CN116869963A - 一种基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物及其在制备降糖药物的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物，包括第一溶液和第二溶液通过水热反应后，再经过有机溶剂分散得到结构修饰的中空碳质花瓶材料为载体和装载分子量为100～4000的药物；本发明还提供了一种基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物在制备降糖药物的应用，药物体内及体外释放实验表明，可实现对不同分子量药物的可控释放。同时，有利于延缓药物的释放速度，提升不同分子量药物的积累量，减少药物的给药次数、给药量及毒副作用。
Description
技术领域
本发明涉及功能材料领域，特别是一种基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物及其在制备降糖药物的应用。
背景技术
糖尿病作为一种以血糖升高为特征的代谢性疾病，按病因可分为Ⅰ型糖尿病和Ⅱ型糖尿病，其中Ⅱ型糖尿病占90％。由于Ⅱ型糖尿病患病率逐年剧增，且呈现出年轻化趋势，已成为全球重大公共卫生问题。针对Ⅱ型糖尿病迫切需要采取有效措施来进行预防、治疗。
越来越多的证据表明，目前患者对抗糖药物的选择不仅限于药物对血糖的控制功效，还注重抗糖药物对相关并发症的预防、控制及治疗。特别地，针对Ⅱ型糖尿病患者血糖的管理变得更加个体化，治疗方案也具有多种选择。胰高糖素样肽-1受体激动剂(Glucagon-like peptide-1receptor agonists,GLP-1RAs)作为一类成熟的降糖药物，由于可以有效控制血糖、减轻体重及降低低血糖风险在治疗Ⅱ糖尿病的治疗建议和指南中占据了重要地位，目前常用的递送方式为注射与口服。相较于注射，口服制剂具有更好的接受度和依从性。然而，在口服GLP-1RAs中，如索马鲁肽，需要对药物的剂量进行特殊的要求说明，以减轻胃肠道不良反应的同时，确保索马鲁肽在胃中充分吸收，因此在临床中的使用具有一定的限制。除此之外，在降糖药物中，二甲双胍作为Ⅱ型糖尿病的一线治疗药物，在临床治疗中，其作用已得到了广泛的认可与证实。但在服用二甲双胍的患者中，约有30％的患者会出现消化系统功能紊乱、腹泻及呕吐等的症状，而服用二甲双胍后产生不良反应的原因与服用的剂量及药物的释放具有较大关系。
虽然Ⅱ型糖尿病的治疗方案具有多样化，且患者的依从性相对较高，但也存在由于治疗药物选择不当，或剂量不适，而导致相关不良事件的发生。因此，量身定制干预措施以进一步减少药物毒副作用，提高药物有效性，提升患者舒适度，具有重大意义。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一提供了基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物，解决结构修饰的中空碳质花瓶材料的中间空间由于表面活性剂填充导致装载药物少，通过该结构修饰的中空碳质花瓶材料进行药物装载的问题。
本发明的发明目的之二是基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物在制备降糖药物的应用，解决了通过该结构修饰的中空碳质花瓶材料进行制备降糖药物的应用问题。
本发明采用如下技术方案：
一种基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物，所述载体药物包括第一溶液和第二溶液通过水热反应后，再将经过有机溶剂分散得到的，结构修饰的中空碳质纳米泵材料作为载体；以及装载分子量为100～4000的药物；
其中，所述第一溶液通过阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂与水混合得到，所述第二溶液通过碳水化合物与水混合得到。
