CN114010795B - 一种改性土茯苓缓释材料的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性土茯苓缓释材料的制备方法,包括如下步骤:S1、原料的预处理,S2、超声酶解改性,S3、化学接枝改性;本发明采用超声酶解改性工艺,其中加入植物复合水解酶后,能迅速将土茯苓植物细胞壁水解,得到改性的小分子物质,另外超声波一方面使体系升温,使酶的活力达到最大,同时声波能增大物质分子运动频率和速度,增加溶剂穿透力,进一步对土茯苓中的树脂、多糖和淀粉类物质进行改性降解;最后采用化学接枝改性工艺,其中,聚乳酸是一种富含羟基的大分子化合物,其能和经改性后的树脂、多糖和淀粉类物质中的羧基进行反应,作为一个侧链基团加在改性后的树脂、多糖和淀粉类物质的主链上,形成性能更优异的缓释材料。
Description
技术领域
本发明属于药物制剂制备技术领域,具体涉及一种改性土茯苓缓释材料的制备方法及其应用。
背景技术
微胶囊技术(microencap sulation)是利用天然或合成的高分子成膜材料把分散均匀的固体颗粒、液体或气体包覆形成微小固体颗粒的技术,其中,包裹在微胶囊内部的物质称为芯材(或囊心),微胶囊外部的包覆膜称为壁材(或囊壁、壳体)。良好的壁材能够使芯材具有更好的生物利用度,延长芯材的半衰期而延缓其释放,提高核心芯材的功效,还能够保护芯材不受外部环境因素的损害。一般来说,壁材的分子量越大,其核心材料的释放速度越慢,通过选择优质的壁材可以提高胶囊的包封效率,延缓芯材的释放,从而延长芯材的储存时间。常用的微胶囊壁材包括天然高分子材料、合成高分子材料和无机材料等,其中,天然高分子壁材主要包括碳水化合物、蛋白质、蜡质或脂质;完全人工合成高分子壁材可分为非生物降解材料(聚丙烯酰胺和聚甲基丙烯酸甲酯等)和生物降解材料(主要为聚乳酸及其共聚物);半合成的高分子壁材主要为纤维素衍生物,通常作为药用高分子辅料或药物微胶囊壁材;无机材料主要有层状双金属氢氧化物、碳酸钙和磷酸盐等。上述微胶囊壁材虽然都具有一定的缓释性能,也被广泛地用作缓释材料,但还是存在着缓释性能不足等问题。
土茯苓为百合科植物光叶菝葜Smilax glabra Roxb.的干燥根茎,又名禹余粮、冷饭图、红土苓等。其味甘,淡,平,归肝、胃经,具有解毒除湿,通利关节的功效,可用于治疗湿热淋浊,带下,筋骨疼痛,痈肿,瘰疬,疥癣,梅毒及汞中毒等。土茯苓的根茎富含树脂、多糖和淀粉类物质,这些大分子物质均具有一定的缓释性能,另外,土茯苓是一种中药组分,也可以食用,因此,有望将土茯苓开发成一种作为药物缓释载体的缓释材料。
目前,几乎没有关于将土茯苓开发成一种作为药物缓释载体的缓释材料的文献报道,虽然土茯苓有一定的缓释性能,但其缓释效果还不是很理想,有鉴于此,有必要开发一种改性土茯苓缓释材料来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种改性土茯苓缓释材料的制备方法及其应用。本发明制备的改性土茯苓缓释材料的缓释性能优异,能对多种药物进行包覆,并能缓慢、稳定的释放药物。、
本发明的一个目的在于提供一种改性土茯苓缓释材料的制备方法。
一种改性土茯苓缓释材料的制备方法,包括如下步骤:
S1、原料的预处理:将土茯苓的根茎洗净,经烘干、粉碎、过筛、挤压膨化后,加入到乙醇水溶液中浸胀,得到预处理液;
S2、超声酶解改性:向步骤S1中得到的预处理液中加入植物复合水解酶,然后置于超声破碎仪中恒温酶解后,过滤、减压回收,得到改性处理液;
S3、化学接枝改性:向步骤S2中得到的改性处理液中通入氮气,之后加入引发剂进行保温反应,然后加入过量的聚乳酸溶液进行搅拌反应,产物经有机溶剂洗涤后,最后经抽滤、真空干燥后得到改性土茯苓缓释材料。
进一步地,步骤S1中,所述过筛筛网的孔径大小为170~200目;所述挤压膨化的温度为50~60℃,静置时间为50~60min。
进一步地,步骤S1中,所述乙醇水溶液中乙醇的质量浓度为30~50%,所述乙醇水溶液的加入量为所述土茯苓质量的15~25倍,所述浸胀的时间为16~30h。
