CN114344241B - 一种聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体及其制备方法，涉及物载体加工技术领域。所述聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体由聚丙烯酸树脂IV、壳聚糖、季铵盐、改性碳纳米管、蔗糖乙酸异丁酸酯、烯丙基季戊四醇醚、羟基磷灰石、交联剂、引发剂、聚乙烯醇、聚乙二醇、增稠剂等成分在聚丙烯酸树脂IV改性处理、改性聚丙烯酸树脂IV悬浮液的制备、物质混合、混合纺丝、加热联合的步骤中制得。本发明克服了现有技术的不足，能够对药物进行吸附后使其进入人体胃部后有效均匀的缓释，达到治疗成分长期作用的效果，并且降低其吸湿性，保证其存放时间，并且防止药物的滥用，提升安全性。
Description
技术领域
本发明涉及药物载体加工技术领域，具体涉及一种聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体及其制备方法。
背景技术
随着医学的大力发展，人们面对疾病的质量手段也越来越多，通过研发不同的药物来达到对病痛的治愈，但是一般的药物在无药物载体的情况下，由于药物接触人体后释放无法得到控制，会引起短时间药物高浓度，从而产生药物毒副作用，使得药物利用率低，为了达到安全有效的治疗效果大多需要多次少量的给药，这种给药方式一般适合重急症患者，但是一般患者为了达到长期的缓解病痛需要药物缓慢作用于人体来达到持续对抗身体不适的效果。
现在市场上普通的药物如感冒药、消炎药、止痛药等药物中均是有效药物成分与药物载体混合后达到长效治疗的作用，但是此类药物的载体大多为普通的载体材料，其释缓时间不稳定，且对药物的吸附性能差，容易造成长期的治疗过程中药物释缓的速率变化大，容易造成人体在治疗时的较大的副作用。
聚丙烯酸水凝胶是一种常见的合成高分子水凝胶，它的网链上含有大量的羧基，容易进行结构设计和化学改性，使水凝胶材料具有更多的功能性，被广泛应用于药物控释，分离萃取，传感器及仿生制动等领域。但是虽然聚丙烯酸能够达到良好的药物释缓作用，但是并不能很好的控制药物的释缓速率，往往与其余药物载体一样存在前期释缓速度慢，后期药物释缓快的问题，容易造成药物集中释缓，同时聚丙烯酸在水中和乙醇中均具有良好的溶胀效果，对于某些药物如感冒药、止痛药等不容易对其进行萃取，防止药物滥用的现象，但是聚丙烯酸本身的交联度不高，抗破碎强度低，防滥用性能一般，且吸湿能力强、易结块、不易保管，高浓度胶浆对眼、鼻及喉部等有刺激，对实际的应用造成一定的困扰。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体及其制备方法，能够对药物进行吸附后使其进入人体胃部后有效均匀的缓释，达到治疗成分长期作用的效果，并且降低其吸湿性，保证其存放时间，并且防止药物的滥用，提升安全性。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体，所述聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体由以下重量份的原料制成：聚丙烯酸树脂IV：80-90份、壳聚糖：120-160份、季铵盐：20-30份、改性碳纳米管：18-20份、蔗糖乙酸异丁酸酯：16-20份、烯丙基季戊四醇醚：1-2份、羟基磷灰石：1-2份、交联剂：0.05-0.08份、引发剂：0.2-0.4份、聚乙烯醇：0.3-0.5份、聚乙二醇：1-2份、增稠剂：1-2份。
优选的，所述改性碳纳米管的制备方法包括以下步骤：
①将单壁碳纳米管加入浓硫酸和30％的过氧化氢氧化，得到羧基化单壁碳纳米管；
②将上述羧基化单壁碳纳米管采用高能球磨法进行初步球磨表面改性处理；
③将上述球磨后的碳纳米管与氯化亚矾反应从而将羧基转化为酰氯，后再与十八烷基胺反应得得到含有酰胺官能团的改性碳纳米管。
优选的，所述交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
优选的，所述引发剂为过异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、氧化二苯甲酰、过氧化十二酰中的任意一种。
优选的，所述增稠剂为果胶和羟丙甲纤维素质量比2∶1的混合物。
所述聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体的制备方法包括以下步骤：
(1)聚丙烯酸树脂IV改性处理：将先将聚丙烯树脂IV溶解在有机溶剂中，待其完全溶解溶胀后加入季铵盐后再加入交联剂，搅拌反应后除去溶剂，得季铵盐改性聚丙烯酸树脂IV备用；
(2)改性聚丙烯酸树脂IV悬浮液的制备：将上述季铵盐改性聚丙烯酸树脂IV加入有机溶剂分散后在加入去离子水，后去除有机溶剂，再加入蔗糖乙酸异丁酸酯、烯丙基季戊四醇醚、引发剂于超声均质机中均质，得悬浮液备用；