进一步，包括：所述阴离子表面活性剂与所述非离子表面活性剂的质量比为1:1～1:10；阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂质量和与水的比例范围为1g：20mL-1g:350mL；碳水化合物与水的比例范围为1g:10mL-1g:15mL；第一溶液与第二溶液体积比为1:2。
进一步，所述水热反应温度为160℃，反应时间为21～60h，所述水热反应后经过冷却、抽滤、洗涤、烘干，得到所述中空碳质纳米泵材料；其中，采用0.45μm水系滤膜进行抽滤，去离子水洗涤4次，烘干温度为50～100℃，烘干时间为2～24h。
进一步，所述水热反应温度为160℃，反应时间为21～40h，所述水热反应后经过冷却、抽滤、洗涤、烘干，得到所述中空碳质纳米泵材料；其中，采用0.45μm水系滤膜进行抽滤，去离子水洗涤4次，烘干温度为50～60℃，烘干时间为4～5h。
进一步，将材料分散在有机溶剂中，超声后离心，烘干，得到所述结构修饰的中空碳质纳米泵材料；所述有机溶剂为浓度50％～100％的乙醇溶液，超声的温度为20～40℃；超声时间为60～120min；离心转速为4500～9500rpm/min，离心时间为3～10min；烘干温度为50～100℃，烘干时间为2～24h。
进一步，将材料分散在有机溶剂中，超声后离心，烘干，得到所述结构修饰的中空碳质纳米泵材料；所述有机溶剂为浓度50％的乙醇溶液，超声的温度为40℃；超声时间为60min；离心转速为7500rpm/min，离心时间为5min；烘干温度为60℃，烘干时间为4h。
进一步，将材料分散在100～4000不同分子量的待载药物溶液中，通过在压力调控的环境下进行装载，得到所述载体药物，环境压力值为-1-1.2kg/cm2，装载时间为1～8h。
进一步，所述药物包括二甲双胍、培美曲塞或者利拉鲁肽。
一种基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物在制备降糖药物的应用，使用上述的基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物。
进一步，所述降糖药物为二甲双胍或者利拉鲁肽。
进一步，中空碳质纳米泵粒径为100nm-20μm。
进一步，中空碳质纳米泵Zeta电位范围±40－±60较好的稳定性，pH依赖。
进一步，中空碳质纳米泵表面活性剂包括：阴离子、非离子和阳离子表面活性剂。
进一步，中空碳质纳米泵的杨氏模量范围1MPa～10GPa。
进一步，中空碳质纳米泵的比表面积范围50-600m2/g。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
(1)本发明提供的基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料，材料可实现对100-4000不同分子量药物的装载，装载药物时的搅拌转速及环境压力值，对材料的药物装载起到了重要作用。在填充过程中的匀速搅拌，可让药物均匀分布的同时增加与材料的接触，环境压力的调控，可将药物充分填充至材料内部空腔中。
(2)本发明提供的基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物在制备降糖药物的应用，对药物的释放具有调控作用，即降低药物释放速度的同时，延长药物的释放时间，进而提升不同分子量药物的积累量，减少药物的给药次数、给药量及毒副作用。
(3)通过表征手段，进一步明确中空碳质纳米泵的形貌、尺寸、及相关的理化性质。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书、权利要求书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
图1为本发明所述的使用50％乙醇溶液，40℃下超声60min修饰制备的结构修饰的中空碳质纳米泵材料的SEM示意图。
图2为本发明所述的使用100％乙醇溶液，40℃下超声60min修饰制备的结构修饰的中空碳质纳米泵材料的SEM示意图。
