CN116172944A - 一种温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶的制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生物材料技术领域，尤其涉及一种温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶的制备方法及其应用，包括以下步骤：将O‑羧甲基壳聚糖溶于去离子水中，经过机械搅拌后得到O‑羧甲基壳聚糖水溶液，再加入适量的4‑二甲氨基吡啶和N,N’‑二环己基碳二亚胺，使其均匀搅拌后，加入适量的人参皂苷Rh2溶液均匀搅拌，使人参皂苷Rh2充分与O‑羧甲基壳聚糖反应，反应结束后经过透析和冷冻干燥处理，得到载人参皂苷Rh2的O‑羧甲基壳聚糖；将所得到的载人参皂苷Rh2的O‑羧甲基壳聚糖溶于PBS缓冲液中，再加入适量的聚氧乙烯聚氧丙烯醚，均匀搅拌，得到温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶。本发明得到的温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶具有优异的生物相容性，同时具有温度和pH响应性能。

Description

一种温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及生物材料技术领域，尤其涉及一种温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶的制备方法及其应用。
背景技术
O-羧甲基壳聚糖是一种水溶性壳聚糖，具有良好的抗菌、抗肿瘤活性、抑制瘙痒等功能，因此在医药领域中广泛应用。另外，人参皂苷作为人参的代表成分，具有抗氧化、抗炎、止痛止痒、抗癌活性等功效，包括腹痛、神经痛、慢性关节疼痛等，可治疗疼痛及瘙痒的疾病，因此被越来越多人所关注。为了延长人参皂苷的药效，需要有效调控其药物的释放率。
针对上述问题，本申请提供一种温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶的制备方法及其应用。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶的制备方法及其应用，其制备的载人参皂苷水凝胶具有良好的生物相容性，可有效控制人参皂苷Rh2的释放率，可应用于药物传递领域。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶的制备方法，具体步骤如下：
步骤1：将O-羧甲基壳聚糖溶于去离子水中，经过机械搅拌后得到O-羧甲基壳聚糖水溶液；
步骤2：将人参皂苷Rh2溶于甲醇中，经过机械搅拌后得到人参皂苷Rh2溶液；
步骤3：将步骤1中得到的O-羧甲基壳聚糖水溶液中加入适量的4-二甲氨基吡啶和N,N’-二环己基碳二亚胺使其均匀搅拌，再加入适量的步骤2中得到的人参皂苷Rh2溶液均匀搅拌，使人参皂苷Rh2充分与O-羧甲基壳聚糖反应，反应结束后经过透析和冷冻干燥处理，得到载人参皂苷Rh2的O-羧甲基壳聚糖，其分子式结构如下所示：
Figure BDA0004103470630000021
步骤4：将步骤3中得到的载人参皂苷Rh2的O-羧甲基壳聚糖溶于PBS缓冲液中，再加入适量的聚氧乙烯聚氧丙烯醚，均匀搅拌，得到温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶。
优选地，在步骤1中，O-羧甲基壳聚糖水溶液的摩尔浓度为0.001～0.01mmol/ml，溶解时间为10～90min，溶解温度为25～30℃。
优选地，在步骤2中，人参皂苷Rh2的摩尔浓度为0.05～0.3mmol/ml，溶解时间为30～60min，溶解温度为25～30℃。
优选地，在步骤3中，4-二甲氨基吡啶与O-羧甲基壳聚糖的摩尔比为3～10mol％，N,N’-二环己基碳二亚胺与O-羧甲基壳聚糖的摩尔比为1～5mol％。
优选地，在步骤3中，反应时间为10～48小时，反应温度为25～35℃。
优选地，在步骤3中，透析温度为25～35℃，透析时间为24～72小时，干燥温度为-80℃，干燥时间为24～72小时。
优选地，在步骤4中，载人参皂苷Rh2的O-羧甲基壳聚糖的浓度为1～5w/v％，聚氧乙烯聚氧丙烯醚的质量分数为20～80wt％，搅拌时间为30～60min。
本发明还提供了一种采用上述方法制备的温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶，通过接枝可用于对人参皂苷Rh2的释放。
