CN109350610B - 一种姜黄素复合纳米颗粒及其制备方法 - Google Patents

一种姜黄素复合纳米颗粒及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于姜黄素制备领域，具体涉及一种姜黄素复合纳米颗粒及其制备方法。其中，包括如下重量份的各物质：姜黄素40‑100份、胡椒碱1份、植物多糖400‑5000份。制备方法包括如下步骤：S1、向液化CO2中加入姜黄素和胡椒碱，并分散均匀，得到混合物；S2、将步骤S1中得到的混合物泵入高压结晶釜中，调节温度和压力至预设值后，向高压结晶釜中泵入植物多糖水溶液；S3、向高压结晶釜中通入CO2，并保持高压反应釜中的温度及压力直至将水干燥完毕，停止泵入CO2，待压力降至常压后得到干燥的样品。在整个制备过程中工艺时间短、不使用有机溶剂，且制备的产品具有较好生物利用度和疗效。

Description

一种姜黄素复合纳米颗粒及其制备方法
技术领域
本发明属于姜黄素制备领域，具体涉及一种姜黄素复合纳米颗粒及其制备方法。
背景技术
姜黄素是一种提取自姜科植物姜黄的天然色素，目前主要应用于食品领域，作为可食用色素替代合成染料。姜黄素作为药物的历史较长，传统中医记载姜黄素，味辛、苦，性温，无毒，可活血、行气、通经、止痛。现代医学进一步证明了姜黄素的药理作用，如抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抗微生物等[姜黄素的研究进展.中草药2009，40(5)，828-831]。最近的研究发现，姜黄素在治疗心脑血管疾病、抑郁症、糖尿病及抑制肿瘤等顽疾方面具有显著的作用。但是由于姜黄素在水中溶解度较低，体内吸收差，因此生物利用度较低。
目前，改善姜黄素溶解度和生物利用度的方法主要是通过制备新的药物剂型。利用超临界流体结晶技术制备姜黄素纳米颗粒与现有技术制备的药物剂型(如固体分散体CN100340238C,2007、纳米粒CN101711740A,2010、自乳化制剂CN101627969A,2010、纳米混悬剂CN102961368A,2013、固体脂质纳米粒CN102949344A,2013等)相比具有操作过程简单、有机溶剂残留低、粒径均一等优点。中国专利CN 103705468 A公开了一种利用超声波辅助超临界抗溶剂制备纳米姜黄素颗粒的方法，将姜黄素加入有机溶剂中，然后将姜黄素有机溶液泵入高压反应釜中，同时开启超声装置，当溶液泵完后，继续通入CO2，并保持高压反应釜中的温度及压力直至将有机溶剂干燥完毕，在反应釜中得到姜黄素纳米颗粒。利用上述超临界结晶技术制备的姜黄素纳米颗粒在增加药物水溶性、溶出度方面虽具有一定效果，但姜黄素在体内作为P-糖蛋白的底物，容易被排出细胞，故进一步抑制P-糖蛋白以增强姜黄素生物利用度和疗效仍是需要解决的问题。
胡椒碱(piperine)作为胡椒属植物荜茇(Piper longum L.)中的主要活性成分，具有一定的抗炎、抗氧化、免疫调节及抗肿瘤等药理作用。胡椒碱能够通过增加膜流动性及改变酶动力学，抑制P-糖蛋白及葡萄糖醛酸酶活性，调节胃肠液分泌等途径延缓姜黄素代谢。作为肝脏和肠道葡萄糖醛酸酶抑制剂，胡椒碱与姜黄素复配，可以显著改善姜黄素在体内的滞留时间和吸收程度，提高姜黄素的体内生物利用度。
近年来关于植物多糖的研究日益受到关注，植物多糖因具有包括免疫调节、抗肿瘤、降血糖、降血脂、抗辐射、抗菌抗病毒、保护肝脏等保健作用，早已被广泛运用到医学界、餐饮界等大众生活领域中。
发明内容
本申请为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种处理时间短、不使用有机溶剂，且具有较好生物利用度和疗效的一种姜黄素复合纳米颗粒及其制备方法。
为实现上述技术目的，本申请采取的技术方案为，一种姜黄素复合纳米颗粒，包括如下重量份的各物质：
姜黄素 40-100份
胡椒碱 1份
植物多糖 400-5000份。
作为本申请改进的技术方案，物多糖包括茶多糖、枸杞多糖、魔芋多糖、枣多糖、大豆多糖、聚葡萄糖中的一种或多种。
本申请的另一目的是提供一种姜黄素复合纳米颗粒制备方法，包括如下步骤：
S1、向液化CO2中加入配比量的姜黄素和胡椒碱，并分散均匀，得到混合物；
S2、将步骤S1中得到的混合物泵入高压结晶釜中，调节温度和压力至预设值后，向高压结晶釜中泵入配比量的植物多糖的水溶液；