图3为本发明所述的使用50％乙醇溶液，40℃下超声120min修饰制备的结构修饰的中空碳质纳米泵材料的SEM示意图。
图4为本发明所述的使用不含有乙醇的水溶液，40℃下超声60min修饰制备的结构修饰的中空碳质纳米泵材料的SEM示意图。
图5为本发明所述的中空碳质纳米泵在200℃条件下加热3min修饰制备的结构修饰的中空碳质纳米泵材料的SEM示意图。
图6为本发明所述的二甲双胍载体药物的释放曲线示意图。
图7为本发明所述的培美曲塞载体药物的释放曲线示意图。
图8为本发明所述的利拉鲁肽载体药物的释放曲线示意图。
图9为本发明所述的通过灌胃递送二甲双胍载体药物后，小鼠的血药浓度变化曲线示意图。
图10为本发明所述的二甲双胍载体药物和利拉鲁肽载体药物，对Ⅱ型糖尿病小鼠血糖值调控的变化曲线示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物，包括第一溶液和第二溶液通过水热反应后，再将经过有机溶剂分散得到的，结构修饰的中空碳质纳米泵材料作为药物载体，装载分子量为100～4000的药物；其中，第一溶液通过阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂与水混合得到，第二溶液通过碳水化合物与水混合得到；其中，第一溶液中，阴离子表面活性剂与所述非离子表面活性剂的比例为1:1～1:10；阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂质量和与水的比例范围为1g:20mL-1g:350mL；第二溶液中，碳水化合物与水的比例范围为1g:10mL-1g:15mL；第一溶液与第二溶液体积比为1:2。
在另一种实施例中，碳水化合物为D-核糖。
在另一种实施例中，阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的比例为1:1～1:10；水热反应温度为160℃，反应时间为21-60h，水热反应后经过冷却、抽滤、洗涤、烘干，得到中空碳质纳米泵材料；其中，采用0.45μm水系滤膜进行抽滤，去离子水洗涤4次，烘干温度为50～100℃，烘干时间为2～24h；作为一种优选，阴离子表面活性剂为油酸钠，非离子表明活性剂为P123，阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的质量比为1:1.2，烘干温度为50～60℃，烘干时间为4～5h。
在另一种实施例中，在一定温度条件下，将材料分散在有机溶剂中，超声后离心，烘干，得到结构修饰的中空碳质纳米泵材料；有机溶剂为浓度50％～100％的乙醇溶液，超声时间为60～120min；超声的温度为20～40℃；离心转速为4500～9500rpm/min，离心时间为3～10min；烘干温度为50～100℃，烘干时间为2～24h。
在另一种实施例中，有机溶剂为浓度50％的乙醇溶液，超声时间为60min；超声的温度为40℃；离心转速为7500rpm/min，离心时间为5min；烘干温度为60℃，烘干时间为4h；其中，中空碳质纳米泵与有机溶剂的比例为1g:150mL-1g:300mL，作为一种优选，中空碳质纳米泵与有机溶剂的比例为1g:250mL。
在另一种实施例中，装载分子量为100～4000的药物，将材料分散在待载药物溶液中，在压力调节环境下进行装载，得到所述载体药物，环境压力值为-1-1.2kg/cm2，装载时间为1～8h；作为一种优选，环境压力值为-1kg/cm2，装载时间为5～8h。
在另一种实施例中，阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的比例为1:1.2。
在另一种实施例中，药物包括二甲双胍、培美曲塞或者利拉鲁肽。
本发明还提供了一种基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、通过阴离子表面活性剂、阴离子表面活性剂与水混合得到第一溶液，通过碳水化合物与水混合得到第二溶液；