本发明还提供了一种采用温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶在制备抗炎、止痛药物中的应用，可应用于药物传递领域。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明利用人参皂苷交联技术，制备具有温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶，本发明制备得到的载人参皂苷水凝胶具有优异的生物相容性，并具有温度和pH响应性能。
2、本发明制备方法简单、灵活，可有效控制人参皂苷Rh2的释放率，可应用于药物传递领域。
附图说明
图1为本发明制备的人参皂苷Rh2的O-羧甲基壳聚糖的核磁共振图；
图2为本发明制备的人参皂苷Rh2水凝胶在不同温度下温度感应演示图，其中，(a)在25℃下为液体，(b)在37℃下变为水凝胶。
具体实施方式
下面结合附图将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明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。
实施例1：
一种温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶的制备方法，具体步骤如下：
步骤1、将O-羧甲基壳聚糖溶于去离子水中(0.001mmol/ml)，在25℃机械搅拌10min后得到O-羧甲基壳聚糖水溶液；
步骤2、将人参皂苷Rh2溶于甲醇中(0.05mmol/ml)，在25℃机械搅拌30min后得到人参皂苷Rh2溶液；
步骤3、将上述O-羧甲基壳聚糖水溶液中加入适量的4-二甲氨基吡啶(3mol％)和N,N’-二环己基碳二亚胺(1mol％)，使其均匀搅拌，再加入步骤2中得到的人参皂苷Rh2溶液，在25℃均匀搅拌10小时，使人参皂苷Rh2充分与O-羧甲基壳聚糖反应，反应结束后在25℃下透析24小时，并在-80℃下冷冻干燥24小时，得到载人参皂苷Rh2的O-羧甲基壳聚糖；
步骤4、将步骤3得到的载人参皂苷Rh2的O-羧甲基壳聚糖溶于PBS缓冲液中(1w/v％)，再加入适量的聚氧乙烯聚氧丙烯醚(20wt％)，均匀搅拌30min，得到温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶。
实施例2：
一种温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶的制备方法，具体步骤如下：
步骤1、将O-羧甲基壳聚糖溶于去离子水中(0.005mmol/ml)，在25℃机械搅拌30min后得到O-羧甲基壳聚糖水溶液；
步骤2、将人参皂苷Rh2溶于甲醇中(0.1mmol/ml)，在25℃机械搅拌30min后得到人参皂苷Rh2溶液；
步骤3、将上述O-羧甲基壳聚糖水溶液中加入适量的4-二甲氨基吡啶(5mol％)和N,N’-二环己基碳二亚胺(2mol％)，使其均匀搅拌，再加入步骤2中得到的人参皂苷Rh2溶液，在25℃均匀搅拌24小时，使人参皂苷Rh2充分与O-羧甲基壳聚糖反应，反应结束后在30℃下透析48小时，并在-80℃下冷冻干燥48小时，得到载人参皂苷Rh2的O-羧甲基壳聚糖；
步骤4、将步骤3得到的所述载人参皂苷Rh2的O-羧甲基壳聚糖溶于PBS缓冲液中(2w/v％)，再加入适量的聚氧乙烯聚氧丙烯醚(30wt％)，均匀搅拌30min，得到温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶。
实施例3：
一种温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶的制备方法，具体步骤如下：
步骤1、将O-羧甲基壳聚糖溶于去离子水中(0.01mmol/ml)，在25℃机械搅拌60min后得到O-羧甲基壳聚糖水溶液；
步骤2、将人参皂苷Rh2溶于甲醇中(0.3mmol/ml)，在25℃机械搅拌60min后得到人参皂苷Rh2溶液；
步骤3、将上述O-羧甲基壳聚糖水溶液中加入适量的4-二甲氨基吡啶(10mol％)和N,N’-二环己基碳二亚胺(5mol％)，使其均匀搅拌，再加入步骤2中得到的人参皂苷Rh2溶液，在25℃均匀搅拌24小时，使人参皂苷Rh2充分与O-羧甲基壳聚糖反应，反应结束后在30℃下透析24小时，并在-80℃下冷冻干燥48小时，得到载人参皂苷Rh2的O-羧甲基壳聚糖；
步骤4、将步骤3得到的载人参皂苷Rh2的O-羧甲基壳聚糖溶于PBS缓冲液中(3w/v％)，再加入适量的聚氧乙烯聚氧丙烯醚(50wt％)，均匀搅拌60min，得到温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶。
性能检测：
