌症的治疗。
本发明采用原位复合方法制备成片状羟基磷灰石/甲氨蝶呤复合物，以乙二醇作为模板剂调控羟基磷灰石向片状生长。本发明制备的复合物首次实现了将甲氨蝶呤溶于磷酸盐溶液中，利用原位负载的方法实现片状羟基磷灰石和甲氨蝶呤之间的复合，提高了甲氨蝶呤在羟基磷灰石上的负载量。通过原位负载方法得到的复合物由于羟基磷灰石的层片状堆叠效应减缓了药物的释放速率，相比于其他形貌载体，具有更高的肿瘤抑制效率。
发明内容
本发明为解决甲氨蝶呤在水中溶解度低和负载率低的问题，提供了利用原位负载制备片状羟基磷灰石/甲氨蝶呤复合物新方法。该方法制备工艺简单、药物负载率高且具有缓释作用。本发明的技术方案是，以磷酸盐和钙盐为羟基磷灰石的原料，乙二醇作为模板剂，通过原位复合制备纳米片状复合物。主要包括如下步骤（以下份数均为摩尔份数）：
（1）称取7份的磷酸二氢钠加入到50份蒸馏水中配成磷酸盐水溶液，加入1-5份的甲氨蝶呤药物到磷酸盐水溶液中，充分搅拌使甲氨蝶呤完全溶解，调节pH值为9；
（2）称取10份的硝酸钙，放入三口烧瓶中，取10-150份乙二醇加入到钙盐中，搅拌配置成钙源溶液；
（3）将体系升温至60℃，在搅拌条件下，将配置好的钙盐溶液逐滴加入到磷酸盐溶液中反应1-5小时，滴加速度为0.5-5毫升每分钟；
（4）将获得的复合物冷却后，离心去除上清溶液，将沉淀物用去离子水清洗后60℃干燥。
本发明具有的有益效果：
本发明采用原位复合法制备复合物，使甲氨蝶呤溶解到磷酸盐溶液与羟基磷灰石的制备原料在液体条件下混合，可以达到分子级别的分散效果；本发明制备的复合物利用乙二醇作为模板剂为羟基磷灰石的片状定向生长提供了有效的成核位点，将甲氨蝶呤溶解到羟基磷灰石的制备原料中通过原位复合实现了羟基磷灰石对甲氨蝶呤的高负载率，片状羟基磷灰石的片状结构的夹层空间使羟基磷灰石的表面积更大，因此具有更多的活性位点与甲氨蝶呤之间相结合，片状羟基磷灰石的负载量明显高于其他形貌羟基磷灰石的负载量，通过原位负载的方法比直接混合负载量提高了5.8倍（如表1所示）。体外药物释放实验表明，片状羟基磷灰石由于堆叠效应使得药物过程明显具有缓慢效果（见图1所示），这种缓释性能可以使药物在身体内存留时间更长，从而减少药物的副作用；复合物与癌细胞的共培养结果显示，原位复合制备的片状羟基磷灰石/甲氨蝶呤复合物比球状、棒状形貌载体复合物和简单吸附复合物具有更高的肿瘤细胞抑制率（见图2所示）。在复合物与细胞共培养过程中，片状羟基磷灰石/甲氨蝶呤复合物可以在较快时间被细胞吞噬（见图3所示），从而实现复合物中药物在细胞内的释放。
附图说明
图1为实施例的复合物的药物负载量
图2为实施例的羟基磷灰石/甲氨蝶呤复合物药物释放速率图
图3为实施例的复合物和癌细胞共培养后的细胞存活率
图4为实施例的HELA癌细胞摄取复合物过程
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行详细说明，本发明不受这些制造实例所限。
实施例1
（1）称取7份的磷酸二氢钠加入到50份蒸馏水中配成磷酸盐水溶液，加入1份的甲氨蝶呤药物到磷酸盐水溶液中，充分搅拌使甲氨蝶呤完全溶解，调节pH值为9；
（2）称取10份的硝酸钙，放入三口烧瓶中，取10份乙二醇加入到钙盐中，搅拌配置成钙源溶液；
（3）将体系升温至60℃，在搅拌条件下，将配置好的钙盐溶液逐滴加入到磷酸盐溶液中反应1小时，滴加速度为0.5-5毫升每分钟；
（4）将获得的复合物冷却后，离心去除上清溶液，将沉淀物用去离子水清洗后60℃干燥。
实施例2
（1）称取7份的磷酸二氢钠加入到50份蒸馏水中配成磷酸盐水溶液，加入3份的甲氨蝶呤药物到磷酸盐水溶液中，充分搅拌使甲氨蝶呤完全溶解，调节pH值为9；
（2）称取10份的钙盐，放入三口烧瓶中，取100份乙二醇加入到钙盐中，搅拌配置成钙源溶液；
（3）将体系升温至60℃，在搅拌条件下，将配置好的钙盐溶液逐滴加入到磷酸盐溶液中反应4小时，滴加速度为0.5-5毫升每分钟；
（4）将获得的复合物冷却后，离心去除上清溶液，将沉淀物用去离子水清洗后60℃干燥。
实施例3
（1）称取7份的磷酸盐加入到50份蒸馏水中配成磷酸盐水溶液，加入5份的甲氨蝶呤药物到磷酸盐水溶液中，充分搅拌使甲氨蝶呤完全溶解，调节pH值为9；
（2）称取10份的硝酸钙，放入三口烧瓶中，取150份乙二醇加入到钙盐中，搅拌配置成钙源溶液；
（3）将体系升温至60℃，在搅拌条件下，将配置好的钙盐溶液逐滴加入到磷酸盐溶液中反应5小时，滴加速度为0.5-5毫升每分钟；
（4）将获得的复合物冷却后，离心去除上清溶液，将沉淀物用去离子水清洗后60℃干燥。

Claims (5)

1.一种纳米片状羟基磷灰石/甲氨碟呤复合物，其特征是使甲氨碟呤溶解到羟基磷灰石的前驱体磷酸盐溶液中，与羟基磷灰石的制备原料在液体条件下实现分子级混合，通过加入模板剂乙二醇调控制备纳米片状羟基磷灰石/甲氨碟呤复合物。
2.根据权利要求1所述的纳米片状羟基磷灰石/甲氨蝶呤复合物的制备方法，包括如下步骤，以下份数均为摩尔份数：
(1)称取7份的磷酸盐加入到50份蒸馏水中配成磷酸盐水溶液，加入1-5份的甲氨蝶呤到磷酸盐溶液中，充分搅拌使甲氨蝶呤完全溶解，调节pH值为9；
(2)称取10份的钙盐，放入三口烧瓶中，取10-150份乙二醇加入到钙盐中，搅拌配置成钙源溶液；
(3)将体系升温至60℃，在搅拌条件下，将配置好的钙盐溶液逐滴加入到磷酸盐溶液中反应1-5小时，滴加速度为每分钟0.5-5毫升；
(4)将获得的复合物冷却至室温，去除上清溶液，将沉淀物用去离子水清洗后60℃干燥。
3.如权利要求2所述的制备方法，其中，磷酸盐包括磷酸氢二铵、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸钠。
4.如权利要求2所述的制备方法，其中，钙盐包括氯化钙、四水硝酸钙、碳酸氢钙。
5.如权利要求1所述的纳米片状羟基磷灰石/甲氨蝶呤复合物在制备药物载体中的应用。
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