(3)物质混合：将羟基磷灰石球磨后混合改性碳纳米管加入聚乙烯醇、聚乙二醇混合均匀后再加入上述悬浮液中，后续加入增稠剂持续搅拌得混合物备用；
(4)混合纺丝：将壳聚糖混合上述混合物进行静电纺丝，得到混合纳米纤维备用；
(5)加热联合：将上述混合纳米纤维采用热风干燥10-15h后采用微波加热进行联合，得到复合药物载体。
优选的，所述步骤(1)中搅拌反应的温度为60℃，反应时间为24h。
优选的，所述步骤(2)中超声均质的频率为40kHz，且均质时间为15-20min。
优选的，所述步骤(3)中持续搅拌混合的温度为60℃，搅拌时间为1h。
优选的，所述步骤(5)中热风干燥的温度为80-90℃，且微波加热的温度为180℃，加热时间为10-15min。
本发明提供一种聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
(1)本申请采用聚丙烯酸树脂IV为主要原料，其中聚丙烯酸树脂IV能够在pH小于5的环境进行溶胀，在普通的水中溶胀性较差，其吸湿性也较低，结合季铵盐改性能够有效保证对药物的缓慢释放，并且与壳聚糖进行复合纺丝后能够进一步保证药物载体结构的层次性，便于在人体中持续缓慢释放药物；
(2)本申请中还添加有蔗糖乙酸异丁酸酯、烯丙基季戊四醇醚，有效保证药物溶胀的效率，使得所得的复合纺织物的各节点存在不同的溶胀效果，便于药物进入人体后由于不同的溶胀效果形成空洞使得有效的药物成分缓慢释放作用于人体；
(3)本申请中添加有改性碳纳米管和羟基磷灰石，有效对药物成分记性附着，在药物释放时控制药物释放的时间，防止药物集中释放，增加药物作用的时间，减少药物成分的浪费。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例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作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：
改性碳纳米管的制备：
①将单壁碳纳米管加入浓硫酸和30％的过氧化氢氧化，得到羧基化单壁碳纳米管；
②将上述羧基化单壁碳纳米管采用高能球磨法进行初步球磨表面改性处理；
③将上述球磨后的碳纳米管与氯化亚矾反应从而将羧基转化为酰氯，后再与十八烷基胺反应得得到含有酰胺官能团的改性碳纳米管。
实施例2：
一种聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体，所述聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体由以下重量份的原料制成：聚丙烯酸树脂IV：80-90份、壳聚糖：120份、季铵盐：20份、改性碳纳米管：18份、蔗糖乙酸异丁酸酯：16份、烯丙基季戊四醇醚：1份、羟基磷灰石：1份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：0.05份、引发剂：0.2份、聚乙烯醇：0.3份、聚乙二醇：1份、增稠剂：1份，且增稠剂为果胶和羟丙甲纤维素质量比2∶1的混合物。
优选的，所述引发剂为过异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、氧化二苯甲酰、过氧化十二酰中的任意一种。
所述聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体的制备方法包括以下步骤：
(1)聚丙烯酸树脂IV改性处理：将先将聚丙烯树脂IV溶解在有机溶剂中，待其完全溶解溶胀后加入季铵盐后再加入交联剂，于60℃温度下搅拌反应24h后除去溶剂，得季铵盐改性聚丙烯酸树脂IV备用；
(2)改性聚丙烯酸树脂IV悬浮液的制备：将上述季铵盐改性聚丙烯酸树脂IV加入有机溶剂分散后在加入去离子水，后去除有机溶剂，再加入蔗糖乙酸异丁酸酯、烯丙基季戊四醇醚、引发剂于超声均质机中采用40kHz的频率均质15min，得悬浮液备用；
(3)物质混合：将羟基磷灰石球磨后混合改性碳纳米管加入聚乙烯醇、聚乙二醇混合均匀后再加入上述悬浮液中，后续加入增稠剂在60℃温度下持续搅拌1h，得混合物备用；
(4)混合纺丝：将壳聚糖混合上述混合物进行静电纺丝，得到混合纳米纤维备用；
(5)加热联合：将上述混合纳米纤维在80℃温度下热风干燥10h后采用180℃的温度进行微波加热10min进行联合，得到复合药物载体。
实施例3：
一种聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体，所述聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体由以下重量份的原料制成：聚丙烯酸树脂IV：90份、壳聚糖：160份、季铵盐：30份、改性碳纳米管：20份、蔗糖乙酸异丁酸酯：20份、烯丙基季戊四醇醚：2份、羟基磷灰石：2份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：0.08份、引发剂：0.4份、聚乙烯醇：0.5份、聚乙二醇：2份、增稠剂：2份，且增稠剂为果胶和羟丙甲纤维素质量比2∶1的混合物。