步骤二、将第一溶液和第二溶液混合后进行水热反应得到所述中空碳质纳米泵材料；
步骤三、将中空碳质纳米泵材料分散在有机溶剂中得到结构修饰的中空碳质纳米泵材料；
步骤四、将结构修饰的中空碳质纳米泵材料与不同种类的药物进行装载，得到载体药物。
其中，中空碳质纳米泵粒径为100nm-20μm。中空碳质纳米泵Zeta电位范围±40－±60较好的稳定性，pH依赖。中空碳质纳米泵表面活性剂包括：阴离子、非离子和阳离子表面活性剂。中空碳质纳米泵的杨氏模量范围1MPa～10GPa。中空碳质纳米泵的比表面积范围50-600m2/g。
在另一种实施例中，在步骤一中，所述阴离子表面活性剂与所述非离子表面活性剂的比例为1:1～1:10，作为一种优选，阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的比例为1:1.2。
在另一种实施例中，在步骤二中，所述水热反应温度为160℃，反应时间为21h。
在另一种实施例中，在步骤二中，所述水热反应后经过冷却、抽滤、洗涤、烘干，得到所述中空碳质纳米泵材料；其中，采用0.45μm水系滤膜进行抽滤，去离子水洗涤4次，烘干温度为50～100℃，烘干时间为2～24h；作为一种优选，烘干温度为50～60℃，烘干时间为4～5h。
在另一种实施例中，在步骤三中，在一定温度条件下，将步骤二中的所述的材料分散在有机溶剂中，超声后离心，烘干，得到所述结构修饰的中空碳质纳米泵材料；有机溶剂为浓度50％～100％的乙醇溶液，超声时间为60～120min；超声的温度为20～40℃；离心转速为4500～9500rpm/min，离心时间为3～10min；烘干温度为50～100℃，烘干时间为2～24h；作为一种优选，有机溶剂为浓度50％的乙醇溶液，超声时间为60min；超声的温度为40℃；离心转速为7500rpm/min，离心时间为5min；烘干温度为60℃，烘干时间为4h。
在另一种实施例中，在步骤四中，在压力调节环境下进行装载得到载体药物；环境压力值为-1-1.2kg/cm2，装载时间为1～8h；作为一种优选，环境压力值为-1kg/cm2，装载时间为5～8h。
本发明提供的基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物，根据药物分子量大小放入透析袋中，在振荡器中以一定条件进行药物释放，建立相关的动物疾病模型，通过灌胃、注射等递送方式，对装载药物后的材料，在实验动物体内进行药物代谢和药效验证。
在另一种实施例中，透析袋截留分子量为MW 10000-14000，释放转速为75-150rpm/min，释放温度为20-37℃，释放时间1-24h；作为一种优选，透析袋截留分子量为MW14000，在75rpm/min，37℃下释放1-5h。
本发明还提供了基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物，在制备降糖药物的应用，基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物，根据药物分子量大小放入透析袋中，在振荡器中以一定条件进行药物释放，建立相关的动物疾病模型，通过灌胃、注射等递送方式，对装载药物后的材料，在实验动物体内进行药物代谢和药效验证。
在另一种实施例中，降糖药物为二甲双胍或者利拉鲁肽。
实施例1
结构修饰的中空碳质纳米泵材料的制备，包括如下步骤：
步骤一、将油酸钠、P123与水混合得到第一溶液，将D-核糖与水混合得到第二溶液。
其中，油酸钠与P123的比例为1:1.2，第一溶液中油酸钠、P123质量和与水的比例为1g:250mL，D-核糖与水的比例为1g:13mL，第一溶液与第二溶液体积比为1:2。
步骤二、将第一溶液和第二溶液充分混合，在160℃温度条件下进行水热反应，反应时间为21h。
步骤三、水热反应后，将得到的反应物进行水洗，以0.45μm水系滤膜对反应溶液体系进行抽滤，去离子水洗涤4次，将抽滤后的物质在50～60℃下进行烘干，烘干时间为4～5h，得到中空碳质纳米泵材料。
