CN117224702A - 一种可负载布洛芬的交联型环糊精金属有机骨架及其制备方法 - Google Patents
一种可负载布洛芬的交联型环糊精金属有机骨架及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种可负载布洛芬的交联型环糊精金属有机骨架及其制备方法。其制备方法包括如下步骤:由布洛芬和γ‑环糊精混合溶于氢氧化钾,过滤后将甲醇蒸发扩散到溶液中,进行第一次结晶,之后取一定体积的上述反应后溶液,并在其中加入十六烷基三甲基溴化铵和甲醇,进行第二次结晶,制备得到负载布洛芬的CD‑MOFs。然后将负载布洛芬的CD‑MOFs溶于DMF溶剂,并加入交联剂异佛尔酮二异氰酸酯,制备得到负载布洛芬的CL‑CD‑MOFs。本发明的交联型环糊精金属有机骨架可负载布洛芬、在水中稳定存在、延缓药物释放,为制作具有缓释效果的布洛芬口服液体制剂提供参考。
Description
技术领域
本发明属于医药卫生领域,特别涉及一种可负载布洛芬的交联型环糊精金属有机骨架及其制备方法。
背景技术
布洛芬是一种临床广泛使用的非甾体抗炎药,具有较低的全身毒性,常用于抗炎、镇痛、解热、抗风湿。相比于其他一些非甾体抗炎药如阿司匹林、吲哚美辛等,布洛芬具有相对较低的引起胃损伤的副作用风险。但是由于半衰期较短(仅1.5~2h),服药后1~2小时即在体内达到药物浓度峰值,布洛芬很难被人体有效地吸收利用。利用高分子材料负载布洛芬可以增加布洛芬在体内的半衰期,维持血药浓度的稳定,可以起到一定的缓释效果。因此,选择合适的高分子材料作为载体是改善药物药代动力学特征的有效途径。虽然,目前国内布洛芬的口服缓控释固体制剂已有多种,但对于一些特殊用药人群,例如老年人、儿童,由于口服缓控释固体制剂存在吞咽困难、口感不佳等问题,可以适用的剂型和制剂却十分有限,混悬剂作为一种常见的液体制剂,服用方便、口感适宜,易被老年人及儿童所接受。然而传统的液体制剂药效维持时间短,需频繁给药以维持血药浓度,且有不良臭味的药物制成液体制剂后,患者难以接受服用。因此,开发研究口感好、服用方便且能满足特殊人群用药需求的缓控释液体制剂受到科研工作者们的高度重视。
金属有机骨架(MOFs)是由金属离子或离子簇与有机配体通过配位键组装而成的有机-无机杂化多孔结晶性材料,具有比表面积大、孔隙率高、结构功能可调、客体分子包裹能力强等优良特征,在药物递送方面有着较好的应用前景。然而传统的MOFs材料具有较大的生物毒性,导致它在生物医药领域的应用受到了限制。环糊精(CD)是由一种由淀粉酶降解产生的环状碳水化合物,由于其高生物相容性而在MOFs材料制备上受到了广泛的关注。环糊精是一种具有内疏水外亲水特殊三维锥形空腔结构的低聚糖,其与钾离子形成的环糊精金属有机骨架(CD-MOFs)具有比表面积大、孔隙率高、生物相容性好、载药率高等特点,在改善药物的溶解性、生物利用度,降低药物的不良反应方面有显著优势。但是CD-MOFs存在立方体结构在水中不稳定、易在潮湿环境中崩解等缺点,使得负载的药物提前释放,缓释效果难以维持。
因此,针对上述问题,开发一种可负载布洛芬、延缓药物释放、在水中可稳定存在的环糊精金属有机骨架(CD-MOFs)具有一定的意义,同时为制作具有缓释效果的布洛芬口服液体制剂提供参考。
发明内容
针对现有技术中的上述问题,本发明要解决的技术问题是提供一种可负载布洛芬的交联型环糊精金属有机骨架及其制备方法,目的在于开发一种可负载布洛芬、在水中稳定存在、延缓药物的释放,同时具有较高的药物包封率、载药量的环糊精金属有机骨架(CD-MOFs)。