进一步地,步骤S2中,所述植物复合水解酶选自纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶、酯酶和植酸酶中的一种或多种;所述植物复合水解酶的终浓度为10~15U/ml。
进一步地,步骤S2中,所述超声破碎仪的参数如下:温度25~35℃、频率35~45KHz、功率240~250W,超声破碎2~3h。
进一步地,步骤S3中,所述引发剂选自硝酸铈铵或/和过硫酸铵,所述引发剂的摩尔浓度为0.4~0.7mol/L,所述保温反应的温度为60~70℃,时间为1~2h。
进一步地,步骤S3中,所述搅拌反应的温度为70~90℃,时间为6~8h;所述有机溶剂选自乙酸丁酯、氯仿、甲醇和乙酸乙酯中的一种或多种。
由于土茯苓是一种中药材,可食用,具有良好的生物相容性,其根茎富含树脂、多糖和淀粉类物质,因此,是一种潜在的缓释材料。进一步地,本发明中选用特定的方法,对土茯苓进行改性处理,首先对土茯苓的根茎进行预处理,粉碎、过筛后,形成极小的颗粒,便于后期充分与乙醇水溶接触,使乙醇水溶液充分浸胀土茯苓,通过挤压膨化工序来破坏土茯苓的植物纤维,使土茯苓的内部物质更大面积地与乙醇水溶液充分接触;接着采用超声酶解改性工艺,其中加入植物复合水解酶后,能迅速将土茯苓植物细胞壁水解,得到改性的小分子物质,另外超声波一方面使体系升温,使酶的活力达到最大,同时声波能增大物质分子运动频率和速度,增加溶剂穿透力,进一步对土茯苓中的树脂、多糖和淀粉类物质进行改性降解;最后采用化学接枝改性工艺,其中,聚乳酸是一种富含羟基的大分子化合物,其能和经改性后的树脂、多糖和淀粉类物质中的羧基进行反应,作为一个侧链基团加在改性后的树脂、多糖和淀粉类物质的主链上,形成性能更优异的缓释材料。
本发明的另一个目的在于提供一种改性土茯苓缓释材料。
上述任一项所述的改性土茯苓缓释材料的制备方法制得的改性土茯苓缓释材料。
本发明的最后一个目的在于提供一种改性土茯苓缓释材料的应用。
上述所述的改性土茯苓缓释材料在制备药物缓释制剂中的应用。
进一步地,所述药物选自复合维生素B和/或双氯芬酸钾。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
1)本发明采用超声酶解改性工艺,其中加入植物复合水解酶后,能迅速将土茯苓植物细胞壁水解,得到改性的小分子物质,另外超声波一方面使体系升温,使酶的活力达到最大,同时声波能增大物质分子运动频率和速度,增加溶剂穿透力,进一步对土茯苓中的树脂、多糖和淀粉类物质进行改性降解;最后采用化学接枝改性工艺,其中,聚乳酸是一种富含羟基的大分子化合物,其能和经改性后的树脂、多糖和淀粉类物质中的羧基进行反应,作为一个侧链基团加在改性后的树脂、多糖和淀粉类物质的主链上,形成性能更优异的缓释材料。
2)本发明制备的改性土茯苓缓释材料的缓释性能优异,能对多种药物进行包覆,并能缓慢、稳定的释放药物,因此,在药物缓释制剂领域中有良好的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明改性土茯苓缓释材料的制备方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
实施例1
一种改性土茯苓缓释材料的制备方法,包括如下步骤:
S1、原料的预处理:将土茯苓的根茎洗净,经烘干、粉碎、过筛、挤压膨化后,加入到乙醇水溶液中浸胀,得到预处理液;所述过筛筛网的孔径大小为170目;所述挤压膨化的温度为50℃,静置时间为60min;所述乙醇水溶液中乙醇的质量浓度为50%,所述乙醇水溶液的加入量为所述土茯苓质量的25倍,所述浸胀的时间为30h;
S2、超声酶解改性:向步骤S1中得到的预处理液中加入纤维素酶和淀粉酶,所述纤维素酶和淀粉酶的终浓度为15U/ml,然后置于超声破碎仪中恒温酶解后,过滤、减压回收,得到改性处理液;所述超声破碎仪的参数如下:温度35℃、频率45KHz、功率250W,超声破碎3h;
S3、化学接枝改性:向步骤S2中得到的改性处理液中通入氮气,之后加入引发剂进行保温反应,所述引发剂的摩尔浓度为0.7mol/L,所述保温反应的温度为70℃,时间为2h;然后加入过量的聚乳酸溶液进行搅拌反应,所述搅拌反应的温度为90℃,时间为8h;产物经乙酸丁酯洗涤后,最后经抽滤、真空干燥后得到改性土茯苓缓释材料。