步骤四、将得到的中空碳质纳米泵材料分散在50％的乙醇溶液中，40℃下超声60min后，以7500rpm/min的转速离心5min，得到结构修饰的中空碳质纳米泵；其中，中空碳质纳米泵与50％的乙醇溶液的比例为1g:250mL。
如图1所示，通过调节不同比例乙醇溶液修饰后，得到结构修饰的中空碳质纳米泵，内部空间表面活性剂基本清除，材料结构完好。
实施例2
结构修饰的中空碳质纳米泵材料的制备，包括如下步骤：
步骤一、将油酸钠、P123与水混合得到第一溶液，将D-核糖与水混合得到第二溶液。
其中，油酸钠与P123的比例为1:1.2，第一溶液中油酸钠、P123质量和与水的比例为1g:250mL，D-核糖与水的比例为1g:13mL，第一溶液与第二溶液体积比为1:2。
步骤二、将第一溶液和第二溶液充分混合，在160℃温度条件下进行水热反应，反应时间为21h。
步骤三、水热反应后，将得到的反应物进行水洗，以0.45μm水系滤膜对反应溶液体系进行抽滤，去离子水洗涤4次，将抽滤后的物质在50～60℃下进行烘干，烘干时间为4～5h，得到中空碳质纳米泵材料。
步骤四、将得到的中空碳质纳米泵材料分散在100％的乙醇溶液中，40℃下超声60min后，以7500rpm/min的转速离心5min，得到结构修饰的中空碳质纳米泵。其中，中空碳质纳米泵与100％乙醇溶液的比例为1g:250mL。
如图2所示，通过调节不同比例乙醇溶液修饰后，得到结构修饰的中空碳质纳米泵，内部空间表面活性剂基本清除，但材料结构出现变形。
实施例3
结构修饰的中空碳质纳米泵材料的制备，包括如下步骤：
步骤一、将油酸钠、P123与水混合得到第一溶液，将D-核糖与水混合得到第二溶液。
其中，油酸钠与P123的比例为1:1.2，第一溶液中油酸钠、P123质量和与水的比例为1g:250mL，D-核糖与水的比例为1g:13mL，第一溶液与第二溶液体积比为1:2。
步骤二、将第一溶液和第二溶液充分混合，在160℃温度条件下进行水热反应，反应时间为21h。
步骤三、水热反应后，将得到的反应物进行水洗，以0.45μm水系滤膜对反应溶液体系进行抽滤，去离子水洗涤4次，将抽滤后的物质在50～60℃下进行烘干，烘干时间为4～5h，得到中空碳质纳米泵材料。
步骤四、将得到的中空碳质纳米泵材料分散在50％的乙醇溶液中，40℃下超声120min后，以7500rpm/min的转速离心5min，得到结构修饰的中空碳质纳米泵。其中，中空碳质纳米泵与50％乙醇溶液的比例为1g:250mL。
如图3所示，通过调节不同超声时间修饰后，得到结构修饰的中空碳质纳米泵，内部空间表面活性剂基本清除，材料结构完好。并且可以改变材料的表面的粗糙度，即在该条件下，修饰后的中空碳纳米材料表面粗糙，对药物的吸附量的调控具有重要意义。
实施例4
结构修饰的中空碳质纳米泵材料的制备，包括如下步骤：
步骤一、将油酸钠、P123与水混合得到第一溶液，将D-核糖与水混合得到第二溶液。
其中，油酸钠与P123的比例为1:1.2，第一溶液中油酸钠、P123质量和与水的比例为1g:250mL，D-核糖与水的比例为1g:13mL，第一溶液与第二溶液体积比为1:2。
步骤二、将第一溶液和第二溶液充分混合，在160℃温度条件下进行水热反应，反应时间为21h。
步骤三、水热反应后，将得到的反应物进行水洗，以0.45μm水系滤膜对反应溶液体系进行抽滤，去离子水洗涤4次，将抽滤后的物质在50～60℃下进行烘干，烘干时间为4～5h，得到中空碳质纳米泵材料。
步骤四、将得到的中空碳质纳米泵材料分散在水溶液中，40℃下超声60min后，以7500rpm/min的转速离心5min，得到结构修饰的中空碳质纳米泵。其中，中空碳质纳米泵与水溶液的比例为1g:250mL。
如图4所示，通过调节不同修饰条件后，得到结构修饰的中空碳质纳米泵，表面活性剂仍然填充在材料的内部空间中。
实施例5
结构修饰的中空碳质纳米泵材料的制备，包括如下步骤：
步骤一、将油酸钠、P123与水混合得到第一溶液，将D-核糖与水混合得到第二溶液。