对上述各实施例所得的载人参皂苷Rh2的O-羧甲基壳聚糖进行核磁共振实验，并对温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶进行了温度响应和释放速度测试，具体包括：测试不同温度下的载人参皂苷水凝胶的相变化；将载人参皂苷水凝胶放入透析膜中，并将其放入不同pH的PBS缓冲液中，并在37℃水浴锅中摇晃，测试载人参皂苷水凝胶在不同pH环境中的释放率。
测试结果表明，本发明得到的载人参皂苷水凝胶具有温度响应效果，在25℃下为液体(图2(a))，在37℃下变为水凝胶(图2(b))；相比碱性条件，在酸性条件下，人参皂苷更快释放出来。
表1pH对人参皂苷Rh2的释放率的影响：
Figure BDA0004103470630000051
一种温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶，通过接枝并有效释放人参皂苷Rh2，可应用于药物传递领域。
综上所述，本发明利用人参皂苷交联技术，制备具有温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶，本发明制备得到的载人参皂苷水凝胶具有优异的生物相容性，并具有温度和pH响应性能。
本发明中披露的说明和实践，对于本技术领域的普通技术人员来说，都是易于思考和理解的，且在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的修改或改进，也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1：将O-羧甲基壳聚糖溶于去离子水中，经过机械搅拌后得到O-羧甲基壳聚糖水溶液；
步骤2：将人参皂苷Rh2溶于甲醇中，经过机械搅拌后得到人参皂苷Rh2溶液；
步骤3：将步骤1中得到的O-羧甲基壳聚糖水溶液中加入适量的4-二甲氨基吡啶和N,N’-二环己基碳二亚胺使其均匀搅拌，再加入适量的步骤2中得到的人参皂苷Rh2溶液均匀搅拌，使人参皂苷Rh2充分与O-羧甲基壳聚糖反应，反应结束后经过透析和冷冻干燥处理，得到载人参皂苷Rh2的O-羧甲基壳聚糖；
步骤4：将步骤3中得到的载人参皂苷Rh2的O-羧甲基壳聚糖溶于PBS缓冲液中，再加入适量的聚氧乙烯聚氧丙烯醚，均匀搅拌，得到温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶。
2.根据权利要求1所述的一种温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶的制备方法，其特征在于，在步骤1中，O-羧甲基壳聚糖水溶液的摩尔浓度为0.001～0.01mmol/ml，溶解时间为10～90min，溶解温度为25～30℃。
3.根据权利要求1所述的一种温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶的制备方法，其特征在于，在步骤2中，人参皂苷Rh2的摩尔浓度为0.05～0.3mmol/ml，溶解时间为30～60min，溶解温度为25～30℃。
4.根据权利要求1所述的一种温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶的制备方法，其特征在于，在步骤3中，4-二甲氨基吡啶与O-羧甲基壳聚糖的摩尔比为3～10mol％，N,N’-二环己基碳二亚胺与O-羧甲基壳聚糖的摩尔比为1～5mol％。
5.根据权利要求1所述的一种温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶的制备方法，其特征在于，在步骤3中，反应时间为10～48小时，反应温度为25～35℃。
6.根据权利要求1所述的一种温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶的制备方法，其特征在于，在步骤3中，透析温度为25～35℃，透析时间为24～72小时，干燥温度为-80℃，干燥时间为24～72小时。
7.根据权利要求1所述的一种温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶的制备方法，其特征在于，在步骤4中，载人参皂苷Rh2的O-羧甲基壳聚糖的浓度为1～5w/v％，聚氧乙烯聚氧丙烯醚的质量分数为20～80wt％，搅拌时间为30～60min。
8.一种采用权利要求1-7任一项方法制备的温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶，其特征在于，通过接枝可用于对人参皂苷Rh2的释放。
9.一种采用权利要求8所述的温度/pH响应的载人参皂苷水凝胶在制备抗炎、止痛药物中的应用。
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