实施例2
一种改性土茯苓缓释材料的制备方法,包括如下步骤:
S1、原料的预处理:将土茯苓的根茎洗净,经烘干、粉碎、过筛、挤压膨化后,加入到乙醇水溶液中浸胀,得到预处理液;所述过筛筛网的孔径大小为185目;所述挤压膨化的温度为55℃,静置时间为55min;所述乙醇水溶液中乙醇的质量浓度为40%,所述乙醇水溶液的加入量为所述土茯苓质量的20倍,所述浸胀的时间为25h;
S2、超声酶解改性:向步骤S1中得到的预处理液中加入半纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶,所述半纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶的终浓度为12U/ml,然后置于超声破碎仪中恒温酶解后,过滤、减压回收,得到改性处理液;所述超声破碎仪的参数如下:温度30℃、频率40KHz、功率245W,超声破碎2.5h;
S3、化学接枝改性:向步骤S2中得到的改性处理液中通入氮气,之后加入引发剂进行保温反应,所述引发剂的摩尔浓度为0.55mol/L,所述保温反应的温度为65℃,时间为1.5h;然后加入过量的聚乳酸溶液进行搅拌反应,所述搅拌反应的温度为80℃,时间为7h;产物经氯仿和甲醇的混合液洗涤后,最后经抽滤、真空干燥后得到改性土茯苓缓释材料。
实施例3
一种改性土茯苓缓释材料的制备方法,包括如下步骤:
S1、原料的预处理:将土茯苓的根茎洗净,经烘干、粉碎、过筛、挤压膨化后,加入到乙醇水溶液中浸胀,得到预处理液;所述过筛筛网的孔径大小为200目;所述挤压膨化的温度为60℃,静置时间为50min;所述乙醇水溶液中乙醇的质量浓度为30%,所述乙醇水溶液的加入量为所述土茯苓质量的15倍,所述浸胀的时间为16h;
S2、超声酶解改性:向步骤S1中得到的预处理液中加入纤维素酶和植酸酶,所述植物复合水解酶的终浓度为10U/ml,然后置于超声破碎仪中恒温酶解后,过滤、减压回收,得到改性处理液;所述超声破碎仪的参数如下:温度25℃、频率35KHz、功率240W,超声破碎2h;
S3、化学接枝改性:向步骤S2中得到的改性处理液中通入氮气,之后加入引发剂进行保温反应,所述引发剂的摩尔浓度为0.4mol/L,所述保温反应的温度为60℃,时间为1h;然后加入过量的聚乳酸溶液进行搅拌反应,所述搅拌反应的温度为70℃,时间为6h;产物经乙酸乙酯洗涤后,最后经抽滤、真空干燥后得到改性土茯苓缓释材料。
实施例4
所述改性土茯苓缓释材料的制备同实施例2基本一致,不同之处在于,超声酶解改性步骤中只添加半纤维素酶。
实施例5
所述改性土茯苓缓释材料的制备同实施例2基本一致,不同之处在于,超声酶解改性步骤中只添加淀粉酶。
实施例6
所述改性土茯苓缓释材料的制备同实施例2基本一致,不同之处在于,超声酶解改性步骤中只添加蛋白酶。
对比例1
土茯苓缓释材料不经过任何改性处理。
对比例2
所述改性土茯苓缓释材料的制备同实施例2基本一致,不同之处在于,没有原料的预处理步骤。
对比例3
所述改性土茯苓缓释材料的制备同实施例2基本一致,不同之处在于,没有超声酶解改性步骤。
对比例4
所述改性土茯苓缓释材料的制备同实施例2基本一致,不同之处在于,没有化学接枝改性步骤。
对比例5
所述改性土茯苓缓释材料的制备同实施例2基本一致,不同之处在于,步骤S1中,没有挤压膨化步骤。
实施例5复合维生素B和双氯芬酸钾缓释片的制备及释放度试验
5.1复合维生素B和双氯芬酸钾缓释片的制备
以重量份计,将40份改性土茯苓缓释材料(实施例1~3和对比例1~5)、30份复合维生素B和双氯芬酸钾、30份糊精、15份微晶纤维素、15份预胶化淀粉混匀,加入30份20%乙醇溶液,制粒,加入2份硬脂酸镁和5份二氧化硅,混匀,压片,即得复合维生素B和双氯芬酸钾缓释片。
5.2释放度试验
将上述制得的复合维生素B和双氯芬酸钾缓释片(实施例1~3和对比例1~5)进行累积释放量的测试,结果如表1所示:
表1复合维生素B和双氯芬酸钾性能测试结果