其中，油酸钠与P123的比例为1:1.2，第一溶液中油酸钠、P123质量和与水的比例为1g:250mL，D-核糖与水的比例为1g:13mL，第一溶液与第二溶液体积比为1:2。
步骤二、将第一溶液和第二溶液充分混合，在160℃温度条件下进行水热反应，反应时间为21h。
步骤三、水热反应后，将得到的反应物进行水洗，以0.45μm水系滤膜对反应溶液体系进行抽滤，去离子水洗涤4次，将抽滤后的物质在50～60℃下进行烘干，烘干时间为4～5h，得到中空碳质纳米泵。
步骤四、将得到的中空碳质纳米泵在200℃条件下加热3min，得到结构修饰的中空碳质纳米泵。
如图5所示，通过调节不同修饰条件后，得到的结构修饰的中空碳质纳米泵，表面活性剂仍然填充在材料的内部空间中。
实施例6
基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物的制备，包括如下步骤：
步骤一、将油酸钠、P123与水混合得到第一溶液，将D-核糖与水混合得到第二溶液。
其中，油酸钠与P123的比例为1:1.2，第一溶液中油酸钠、P123质量和与水的比例为1g:250mL，D-核糖与水的比例为1g:13mL，第一溶液与第二溶液体积比为1:2。
步骤二、将第一溶液和第二溶液充分混合，在160℃温度条件下进行水热反应，反应时间为21h。
步骤三、水热反应后，将得到的反应物进行水洗，以0.45μm水系滤膜对反应溶液体系进行抽滤，去离子水洗涤4次，将抽滤后的物质在50～60℃下进行烘干，烘干时间为4～5h，得到中空碳质纳米泵材料。
步骤四、将得到的中空碳质纳米泵材料分散在50％的乙醇溶液中，40℃下超声60min后，以7500rpm/min的转速离心5min，得到结构修饰的中空碳质纳米泵。其中，中空碳质纳米泵与50％乙醇溶液的比例为1g:250mL。
步骤五、将得到结构修饰的中空碳质纳米泵分散在二甲双胍(分子量：129.164)溶液中，材料在-1kg/cm2压力值、200rpm/min的条件下对药物进行装载5～8h，干燥后得到二甲双胍载体药物。其中，中空碳质纳米泵与二甲双胍的质量比为2:1，二甲双胍溶液的浓度是250mg/mL。
实施例7
基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物的制备，包括如下步骤：
步骤一、将油酸钠、P123与水混合得到第一溶液，将D-核糖与水混合得到第二溶液。
其中，油酸钠与P123的比例为1:1.2，第一溶液中油酸钠、P123质量和与水的比例为1g:250mL，D-核糖与水的比例为1g:13mL，第一溶液与第二溶液体积比为1:2。
步骤二、将第一溶液和第二溶液充分混合，在160℃温度条件下进行水热反应，反应时间为21h。
步骤三、水热反应后，将得到的反应物进行水洗，以0.45μm水系滤膜对反应溶液体系进行抽滤，去离子水洗涤4次，将抽滤后的物质在50～60℃下进行烘干，烘干时间为4～5h，得到中空碳质纳米泵材料。
步骤四、将得到的中空碳质纳米泵材料分散在50％的乙醇溶液中，40℃下超声60min后，以7500rpm/min的转速离心5min，得到结构修饰的中空碳质纳米泵。其中，中空碳质纳米泵与50％乙醇溶液的比例为1g:250mL。
步骤五、将得到结构修饰的中空碳质纳米泵材料分散在培美曲塞(分子量：597.49)溶液中，材料在-1kg/cm2压力值、200rpm/min的条件下对药物进行装载5～8h，干燥后得到培美曲塞载体药物。其中，中空碳质纳米泵与培美曲塞的质量比为2:1，培美曲塞溶液的浓度是12.5mg/mL。
实施例8
基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物的制备，包括如下步骤：
步骤一、将油酸钠、P123与水混合得到第一溶液，将D-核糖与水混合得到第二溶液。
其中，油酸钠与P123的比例为1:1.2，第一溶液中油酸钠、P123质量和与水的比例为1g:250mL，D-核糖与水的比例为1g:13mL，第一溶液与第二溶液体积比为1:2。
步骤二、将第一溶液和第二溶液充分混合，在160℃温度条件下进行水热反应，反应时间为21h。
