CN1709511A - 药物载体磷酸钙纳米线及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种药物载体磷酸钙纳米线的制备方法，包括：(1)在PO₄ ^3－溶液中加入Ca²⁺离子溶液、分子组装剂、一维导向剂；(2)搅拌反应1～24小时，调节pH值4～8，反应温度80～125度得到白色沉淀，用甲醇洗涤反应产物，得到磷酸钙纳米带；得到的药物载体磷酸钙纳米线宽度为40－45纳米(nm)，长度为800－2400纳米，纵横比约为20－60或纳米线宽度为26－28纳米(nm)，长度为2200－2400纳米，纵横比约为79－92；本发明克服现有技术存在的无机纳米药物载体生物相容性不好、降解性差的缺陷，利于各种药物的装载，用于医药行业。

Description

药物载体磷酸钙纳米线及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物医学材料的制备方法，具体是药物载体磷酸钙纳米线及其制备方法。

背景技术

纳米技术的迅速发展，为其在生物医药领域特别是对重大疾病如恶性肿瘤的诊断和治疗提供了重要启示和机遇。纳米药物粒径小，能很容易地通过胃、肠粘膜和鼻腔粘膜，甚至皮肤的角质层，不仅可以进入血液循环，甚至可以进入骨髓。通过与生物导向物质等功能成分的组装，既可以显著提高该纳米复合物的靶向性，还可以大大提高其在病变部位的相对浓度。同时，由于纳米载体粒径小，比表面大，对受体组织的粘附性大，给药后滞留性及与组织的接触时间、接触面积均大为增加，从而可以大幅度提高其携带导向物质的生物利用度，降低毒性、减少药剂用量。

纳米药物载体是以纳米颗粒作为药物的携带体，将药物包裹在纳米颗粒之中或吸附在其表面，实现药物的高度靶向和可控释放治疗。靶向治疗通过纳米载体材料本身的特性产生物理导向，在外加磁场、红外线等作用下实现靶向定位；或在颗粒表面耦联特异性的靶向分子，如特异性抗原抗体等，通过靶向分子与细胞表面特异性抗原抗体结合，实现载体的靶向释药。纳米载体材料的可控降解性形成载体中药物的可控释放，能维持靶部位有效的药物浓度，降低全身的毒副作用。

纳米药物载体制备技术国内外近年已有不少专利和文献报道，(聚氰基丙烯酸正丁脂纳米颗粒的制备方法(国际)，专利号：PCT/CN2004/001089；半乳糖化白蛋白磁性阿霉素纳米粒的制备方法(国际)，专利号：PCT/CN2004/001091；阿霉素-聚氰基丙烯酸正丁脂纳米粒的制备方法，专利号：200410046648.9；白蛋白纳米粒的制备方法，专利号：200410046677.5；半乳糖化羟基磷灰石-多聚赖氨酸的制备方法，专利号：200410046678.X；聚氰基丙烯酸正丁脂纳米粒的制备方法，专利号：200410046649.3；半乳糖白蛋白磁性阿霉素纳米粒的制备方法，专利号：200410046650.6)除专利外，关于纳米药物载体的研究报道也较多。高分子聚合物：如丙交脂～乙交脂共聚物(PLCA)，粒径70～160nm，(Song.C等J.Control.Release.1998.54.201-211)。聚乳酸(PLA)，粒径123±23nm(Fishbein.I等J.Control.Release.2000.65.221-229)；聚乳酸(PLA)，粒径150nm(刘明星等，药学学报，2004.7.556-560)。PLGA/PLA/PCL复合物，110-208nm，(Verger.ML-L.Eur.J.Pharm.Biopharm.1998.46.137-143)。聚氰基丙烯酸烷基脂(PACA)，120～230nm(Ranc.D.F等Biochem.Phamacol.2000.59.105-114)。以及固体脂质纳米粒(SLN)药物载体等：如喜树碱～硬脂酸SLN，粒径197nm(Yang.S等.Pharm.Res.1999.16.751-757)；环孢素A～硬脂酸SLN，粒径316nm(Zhang.Q等Int.J.Pharm.2000.200.153-159)。