本发明的技术方案如下:
1.一种可负载布洛芬的交联型环糊精金属有机骨架及其制备方法,包括以下步骤:
(1)将γ-环糊精(γ-CD)和布洛芬混合溶于氢氧化钾后,用过滤器对溶液进行过滤。将过滤后的溶液放入装有甲醇的封闭容器中,使甲醇蒸发扩散到溶液中,在50~55℃下反应6~8h。取一定体积的上述反应后溶液,并在其中加入十六烷基三甲基溴化铵和甲醇,搅拌溶解后静置22~24h。最后将混合液以4000~4500rpm的转速离心3~5min,除去上清液后,用N,N-二甲基甲酰胺多次清洗后得到A固体。
(2)将A固体溶于DMF溶剂后,加入交联剂异佛尔酮二异氰酸酯,在70~80℃下反应4~5h。取反应后的溶液以4000~4500rpm的转速离心3~5min,除去上清液后,用N,N-二甲基甲酰胺多次清洗剩余固体,在60~70℃真空下干燥后获得负载布洛芬的CL-CD-MOFs。
优选地,步骤(1)中所述的布洛芬和γ-环糊精(γ-CD)的质量比为1:6~7;氢氧化钾的体积(mL)与布洛芬的质量(mg)比为1:5~6。
优选地,步骤(1)中所述的过滤器为装有0.45μm的聚四氟乙烯滤嘴的13mm针筒式过滤器。
优选地,步骤(1)中所述的甲醇蒸发扩散进入溶液,其中甲醇的体积(mL)与布洛芬的质量(mg)比为1:5~6。
优选地,其特征在于,步骤(1)中所述的“取一定体积的上述反应后溶液,并在其中加入十六烷基三甲基溴化铵和甲醇”,其中反应后溶液的体积(mL):十六烷基三甲基溴化铵的质量(mg):甲醇的体积(mL)为1:8~9:1~1.2。
优选地,步骤(2)中交联剂异佛尔酮二异氰酸酯与A固体的质量比为1:1.6~2。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、本发明的布洛芬上羧基与CD-MOFs上的活性羟基反应生成了氢键,也会与钾离子产生强静电相互作用力,并且经过交联处理会在材料表面形成了网状结构,使得布洛芬能够被稳定负载。此外,先负载布洛芬后交联的操作使得布洛芬可以先与CD-MOFs的活性羟基反应生成氢键后,再由交联形成的网状结构进行加固负载;而先交联后负载布洛芬的操作会导致交联剂抢先与CD-MOFs的活性羟基反应生成网状结构,在一定程度上增加了布洛芬进入材料的难度,进而导致材料中布洛芬含量的降低。因此,本发明最终制得的负载布洛芬的CL-CD-MOFs具有较高的包封率(84.62%)、载药量(6.16wt%)。
2、布洛芬从CD-MOFs的释放有多个阶段,包括从框架壁上的解吸、从框架孔中的逃逸及分离,在本发明中,布洛芬与CD-MOFs之间形成氢键,增强了整体材料的稳定性,同时也提高了布洛芬从材料中释放的难度,使得CL-CD-MOFs对布洛芬具有良好的缓释作用。此外与先交联后负载布洛芬的操作相比,本发明先载药后交联的操作可以使得布洛芬与CD-MOFs材料上的活性羟基产生更多的氢键,进而提高药物缓释效果。
3、本发明制得的负载布洛芬的CL-CD-MOFs具有柔和的立方体结构,交联剂的存在不仅有利于提高CL-CD-MOFs在水中的稳定性,而且有利于提高CL-CD-MOFs在酸中的稳定性,使其能在胃中稳定存在,也可避免药物逸散对胃粘膜等造成损伤。此外,在蛋白质溶液中,CL-CD-MOFs与蛋白质之间的静电作用会导致普通CL-CD-MOFs的稳定性下降,而本发明制得的CL-CD-MOFs可以在牛血清蛋白中稳定存在,说明其具有良好的蛋白质稳定性。