步骤三、水热反应后，将得到的反应物进行水洗，以0.45μm水系滤膜对反应溶液体系进行抽滤，去离子水洗涤4次，将抽滤后的物质在50～60℃下进行烘干，烘干时间为4～5h，得到中空碳质纳米泵材料。
步骤四、将得到的中空碳质纳米泵材料分散在50％的乙醇溶液中，40℃下超声60min后，以7500rpm/min的转速离心5min，得到结构修饰的中空碳质纳米泵。其中，中空碳质纳米泵与50％乙醇溶液的比例为1g:250mL。
步骤五、将得到结构修饰的中空碳质纳米泵分散在利拉鲁肽(分子量：3751.20)溶液中，材料在-1kg/cm2压力值、200rpm/min的条件下对药物进行装载5～8h，干燥后得到利拉鲁肽载体药物。其中，中空碳质纳米泵与利拉鲁肽的质量比例为2:1，利拉鲁肽为50mg/mL。
试验例1
二甲双胍载体药物的释放试验：
将实施例7中制备的二甲双胍载体药物放入截留分子量为MW 14000的透析袋中进行释放，其中释放条件为75rpm/min，温度为37℃，释放时间1-5h。
如图6所示，在相同释放条件下，单纯二甲双胍在溶解介质中迅速释放溶解，释放质量在释放初即为最大质量。中空碳质纳米泵装载同等质量二甲双胍在释放时，由于材料的介入下，因此延缓了二甲双胍的释放速度。
试验例2
培美曲塞载体药物的释放试验：
将实施例8中制备的培美曲塞载体药物放入截留分子量为MW 14000的透析袋中进行释放，其中释放条件为75rpm/min，温度为37℃，释放时间1-5h。
如图7所示，在相同释放条件下，相较于单纯培美曲塞，培美曲塞装载在材料后，其在溶解介质中的释放速度较慢，延缓了培美曲塞的释放。
试验例3
利拉鲁肽载体药物的释放试验：
将实施例9中制备的利拉鲁肽载体药物放入溶解介质中进行释放，其中释放条件为75rpm/min，温度为37℃，释放时间1-5h。
如图8所示，在相同释放条件下，相较于单纯的利拉鲁肽，利拉鲁肽装载在材料后，其在溶解介质中的释放速度较慢，延缓了利拉鲁肽的释放。
试验例4
二甲双胍载体药物在动物体内的释放试验：
通过灌胃递送二甲双胍载体药物到小鼠体内(200mg/kg)。如图9所示，未经装载的二甲双胍灌胃递送到小鼠体内后，小鼠血液中二甲双胍的浓度在检测时间初呈现出最大值，且随着时间的变化，浓度迅速下降，即二甲双胍经胃递送后，会被大剂量吸收入血，并随着体内代谢，迅速减少。将二甲双胍装载在材料中，灌胃递送到小鼠体内后，小鼠血液中的二甲双胍浓度先缓慢提升再下降，即经过中空碳质纳米泵装载后的二甲双胍通过灌胃递送进小鼠体内后，大剂量的二甲双胍并未被突然吸收入血，其释放的速度和剂量得到了调控。
试验例5
二甲双胍载体药物和利拉鲁肽载体药物在制备降糖药物中的应用：
如图10所示，在本实验例中，小鼠被分为空白对照组、利拉鲁肽给药组(利拉鲁肽给药量为1000μg/kg)、材料+利拉鲁肽给药组(利拉鲁肽给药量为1000μg/kg)、材料+二甲双胍给药组(二甲双胍给药量为200mg/kg)。小鼠均为空腹8h的Ⅱ型糖尿病小鼠。相较于其余给药组小鼠，未经药物干预的空白对照组小鼠空腹血糖变化值较高。通过腹腔注射利拉鲁肽(利拉鲁肽给药组)和装载同等质量利拉鲁肽的材料(材料+利拉鲁肽给药组)后，相较于利拉鲁肽给药组小鼠，材料+利拉鲁肽给药组小鼠的血糖变化值大于利拉鲁肽给药组小鼠的血糖变化值。利拉鲁肽被装载在中空碳质纳米泵后，利拉鲁肽对Ⅱ型糖尿病小鼠血糖的抑制程度大于未经装载的利拉鲁肽，且所采用的材料并不影响生物药物的活性。Ⅱ型糖尿病小鼠通过灌胃递送装载二甲双胍的中空碳质纳米泵后，小鼠的血糖变化值相较于空白对照组小鼠具有较明显下降，即装载二甲双胍后的材料具有明显的血糖抑制作用。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物，其特征在于，所述载体药物以包括第一溶液和第二溶液通过水热反应后，再将经过有机溶剂分散得到的，结构修饰的中空碳质纳米泵材料作为载体；以及装载分子量为100～4000的药物；
其中，所述第一溶液通过阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂与水混合得到，所述第二溶液通过碳水化合物与水混合得到。