S3、向高压结晶釜中通入CO2，并保持高压反应釜中的温度及压力直至将水干燥完毕，停止泵入CO2，待压力降至常压后得到干燥的样品。
作为本申请改进的技术方案，植物多糖水溶液的浓度为20-100mg/ml。
作为本申请改进的技术方案，步骤S3中，高压反应釜在反应时预设的温度为25-40℃。
作为本申请改进的技术方案，步骤S3中，高压反应釜在反应时预设的压力为15-30MPa。
作为本申请改进的技术方案，步骤S2中植物多糖水溶液泵入高压反应釜的流速为3ml/min。
有益效果
本申请的超临界抗溶剂结晶技术，高压下CO2作为分散剂可以使姜黄素与胡椒碱充分混合均匀，同时作为抗溶剂可以有效的将从喷嘴喷出的植物多糖水溶液迅速分散为小液滴，有助于形成更小的纳米颗粒。该方法可连续生产，提高单位时间产率且不使用有机溶剂。所制备的纳米颗粒中，姜黄素和胡椒碱在植物多糖包埋下除了具有更好的溶解度、稳定性和生物利用度外，通过联合用药可以发挥协同治疗的作用，具有重要的临床意义。
与现有技术相比，本申请采用超临界二氧化碳抗溶剂法制备的姜黄素复合纳米颗粒，具有操作过程简单、不使用有机溶剂、粒径均一等特点。
本申请的制备方法是基于良好的生物兼容性及可降解性，植物多糖作为优良的纳米包埋载体，通过氢键等分子间作用力与药物分子形成纳米包埋材料，能够改善姜黄素在高温和光照条件下的稳定性。
本申请方法所制备的姜黄素复合纳米颗粒除了具有更好的溶解度、稳定性和生物利用度外，通过联合用药可以发挥协同治疗的作用，具有重要的临床意义。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
相对于现有技术，本发明提供的技术方案，利用超临界二氧化碳抗溶剂结晶技术构建姜黄素复合纳米颗粒，可提高姜黄素的生物利用度和疗效，具体方法包括以下步骤：
一种姜黄素复合纳米颗粒制备方法，包括如下步骤：
S1、向液化CO2中加入姜黄素和胡椒碱，并分散均匀，得到混合物；所述的姜黄素和胡椒碱的质量比为40:1-100:1；
S2、将步骤S1中得到的混合物泵入高压结晶釜中，调节温度至预设温度为25-40℃，调节压力至预设的压力15-30MPa，向高压结晶釜中以3ml/min的流速泵入植物多糖水溶液；植物多糖水溶液的浓度为20-100mg/ml；植物多糖水溶液中的植物多糖为茶多糖、枸杞多糖、魔芋多糖、枣多糖、大豆多糖、聚葡萄糖中的一种或多种；其中，泵入植物多糖水溶液的量保证植物多糖和姜黄素的质量比为10:1-50:1；
S3、向高压结晶釜中通入CO2，并保持高压反应釜中的温度为25-40℃及压力15-30MPa直至将水干燥完毕，停止泵入CO2，待压力降至常压后得到干燥的样品。
实施例1
避光下将姜黄素和胡椒碱分散到液化的CO2中，姜黄素和胡椒碱的质量比为100:1。将CO2(含有姜黄素和胡椒碱)泵入高压反应釜中，待反应釜温度达到25℃、压力为15MPa的预设值并稳定5min后，以3ml/min的流速泵入浓度为20mg/ml的茶多糖水溶液，其中茶多糖和姜黄素的质量比为10:1。溶液泵完后，继续通入CO2 0.5h后，停止通入CO2，泄压，收集反应釜内的颗粒，即得到姜黄素复合纳米颗粒。其平均粒径为250nm，包封率为93％。
实施例2
避光下将姜黄素和胡椒碱分散到液化的CO2中，姜黄素和胡椒碱的质量比为40:1。将CO2(含有姜黄素和胡椒碱)泵入高压反应釜中，待反应釜温度达到25℃、压力为15MPa的预设值并稳定5min后，以3ml/min的流速泵入浓度为100mg/ml的聚葡萄糖和大豆多糖水溶液(聚葡萄糖和大豆多糖质量比为1:1)，其中植物多糖和姜黄素的质量比为50:1。溶液泵完后，继续通入CO2 0.5h后(即水干)，停止通入CO2，泄压，收集反应釜内的颗粒，即得到姜黄素复合纳米颗粒。其平均粒径为310nm，包封率为95％。
实施例3
避光下将姜黄素和胡椒碱分散到液化的CO2中，姜黄素和胡椒碱的质量比为40:1。将CO2(含有姜黄素和胡椒碱)泵入高压反应釜中，待反应釜温度达到30℃、压力为20MPa的预设值并稳定5min后，以3ml/min的流速泵入浓度为40mg/ml的魔芋多糖水溶液，其中魔芋多糖和姜黄素的质量比为30:1。溶液泵完后，继续通入CO2 0.5h后，停止通入CO2，泄压，收集反应釜内的颗粒，即得到姜黄素复合纳米颗粒。其平均粒径为110nm，包封率为97％。
实施例4