4、本发明得到的负载布洛芬的CL-CD-MOFs,在进行交联之后表面的孔隙率有所降低,不仅可以增强药物缓释效果,而且可以降低外界环境对药物的影响,同时也增强CL-CD-MOFs的水稳定性、酸稳定性、蛋白质稳定性。与此同时,交联剂的疏水性使得CL-CD-MOFs的内部环境更加疏水从而可以更好地吸附疏水性的布洛芬,因此孔隙率的降低并未影响CL-CD-MOFs的载药量。
5、本发明的CL-CD-MOFs在体内不降解、耐胃酸能力好、不被人体吸收,此外它还具有良好的生物相容性,可通过消化系统排出体外,为制作具有缓释效果的布洛芬口服液体制剂提供参考。
说明书附图
图1为实施例1、对比例1~3傅里叶变换红外光谱图,其中(a)对比例1,(b)对比例2,(c)实施例1,(d)对比例3;
图2为实施例1、对比例1~3的扫描电镜图谱,其中A对比例1,B对比例2,C实施例1,D对比例3;
图3为对比例1~2的接触角表征图,其中A对比例1,B对比例2;
图4为对比例1~2的潮解实验图,其中A对比例1,B对比例2;
图5为对比例1~2的潮解后扫描电镜图,其中A对比例1,B对比例2;
图6为对比例1~2的水稳定性实验图,其中A对比例1,B对比例2;
图7为对比例2的酸稳定性实验图;
图8为对比例2的蛋白质稳定性实验图;
图9为对比例1~2的气体吸附实验图,其中黑线为对比例1,红线为对比例2;
图10为实施例1、对比例3的体外缓释性能测试结果图,其中黑线为实施例1,红线为对比例3;
图11为实施例1、对比例3的体内药动学测试结果图,其中红线为实施例1,蓝线为对比例3;
图12为实施例1、对比例3的体外细胞毒性图,其中红色为实施例1,深蓝色为对比例3。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述,只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限定。对外应理解,在阅读了本发明的内容之后,本领域技术人员对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
所述的可负载布洛芬的交联型环糊精金属有机骨架的制备方法包括以下步骤:
(1)将163mgγ-环糊精(γ-CD)和26mg布洛芬混合溶于5mL氢氧化钾后,用装有0.45μm的聚四氟乙烯滤嘴的13mm针筒式过滤器对溶液进行过滤。将过滤后的溶液放入装有5mL甲醇的封闭容器中,使甲醇蒸发扩散到溶液中,在50℃下反应6h。取5mL上述反应后溶液,并在其中加入40mg十六烷基三甲基溴化铵和5mL甲醇,搅拌溶解后静置24h。最后将混合液以4000rpm的转速离心3min,除去上清液后,用N,N-二甲基甲酰胺多次清洗后得到A固体。
(2)将0.25gA固体溶于DMF溶剂后,加入0.1382g交联剂异佛尔酮二异氰酸酯,在70℃下反应4h。取反应后的溶液以4000rpm的转速离心3min,除去上清液后,用N,N-二甲基甲酰胺多次清洗剩余固体,在60℃真空下干燥后获得负载布洛芬的CL-CD-MOFs。
实施例2
所述的可负载布洛芬的交联型环糊精金属有机骨架的制备方法包括以下步骤:
(1)将163mgγ-环糊精(γ-CD)和23.3mg布洛芬混合溶于4mL氢氧化钾后,用装有0.45μm的聚四氟乙烯滤嘴的13mm针筒式过滤器对溶液进行过滤。将过滤后的溶液放入装有4mL甲醇的封闭容器中,使甲醇蒸发扩散到溶液中,在55℃下反应8h。取4mL上述反应后溶液,并在其中加入36mg十六烷基三甲基溴化铵和4mL甲醇,搅拌溶解后静置22h。最后将混合液以4200rpm的转速离心3min,除去上清液后,用N,N-二甲基甲酰胺多次清洗后得到A固体。