优选的，所述引发剂为过异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、氧化二苯甲酰、过氧化十二酰中的任意一种。
所述聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体的制备方法包括以下步骤：
(1)聚丙烯酸树脂IV改性处理：将先将聚丙烯树脂IV溶解在有机溶剂中，待其完全溶解溶胀后加入季铵盐后再加入交联剂，于60℃温度下搅拌反应24h后除去溶剂，得季铵盐改性聚丙烯酸树脂IV备用；
(2)改性聚丙烯酸树脂IV悬浮液的制备：将上述季铵盐改性聚丙烯酸树脂IV加入有机溶剂分散后在加入去离子水，后去除有机溶剂，再加入蔗糖乙酸异丁酸酯、烯丙基季戊四醇醚、引发剂于超声均质机中采用40kHz的频率均质20min，得悬浮液备用；
(3)物质混合：将羟基磷灰石球磨后混合改性碳纳米管加入聚乙烯醇、聚乙二醇混合均匀后再加入上述悬浮液中，后续加入增稠剂在60℃温度下持续搅拌1h，得混合物备用；
(4)混合纺丝：将壳聚糖混合上述混合物进行静电纺丝，得到混合纳米纤维备用；
(5)加热联合：将上述混合纳米纤维在90℃温度下热风干燥115h后采用180℃的温度进行微波加热15min进行联合，得到复合药物载体。
实施例4：
一种聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体，所述聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体由以下重量份的原料制成：聚丙烯酸树脂IV：85份、壳聚糖：140份、季铵盐：25份、改性碳纳米管：19份、蔗糖乙酸异丁酸酯：18份、烯丙基季戊四醇醚：1.5份、羟基磷灰石：1.5份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯：0.07份、引发剂：0.3份、聚乙烯醇：0.4份、聚乙二醇：1.5份、增稠剂：1.5份，且增稠剂为果胶和羟丙甲纤维素质量比2∶1的混合物。
优选的，所述引发剂为过异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、氧化二苯甲酰、过氧化十二酰中的任意一种。
所述聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体的制备方法包括以下步骤：
(1)聚丙烯酸树脂IV改性处理：将先将聚丙烯树脂IV溶解在有机溶剂中，待其完全溶解溶胀后加入季铵盐后再加入交联剂，于60℃温度下搅拌反应24h后除去溶剂，得季铵盐改性聚丙烯酸树脂IV备用；
(2)改性聚丙烯酸树脂IV悬浮液的制备：将上述季铵盐改性聚丙烯酸树脂IV加入有机溶剂分散后在加入去离子水，后去除有机溶剂，再加入蔗糖乙酸异丁酸酯、烯丙基季戊四醇醚、引发剂于超声均质机中采用40kHz的频率均质18min，得悬浮液备用；
(3)物质混合：将羟基磷灰石球磨后混合改性碳纳米管加入聚乙烯醇、聚乙二醇混合均匀后再加入上述悬浮液中，后续加入增稠剂在60℃温度下持续搅拌1h，得混合物备用；
(4)混合纺丝：将壳聚糖混合上述混合物进行静电纺丝，得到混合纳米纤维备用；
(5)加热联合：将上述混合纳米纤维在85℃温度下热风干燥13h后采用180℃的温度进行微波加热13min进行联合，得到复合药物载体。
对比例1：
一种药物载体，其组成成分与实施例4相比减少了改性碳纳米管和羟基磷灰石的添加，其余成分与制备方法均与实施例4相同。
对比例2：
一种药物载体，其组成成分与实施例4相比减少了蔗糖乙酸异丁酸酯的添加，其余成分与制备方法均与实施例4相同。
对比例3：
一种药物载体，其组成成分与实施例4相比减少了烯丙基季戊四醇醚的添加，其余成分与制备方法均与实施例4相同。
对比例4：
一种药物载体，其组成成分与实施例4相比减少了蔗糖乙酸异丁酸酯和烯丙基季戊四醇醚添加，其余成分与制备方法均与实施例4相同。
对比例5：
一种药物载体，其组成成分与实施例4相比减少了改性碳纳米管、羟基磷灰石、蔗糖乙酸异丁酸酯和烯丙基季戊四醇醚添加，其余成分与制备方法均与实施例4相同。
对比例6：
一种药物载体，其组成成分包括壳聚糖9份和水溶性聚丙烯酸树脂1份和羟丙甲纤维素质0.2份。
其制备方法为将水溶性聚丙烯酸树脂加入去离子水和羟丙甲纤维素质混合搅拌后再加入壳聚糖搅拌混合均匀后进行静电纺丝，制备成复合纺织物药物载体。
检测：
采用阿司匹林为示例药物，将实施例2-4和对比例1-6所制得的药物载体分别取出10g对0.5g的阿司匹林药物进行包裹后压片，制成片剂药物，并将各组药物置于pH为3.5的100ml蒸馏水中浸泡，每隔一段时间检测水中阿司匹林的浓度，具体结果如下表1所示：