2.如权利要求1所述的基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物，其特征在于，包括：所述阴离子表面活性剂与所述非离子表面活性剂的质量比为1:1～1:10；阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂质量和与水的比例范围为1g：20mL-1g:350mL；碳水化合物与水的比例范围为1g:10mL-1g:15mL；第一溶液与第二溶液体积比为1:2。
3.如权利要求1或2所述的基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物，其特征在于，所述水热反应温度为160℃，反应时间为21～60h，所述水热反应后经过冷却、抽滤、洗涤、烘干，得到所述中空碳质纳米泵材料；其中，采用0.45μm水系滤膜进行抽滤，去离子水洗涤4次，烘干温度为50～100℃，烘干时间为2～24h。
4.如权利要求3所述的基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物，其特征在于，所述水热反应温度为160℃，反应时间为21～40h，所述水热反应后经过冷却、抽滤、洗涤、烘干，得到所述中空碳质纳米泵材料；其中，采用0.45μm水系滤膜进行抽滤，去离子水洗涤4次，烘干温度为50～60℃，烘干时间为4～5h。
5.如权利要求4所述的基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物，其特征在于，将材料分散在有机溶剂中，超声后离心，烘干，得到所述结构修饰的中空碳质纳米泵材料；所述有机溶剂为浓度50％～100％的乙醇溶液，超声的温度为20～40℃；超声时间为60～120min；离心转速为4500～9500rpm/min，离心时间为3～10min；烘干温度为50～100℃，烘干时间为2～24h。
6.如权利要求5所述的基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物，其特征在于，将材料分散在有机溶剂中，超声后离心，烘干，得到所述结构修饰的中空碳质纳米泵材料；所述有机溶剂为浓度50％的乙醇溶液，超声的温度为40℃；超声时间为60min；离心转速为7500rpm/min，离心时间为5min；烘干温度为60℃，烘干时间为4h。
7.如权利要求6所述的基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物，其特征在于，将材料分散在100～4000不同分子量的待载药物溶液中，通过在压力调控的环境下进行装载，得到所述载体药物，环境压力值为-1-1.2kg/cm2，装载时间为1～8h。
8.如权利要求1、2、4-7中任一项所述的基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物，其特征在于，所述药物包括二甲双胍、培美曲塞或者利拉鲁肽。
9.一种基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物在制备降糖药物的应用，其特征在于，使用如权利要求1-8所述的基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物。
10.如权利要求9所述的基于结构修饰的中空碳质纳米泵材料载体药物在制备降糖药物的应用，其特征在于，所述降糖药物为二甲双胍或者利拉鲁肽。
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-
2023
- 2023-08-23 CN CN202311064007.5A patent/CN116869963A/zh active Pending
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