(2)将0.2gA固体溶于DMF溶剂后,加入0.1053g交联剂异佛尔酮二异氰酸酯,在75℃下反应4h。取反应后的溶液以4200rpm的转速离心3min,除去上清液后,用N,N-二甲基甲酰胺多次清洗剩余固体,在65℃真空下干燥后获得负载布洛芬的CL-CD-MOFs。
实施例3
所述的可负载布洛芬的交联型环糊精金属有机骨架的制备方法包括以下步骤:
(1)将163mgγ-环糊精(γ-CD)和27mg布洛芬混合溶于5.5mL氢氧化钾后,用装有0.45μm的聚四氟乙烯滤嘴的13mm针筒式过滤器对溶液进行过滤。将过滤后的溶液放入装有5.5mL甲醇的封闭容器中,使甲醇蒸发扩散到溶液中,在55℃下反应8h。取5.5mL上述反应后溶液,并在其中加入49.5mg十六烷基三甲基溴化铵和5.5mL甲醇,搅拌溶解后静置24h。最后将混合液以4500rpm的转速离心5min,除去上清液后,用N,N-二甲基甲酰胺多次清洗后得到A固体。
(2)将0.25gA固体溶于DMF溶剂后,加入0.1389g交联剂异佛尔酮二异氰酸酯,在75℃下反应5h。取反应后的溶液以4500rpm的转速离心5min,除去上清液后,用N,N-二甲基甲酰胺多次清洗剩余固体,在70℃真空下干燥后获得负载布洛芬的CL-CD-MOFs。
对比例1:CD-MOFs的制备
将163mgγ-环糊精(γ-CD)溶于5mL氢氧化钾后,用装有0.45μm的聚四氟乙烯滤嘴的13mm针筒式过滤器对溶液进行过滤。将过滤后的溶液放入装有5mL甲醇的封闭容器中,使甲醇蒸发扩散到溶液中,在50℃下反应6h。取5mL上述反应后溶液,并在其中加入40mg十六烷基三甲基溴化铵和5mL甲醇,搅拌溶解后静置24h。最后将混合液以4000rpm的转速离心3min,除去上清液后,用N,N-二甲基甲酰胺多次清洗后得到CD-MOFs。
对比例2:未负载布洛芬的CL-CD-MOFs的制备
将163mgγ-环糊精(γ-CD)溶于5mL氢氧化钾后,用装有0.45μm的聚四氟乙烯滤嘴的13mm针筒式过滤器对溶液进行过滤。将过滤后的溶液放入装有5mL甲醇的封闭容器中,使甲醇蒸发扩散到溶液中,在50℃下反应6h。取5mL上述反应后溶液,并在其中加入40mg十六烷基三甲基溴化铵和5mL甲醇,搅拌溶解后静置24h。最后将混合液以4000rpm的转速离心3min,除去上清液后,用N,N-二甲基甲酰胺多次清洗后得到CD-MOFs。将0.25g的CD-MOFs溶于DMF溶剂后,加入0.1382g交联剂异佛尔酮二异氰酸酯,在70℃下反应4h。取反应后的溶液以4000rpm的转速离心3min,除去上清液后,用N,N-二甲基甲酰胺多次清洗剩余固体,在60℃真空下干燥后获得的CL-CD-MOFs。
对比例3:先交联后负载布洛芬的CL-CD-MOFs的制备
(1)将163mgγ-环糊精(γ-CD)溶于5mL氢氧化钾后,用装有0.45μm的聚四氟乙烯滤嘴的13mm针筒式过滤器对溶液进行过滤。将过滤后的溶液放入装有5mL甲醇的封闭容器中,使甲醇蒸发扩散到溶液中,在50℃下反应6h。取5mL上述反应后溶液,并在其中加入40mg十六烷基三甲基溴化铵和5mL甲醇,搅拌溶解后静置24h。最后将混合液以4000rpm的转速离心3min,除去上清液后,用N,N-二甲基甲酰胺多次清洗后得到CD-MOFs。