避光下将姜黄素和胡椒碱分散到液化的CO2中，姜黄素和胡椒碱的质量比为50:1。将CO2(含有姜黄素和胡椒碱)泵入高压反应釜中，待反应釜温度达到25℃、压力为30MPa的预设值并稳定5min后，以3ml/min的流速泵入浓度为80mg/ml的枸杞多糖水溶液，其中枸杞多糖和姜黄素的质量比为20:1。溶液泵完后，继续通入CO2 0.5h后，停止通入CO2，泄压，收集反应釜内的颗粒，即得到姜黄素复合纳米颗粒。其平均粒径为180nm，包封率为96％。
实施例5
避光下将姜黄素和胡椒碱分散到液化的CO2中，姜黄素和胡椒碱的质量比为60:1。将CO2(含有姜黄素和胡椒碱)泵入高压反应釜中，待反应釜温度达到40℃、压力为20MPa的预设值并稳定5min后，以3ml/min的流速泵入浓度为50mg/ml的枣多糖水溶液，其中枣多糖和姜黄素的质量比为40:1。溶液泵完后，继续通入CO2 0.5h后，停止通入CO2，泄压，收集反应釜内的颗粒，即得到姜黄素复合纳米颗粒。其平均粒径为150nm，包封率为98％。
生物实验：
大鼠口服姜黄素混悬液、姜黄素市售制剂脂可平及本申请姜黄素复合纳米颗粒的药物动力学实验。
取30只禁食12h的雄性Wistar大鼠(禁食及试验期间自由饮水)，随机平均分成三组，分别灌胃给予姜黄素混悬液(姜黄素直接分散在纯化水中)、姜黄素市售制剂脂可平(石家庄神威药业)及自制姜黄素复合纳米颗粒。
每只大鼠给药剂量均为200mg/kg，分别于给药后5、10、20、30、60、120、180、240、300、360、480、600和720min眼眶取血约0.3mL，置涂有肝素的离心试管中进行处理，并求算药物的血药浓度。
大鼠单剂量灌胃200mg/kg姜黄素后，所得姜黄素混悬液的Cmax为0.179μg/mL，AUC(0-∞)为0.28μg/mL·h；灌胃姜黄素市售制剂脂可平后的Cmax为0.485μg/mL，AUC(0-∞)为0.716μg/mL·h；而灌胃自制姜黄素复合纳米颗粒后Cmax为0.961μg/mL，AUC(0-∞)为1.53μg/mL·h。可见本专利制备的姜黄素复合纳米颗粒与姜黄素混悬剂及市售制剂相比能有效提高姜黄素的口服生物利用度。
综上，本专利采用超临界抗溶剂结晶技术，高压下CO2作为分散剂可以使姜黄素与胡椒碱充分混合均匀，同时作为抗溶剂可以有效的将从喷嘴喷出的植物多糖水溶液迅速分散为小液滴，有助于形成更小的纳米颗粒。该方法可连续生产，提高单位时间产率且不使用有机溶剂。所制备的纳米颗粒中，姜黄素和胡椒碱在植物多糖包埋下除了具有更好的溶解度、稳定性和生物利用度外，通过联合用药可以发挥协同治疗的作用，具有重要的临床意义。
以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种姜黄素复合纳米颗粒，其特征在于，包括如下重量份的各物质：
姜黄素 40-100份
胡椒碱 1份
植物多糖 400-5000份；
其中，所述姜黄素与所述胡椒碱均匀混合，并被所述植物多糖包覆；
所述姜黄素复合纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：
S1、向液化CO2中加入配比量的姜黄素和胡椒碱，并分散均匀，得到混合物；
S2、将步骤S1中得到的混合物泵入高压结晶釜中，调节温度和压力至预设值后，向高压结晶釜中泵入配比量的植物多糖的水溶液；
S3、向高压结晶釜中通入CO2，并保持高压反应釜中的温度及压力直至将水干燥完毕，停止泵入CO2，待压力降至常压后得到干燥的样品。
2.根据权利要求1所述的一种姜黄素复合纳米颗粒，其特征在于，植物多糖包括茶多糖、枸杞多糖、魔芋多糖、枣多糖、大豆多糖中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种姜黄素复合纳米颗粒，其特征在于，植物多糖的水溶液的浓度为20-100mg/ml。
4.根据权利要求1所述的一种姜黄素复合纳米颗粒，其特征在于，步骤S3中，高压反应釜在反应时预设的温度为25-40℃。
5.根据权利要求1所述的一种姜黄素复合纳米颗粒，其特征在于，步骤S3中，高压反应釜在反应时预设的压力为15-30MPa。
6.根据权利要求1所述的一种姜黄素复合纳米颗粒，其特征在于，步骤S2中植物多糖水溶液泵入高压反应釜的流速为3ml/min。
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