表1
由上表1可知，本申请中改性碳纳米管、羟基磷灰石、蔗糖乙酸异丁酸酯和烯丙基季戊四醇醚的组合添加能够有效控制药物释缓的速率，使得药物在酸性环境中缓慢释缓，达到稳定给药的目的。
对上述实施例4和对比例6药物载体制得的药片在pH为3和pH为7的不同蒸馏水中浸泡8h，计算溶液中阿司匹林的浓度，结果如下表2所示：
表2
| 组别 | pH为3 | pH为7 |
| 实施例4 | 0.055 | 0.007 |
| 对比例6 | 0.055 | 0.055 |
由上表2可知，本申请所制备的药物载体能够在符合人体胃部的酸性环境中溶胀后造成药物释放，而在中性酸碱度的环境中溶胀效果差，即可知其不容易在储存时吸潮导致药物成分流失，提升药物的储存时间和效果。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体，其特征在于，所述聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体由以下重量份的原料制成：聚丙烯酸树脂IV：80-90份、壳聚糖：120-160份、季铵盐：20-30份、改性碳纳米管：18-20份、蔗糖乙酸异丁酸酯：16-20份、烯丙基季戊四醇醚：1-2份、羟基磷灰石：1-2份、交联剂：0.05-0.08份、引发剂：0.2-0.4份、聚乙烯醇：0.3-0.5份、聚乙二醇：1-2份、增稠剂：1-2份；
所述改性碳纳米管的制备方法包括以下步骤：
①将单壁碳纳米管加入浓硫酸和30％的过氧化氢氧化，得到羧基化单壁碳纳米管；
②将上述羧基化单壁碳纳米管采用高能球磨法进行初步球磨表面改性处理；
③将上述球磨后的碳纳米管与氯化亚矾反应，后再与十八烷基胺反应得改性碳纳米管；
且所述聚丙烯酸树脂IV在使用时需与季铵盐混合改性处理，具体聚丙烯酸树脂IV改性处理方式为：先将聚丙烯树脂IV溶解在有机溶剂中，待其完全溶解溶胀后加入季铵盐后再加入交联剂，搅拌反应后除去溶剂，得季铵盐改性聚丙烯酸树脂IV。
2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体，其特征在于：所述交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
3.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体，其特征在于：所述引发剂为过异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、氧化二苯甲酰、过氧化十二酰中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体，其特征在于：所述增稠剂为果胶和羟丙甲纤维素质量比2∶1的混合物。
5.一种如权利要求1所述的聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体的制备方法包括以下步骤：
(1)聚丙烯酸树脂IV改性处理：先将聚丙烯树脂IV溶解在有机溶剂中，待其完全溶解溶胀后加入季铵盐后再加入交联剂，搅拌反应后除去溶剂，得季铵盐改性聚丙烯酸树脂IV备用；
(2)改性聚丙烯酸树脂IV悬浮液的制备：将上述季铵盐改性聚丙烯酸树脂IV加入有机溶剂分散后在加入去离子水，后去除有机溶剂，再加入蔗糖乙酸异丁酸酯、烯丙基季戊四醇醚、引发剂于超声均质机中均质，得悬浮液备用；
(3)物质混合：将羟基磷灰石球磨后混合改性碳纳米管加入聚乙烯醇、聚乙二醇混合均匀后再加入上述悬浮液中，后续加入增稠剂持续搅拌得混合物备用；
(4)混合纺丝：将壳聚糖混合上述混合物进行静电纺丝，得到混合纳米纤维备用；
(5)加热联合：将上述混合纳米纤维采用热风干燥10-15h后采用微波加热进行联合，得到复合药物载体。
6.根据权利要求5所述的一种聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中搅拌反应的温度为60℃，反应时间为24h。
7.根据权利要求5所述的一种聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中超声均质的频率为40kHz，且均质时间为15-20min。
8.根据权利要求5所述的一种聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中持续搅拌混合的温度为60℃，搅拌时间为1h。
9.根据权利要求5所述的一种聚丙烯酸树脂改性吸附药物载体的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中热风干燥的温度为80-90℃，且微波加热的温度为180℃，加热时间为10-15min。
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