(2)将0.25gCD-MOFs溶于DMF溶剂后,加入0.1382g交联剂异佛尔酮二异氰酸酯,在70℃下反应4h。取反应后的溶液加入26mg布洛芬振荡2h,并以4000rpm的转速离心3min,除去上清液后,用甲醇多次清洗剩余固体,在60℃真空下干燥后获得负载布洛芬的CL-CD-MOFs。
对比例4:
将实施例1中的交联剂异佛尔酮二异氰酸酯换成交联剂马来酸,在交联时加入磷酸二氢钠作为催化剂,其余与实施例1相同。
实验方法
对实施例及对比例进行测试,其中聚合物化学组成、表面形貌及内部结构、亲疏水性能、水稳定性、酸稳定性、蛋白质稳定性、比表面积与孔隙率测量、载药效率测试、体外缓释效果测试、体内药动学测试、细胞毒性测试方法如下:
化学组成测试:使用Thermo Nicolet IN10红外光谱仪来检测样品的傅里叶变换红外光谱。采用溴化钾(KBr)压片的方法,将KBr置于20℃的烘箱内,干燥48h后,将样品与溴化钾按照1:100(w/w)的比例混合后再进行压片,测定样品在波数为4000-400cm-1范围内的红外吸收光谱,分辨率为4cm-1,扫描64次取平均值。
表面形貌测试:采用ZEISS Sigma 300扫描电子显微镜(ScanningElectronMicroscopy,SEM)对样品外观形貌进行表征。将适量粉末样品均匀的涂布于导电胶表面,对样品表面喷金镀膜,然后在工作电压10KV条件下进行观察。
亲疏水性测试:利用静态接触角测量仪在室温下采用静滴法测量5μL水滴的静态水接触角(CA)。
水稳定性测试:包括潮解测试和水中稳定性测试。(1)潮解测试:称取等量样品置于两个塑料培养皿中,将培养皿放入高湿环境中,静置8h,将剩余颗粒用扫描电子显微镜进行观察样品的外貌形态。(2)水中溶解情况测试:称取样品100mg置于试管中,在试管中加入7mL去离子水,震荡10min,观察试管中的样品的状态来评价其稳定性。
酸稳定性测试:称取样品100mg置于试管中,在试管中加入7mL盐酸(模拟胃酸),震荡10min,观察试管中的样品的状态来评价其稳定性。
蛋白质稳定性测试:称取样品100mg置于烧杯中,在烧杯中加入7mL牛血清蛋白溶液,振荡10min,观察试管中的样品的状态来评价其稳定性。
比表面积与孔隙率测量:气体吸附常用于测量多孔物质比表面积、孔隙率,本次N2吸附测试使用仪器为Micromeritics ASAP2460。称取100~200mg洗净的样品真空干燥过夜,气体吸附前对样品在50℃条件下进行脱气处理4-5h,在液氮温度(77K,-196℃)下测试样品对N2的吸附效果。
载药效率测试:通过紫外-可见光谱(UV-Vis)测量载体材料中的载药量和包封率。为了评估材料的载药率和包封率,将分别浸泡样品的溶液收集起来,利用紫外-可见光分光光度计,在波长为265nm处测定吸光度,通过布洛芬的标准曲线,计算CL-CD-MOFs中的药物含量。
体外缓释性能测试:采用透析袋法测定负载布洛芬的载体材料的体外释药特性,使用pH为7.4的磷酸盐缓冲液(PBS)作为释放介质,称取10mg负载布洛芬的载体材料分别加入透析袋,再分别加入100mL磷酸盐缓冲介质中,置于37℃的恒温摇床,转速设为50rpm,分别于不同时间点取5mL,并补加等体积溶出介质。吸取样品溶液,过0.22μm滤膜,测定265nm处的吸光度,计算布洛芬的累积释放量。