从表中的数据可以看出,实施例1~3制得的复合维生素B和双氯芬酸钾缓释片在2h内对复合维生素B和双氯芬酸钾的释放较为缓慢,释放量在12%左右,10h的累积释放量在90%左右,实施例4~6制得的复合维生素B和双氯芬酸钾缓释片的缓释性能有了一定程度下降,结果表明,本发明制得的复合维生素B和双氯芬酸钾缓释片能缓慢、稳定的释放,达到持续给药、持续治疗的目的,能最大程度的提高复合维生素B和双氯芬酸钾缓释片药物的疗效,同时,各种不同水解酶之间有协同作用,混合后水解土茯苓能提高其缓释性能;
对比例1中的土茯苓缓释材料不经过任何改性处理,结果发现,2h内复合维生素B和双氯芬酸钾的释放量已经达到50%左右,结果表明,土茯苓缓释材料虽然具有一定的缓释性能,但其缓释性能需要进一步地增强,才能用于药物缓释制剂中;
对比例2~4与实施例2的区别在于,缺少原料的预处理、超声酶解改性和化学接枝改性中的某一步骤,结果发现,对比例2~4制得的复合维生素B和双氯芬酸钾缓释片的缓释性能较差,进一步地表明原料的预处理、超声酶解改性和化学接枝改性三者协同作用,使制备得到的改性土茯苓缓释材料的缓释性能大大的提升;
对比例5与与实施例2的区别在于,步骤S1中,没有挤压膨化步骤,结果发现,对比例5制得的复合维生素B和双氯芬酸钾缓释片的缓释性能有了一定程度的下降,这是因为通过挤压膨化工序能破坏土茯苓的植物纤维,使土茯苓的内部物质更大面积地与乙醇水溶液充分接触,便于后面的改性处理,因此,实施例2中制得的复合维生素B和双氯芬酸钾缓释片缓释性能更强。
综上所述,本发明制备的改性土茯苓缓释材料的缓释性能优异,能对多种药物进行包覆,并能缓慢、稳定的释放药物,因此,在药物缓释制剂领域中有良好的应用前景。
本发明所使用的其他常规试剂和设备,如无特殊说明,均可市售获得。
以上实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种改性土茯苓缓释材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、原料的预处理:将土茯苓的根茎洗净,经烘干、粉碎、过筛、挤压膨化后,加入到乙醇水溶液中浸胀,得到预处理液;
S2、超声酶解改性:向步骤S1中得到的预处理液中加入植物复合水解酶,然后置于超声破碎仪中恒温酶解后,过滤、减压回收,得到改性处理液;所述植物复合水解酶为纤维素酶和淀粉酶,或半纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶,或纤维素酶和植酸酶;
S3、化学接枝改性:向步骤S2中得到的改性处理液中通入氮气,之后加入引发剂进行保温反应,然后加入过量的聚乳酸溶液进行搅拌反应,产物经有机溶剂洗涤后,最后经抽滤、真空干燥后得到改性土茯苓缓释材料。
2.如权利要求1所述的改性土茯苓缓释材料的制备方法,其特征在于,步骤S1中,所述过筛筛网的孔径大小为170~200目;所述挤压膨化的温度为50~60℃,静置时间为50~60min。
3.如权利要求1所述的改性土茯苓缓释材料的制备方法,其特征在于,步骤S1中,所述乙醇水溶液中乙醇的质量浓度为30~50%,所述乙醇水溶液的加入量为所述土茯苓质量的15~25倍,所述浸胀的时间为16~30h。
4.如权利要求1所述的改性土茯苓缓释材料的制备方法,其特征在于,步骤S2中所述植物复合水解酶的终浓度为10~15U/ml。
5.如权利要求1所述的改性土茯苓缓释材料的制备方法,其特征在于,步骤S2中,所述超声破碎仪的参数如下:温度25~35℃、频率35~45KHz、功率240~250W,超声破碎2~3h。
6.如权利要求1所述的改性土茯苓缓释材料的制备方法,其特征在于,步骤S3中,所述引发剂选自硝酸铈铵或/和过硫酸铵,所述引发剂的摩尔浓度为0.4~0.7mol/L,所述保温反应的温度为60~70℃,时间为1~2h。
7.如权利要求1所述的改性土茯苓缓释材料的制备方法,其特征在于,步骤S3中,所述搅拌反应的温度为70~90℃,时间为6~8h;所述有机溶剂选自乙酸丁酯、氯仿、甲醇和乙酸乙酯中的一种或多种。
8.权利要求1~7任一项所述的改性土茯苓缓释材料的制备方法制得的改性土茯苓缓释材料。
9.权利要求8所述的改性土茯苓缓释材料在制备药物缓释制剂中的应用;所述药物为复合维生素B和双氯芬酸钾的组合。
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