体内药动学测试:实验前24h对大鼠进行禁食,但可自由饮水。将15只大鼠随机分为三组,分别以灌胃方式摄入载体材料缓释混悬液,分别于不同时间点在眼眶取静脉血0.5mL,置于涂有肝素钠的塑料管中,立即于10000r/min离心10min,吸取上层血浆,于-20℃冰箱中保存备用,然后按照血浆样品处理方法进行处理,进样分析。其中血浆样品处理方法如下:取20μL40μg/mL的内标溶液(吲哚美辛)、20μL甲醇及200μL大鼠血浆,加入1.5mL离心管中,涡旋混合3min,加入0.6mL乙腈溶液,涡旋混合5min,10000r/min离心10min后,吸取上清液0.5mL置于10mL离心管中,在40℃水浴中用N2吹干,残余物用200μL流动相复溶,涡旋混合1min,10000r/min离心10min,取上清液20μL进样,采用高效液相色谱仪测定血药浓度。
体外细胞毒性测试:采用四甲基偶氮唑蓝法(MTT)法测定载体材料的体外细胞毒性。细胞毒性实验采用了L929细胞。将培养好的L929细胞以1×104个/孔接种于96孔板中,并加入200μLDMEM完全培养基,置于37℃恒温培养箱,培养24h,使细胞完全贴壁。将0.5mg/mL不同样品加入培养板内,设置不含环糊精有机骨架的培养基作为对照组,每种样品设置5个平行孔,置于培养箱中分别培养24、48h、72h后,吸弃培养液,避光加入MTT溶液,继续培养4h,倾倒弃去MTT,摇床振荡15min,使结晶物充分溶解最后使用酶标仪测定每孔光密度OD值。
其中:A样品:加入布洛芬负载的环糊精有机骨架的吸光度值;
A对照:空白组的吸光度值。
测试结果见说明书附图1~12、表1~3。
图1显示了实施例1、对比例1~3的傅里叶变换红外光谱图,在(a)对比例1的光谱中,3430cm-1处的特征峰为γ-CD中-OH的拉伸振动,2930cm-1处的特征峰为-CH3和-CH2中C-H的拉伸振动,1028cm-1处的峰值为C-O-C的特征振动,1650cm-1处的峰值为吸附水的振动。与(a)对比例1相比,(b)对比例2的光谱在1558cm-1处出现了N-H拉伸振动的特征峰,表明交联剂中的异氰酸酯基团与γ-CD中的羟基成功反应,交联剂成功引入。此外,1700cm-1处的峰是布洛芬中的-COOH基团,(c)实施例1的峰值比(d)对比例3的峰值更强,说明先负载布洛芬后交联的操作有利于布洛芬的羧基与载体材料的羟基之间氢键的形成,布洛芬更容易被保留在材料中。因此本发明成功制备了负载布洛芬的CL-CD-MOFs。
图2显示了实施例1、对比例1~3的扫描电镜图,四种材料的粒径都在5μm左右,并且都呈现出立方体形貌,说明交联剂的加入未影响材料的整体大小,先加入布洛芬负载或者先加入交联剂交联对材料的形貌没有太大影响。因此,本发明制备的负载布洛芬CL-CD-MOFs具有立方体结构。
图3显示了对比例1~2的亲疏水结果,对比例1材料的接触角为55°,而对比例2材料的接触角为101.35°。通过接触角测试,表明交联后的CL-CD-MOFs表面结构已经由亲水性转变为疏水性。因此,本发明制备的负载布洛芬CL-CD-MOFs具有疏水性。
图4显示了对比例1~2的潮解实验结果,对比例1在高湿潮气环境中逐渐溶解,呈现出透明胶状形貌,而对比例2在潮湿环境中仍然能够保持稳定的结构,呈现白色粉末形态,没有被水所影响。图5显示了对比例1~2潮解后的扫描电镜情况,可以观察到对比例1结构已经坍塌,并且粒径变小,形态遭到严重破坏,而对比例2的结构仍是稳定的,粒径仍然保持在5μm左右,几乎未受到影响,形态保持良好。图6显示了对比例1~2的水稳定性实验结果,对比例1的材料加入到水中后,逐渐开始被水溶解,经过10min的震荡之后,材料被全部溶解;而对比例2的材料加入到水中后飘浮在液面上层,经过10min的震荡之后并未溶解,仍然呈现出明显白色颗粒形态。以上实验结果均显示了对比例2比对比例1更稳定,因此本发明制备的负载布洛芬CL-CD-MOFs具有水稳定性。
图7显示了对比例2的酸稳定性实验结果,图8显示了对比例2蛋白质稳定性实验结果。由于对比例1不具备水稳定性,因此仅对对比例2进行了更加苛刻环境(酸、蛋白质)的测试,对比例2的材料加入到盐酸溶液(或牛血清蛋白溶液)后飘浮在液面上层,经过10min的振荡之后,颗粒浮在溶液上并未溶解,且仍然呈现出明显白色颗粒形态。因此本发明制备的负载布洛芬CL-CD-MOFs具有酸稳定性、蛋白质稳定性。
表1显示了实施例1、对比例4在水、酸、蛋白质中的稳定性,由结果可知,实施例1材料具有良好的水、酸、蛋白质稳定性,而对比例4材料在水、酸、蛋白质中均不太稳定,说明交联剂异佛尔酮二异氰酸酯的加入,有利于提高材料的水、酸、蛋白质稳定性。因此,本发明制得的负载布洛芬CL-CD-MOFs具有良好的水、酸、蛋白质稳定性。
表1载体材料在水、酸、蛋白质中的稳定性
水稳定性 | 酸稳定性 | 蛋白质稳定性 | |
实施例1 | √ | √ | √ |
对比例4 | × | × | × |
图9显示了对比例1~2的气体吸附实验结果,根据国际纯粹与应用化学联合会2015年发表的吸附等温线类型,两种材料的等温线表现出典型的I型吸附行为,吸附等温线在P/Po=0.0-0.2时迅速上升,说明其存在微孔结构。通过BET模型计算,得到对比例1材料的比表面积为267.647m2/g,对比例2材料的比表面积为231.712m2/g。交联前后载体材料的比表面积都在同一数量级,但是可能因为对比例2材料内部部分孔隙被交联剂所占据,导致部分气体在测试中无法进入,致使最终结果轻微偏低。因此,本发明的CD-MOFs经交联后孔隙率稍有降低。
表2显示了实施例1、对比例3中的包封率和载药量,计算得实施例1材料的实际载药量为6.16wt%,对比例3的实际载药量为4.76wt%;实施例1的包封率达到84.62%,而对比例3的包封率则只有65.4%,由此可见实施例1的包封率、载药量均大于对比例3。因此,本发明先负载布洛芬后交联得到的CL-CD-MOFs具有更好的包封率和载药量。
表2载体材料的包封率和载药量
实施例1 | 对比例3 | |
包封率 | 84.62% | 65.4% |
载药量 | 6.16wt% | 4.76wt% |
图10显示了实施例1、对比例3的体外释放实验结果,从图中可见,实施例1材料在1h时药物释放量达到15%,在12h时释放量达到30%,而对比例3材料在1h达到19%,在12h时释放量达到38%,由此可见,实施例1、对比例3的载体材料均具有良好的药物缓释效果,且实施例1比对比例3表现出更持久的释放能力。因此,本发明先负载布洛芬后交联得到的CL-CD-MOFs具有更好的缓释特性。
图11和表3显示了实施例1、对比例3材料的体内药动学实验结果,如图12所示,相较于普通IBU混悬液,自制的实施例1、对比例3材料的半衰期t1/2由2.86h延长至9.92h和8.37h,达峰时间Tmax由0.5h延长至2h和1.5h,Cmax由29.66μg/mL降低至13.20μg/mL和14.62μg/mL,AUC0-24(μg/mL.h)分别为76.79、124.16和104.58。由药-时曲线图对比分析可知,服用两种自制样品的大鼠半衰期延长,相对生物利用度提高,血药浓度波动范围小,且持续释放的时间更长。因此,本发明制备的负载布洛芬CL-CD-MOFs具有明显的体内缓释效果,并且先载药后交联制得的载体材料优于先交联后载药的载体材料。
表3大鼠口服混悬液后的体内药动学参数
图12显示了实施例1、对比例3的体外细胞毒性实验结果,通过使用MTT法测试负载布洛芬的CL-CD-MOFs对L929细胞的毒性,以聚氨酯(PU)作为对照组,结果显示对照组和布洛芬的细胞存活率接近100%,而实施例1在24h、48h和72h的细胞存活率分别为92.13%、85.10%、77.13%,对比例3分别为89.97%、80.93%、76.17%。与对照组和布洛芬相比,两种样品的细胞毒性均较低,细胞存活率均在75%以上。因此,负载布洛芬的CL-CD-MOF可以作为一种安全的给药系统。另外实施例1的细胞毒性略低于对比例3,这可能是由于两者的布洛芬含量不同所致。因此,本发明制备的负载布洛芬CL-CD-MOFs具有较低的细胞毒性,可以作为一种安全的药物传递系统。
以上仅为本发明的具体实施例,但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础,为解决基本相同的技术问题,实现基本相同的技术效果,所做出的简单变化、等同替换或者修饰等,皆涵盖于本发明的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种可负载布洛芬的交联型环糊精金属有机骨架及其制备方法,其特征在于,所述的可负载布洛芬的交联型环糊精金属有机骨架的制备方法包括以下具体步骤:
(1)将γ-环糊精(γ-CD)和布洛芬混合溶于氢氧化钾后,用过滤器对溶液进行过滤。将过滤后的溶液放入装有甲醇的封闭容器中,使甲醇蒸发扩散到溶液中,在50~55℃下反应6~8h。取一定体积的上述反应后溶液,并在其中加入十六烷基三甲基溴化铵和甲醇,搅拌溶解后静置22~24h。最后将混合液以4000~4500rpm的转速离心3~5min,除去上清液后,用N,N-二甲基甲酰胺多次清洗后得到A固体。
(2)将A固体溶于DMF溶剂后,加入交联剂异佛尔酮二异氰酸酯,在70~80℃下反应4~5h。取反应后的溶液以4000~4500rpm的转速离心3~5min,除去上清液后,用N,N-二甲基甲酰胺多次清洗剩余固体,在60~70℃真空下干燥后获得负载布洛芬的CL-CD-MOFs。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的布洛芬和γ-环糊精(γ-CD)的质量比为1:6~7;氢氧化钾的体积(mL)与布洛芬的质量(mg)比为1:5~6。
3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的过滤器为装有0.45μm的聚四氟乙烯滤嘴的13mm针筒式过滤器。
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的甲醇蒸发扩散进入溶液,其中甲醇的体积(mL)与布洛芬的质量(mg)比为1:5~6。
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的“取一定体积的上述反应后溶液,并在其中加入十六烷基三甲基溴化铵和甲醇”,其中反应后溶液的体积(mL):十六烷基三甲基溴化铵的质量(mg):甲醇的体积(mL)为1:8~9:1~1.2。
6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中交联剂异佛尔酮二异氰酸酯与A固体的质量比为1:1.6~2。
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