除有机物纳米药物载体外，无机纳米药物载体也已经受到关注。有机物多为非极性，水溶性低，制剂中残留的单体、寡单体、表面活性剂要求繁冗的纯化过程，无机纳米药物载体避免了上述缺点，因此人们研究了多种无机纳米药物载体。如纳米红色元素硒，粒径20～60nm(高学云等，中国公共卫生，2000.5.421-424)；磁性纳米粒Fe₃O₄，(Alexiou.C等，Cancer.Research.2000.6641-6648；Lubbe.A.S等，Cancer.Research.1996.56.4694-4701；张阳德等，中国现代医学杂志，2001.3.14-16)，纳米SiO₂，(Ahola.M，Biomaterials.2001.22.2163-2170)；纳米介孔SiO₂MCM-41，(Vallet.R.M.等Chem.Mater，2001.13.308-311)。但是所有这些无机纳米药物载体的生物相容性和降解性较差，只有通过代谢才能排除，有可能在体内积累。这里我们采用分子组装的方法合成生物相容性和降解性较好的，无毒的生物材料磷酸钙纳米线作为药物载体。

分子组装是通过弱的共价、非共价键——氢键，离子键(静电相互作用)，疏水的相互作用，范德华力和水的氢键产生的。尽管这些键相对来说是明显孤立的，但是它们作为一个整体组合在一起时，却控制着大分子结构的形成和分子间的相互作用(Zhang.S.G，，nature biotechnology.2003.10.1171-1178)。人们可以控制这些分子间的组合，构筑不同形态和图案纳米材料(Reches.M，等，Scence.2003.300.625-637；Sang.O.K，等，Nature.2003.424.411-414)，并展现极好的应用前景。如一维的碳纳米管其功能化的外表面积可以键合药物分子，被誉为下一代的药物释放载体(Dwain.F.E，等，ExpertOpin.Biol.Ther.2003.3.655-663.)。

虽然碳纳米管载药性好，但其生物降解性和人体的生物相容性较差。能否合成一种既能与人体生物相容又能生物降解的一维纳米材料，用作药物载体呢？磷酸钙正是这种首选的材料。

磷酸钙有与骨骼矿化物类似的成分和相似结构，人自然骨中磷灰石主要以羟基磷灰石纳米级针状晶体的形式沿一定方位分布在胶原网络之中，属于生物活性材料，无毒，具有很好的生物相容性。其生物降解顺序为：无定形磷酸钙＞磷酸氢钙＞磷酸氧四钙＞a-磷酸三钙＞β-磷酸三钙＞羟基磷灰石。在体液的作用下，无定形纳米磷酸钙发生缓慢溶解和离子化，可以缓慢释放药物。因此，我们可以通过采用不同晶型的纳米磷酸钙作为药物载体，利用其不同的溶解度，来控制药物在体内的释放速度，达到长效释药的目的。

但目前国内外尚未有关于磷酸钙纳米线的合成和载药报道。纳米针状磷酸钙其纵横比都较低，如140-145℃常压晶化法制得的磷酸钙纵横比为5.5-12和3.1(王学江等高技术通讯.2001.5.1-5)。沉淀法合成的纳米针状磷酸钙，直径5-10纳米，长20-80纳米，其纵横比小于20(Liou，S.C.等，Biomateials.2003.24.3981-3988)。另外，采用微波加热法合成的纳米针状磷酸钙，其粒径虽然小于100纳米，但其纵横比仍然较小(Torrent.，B.J等Cryst.Res.Technol.1999.35(5-6).757-762)。微乳法制备的磷酸钙虽然颗粒较小，长72纳米，宽17纳米，但其纵横比仅为4(Goffredi，M.等ThermochimicaActa.2000.345.109-116).

发明内容

本发明的目的在于提供一种药物载体磷酸钙纳米线的制备方法，得到高纵横比的磷酸钙纳米线药物载体，克服现有技术存在的无机纳米药物载体生物相容性不好、降解性差的缺陷，利于各种药物的装载，用于医药行业。

本发明还涉及一种药物载体磷酸钙纳米线。

本发明的药物载体磷酸钙纳米线的制备方法包括如下步骤：

(1)在PO₄ ^3-溶液中加入Ca²⁺离子溶液、分子组装剂、一维导向剂，各组分用量如下：Ca²⁺离子0.3^-1.2molL·L^-1、PO₄ ^3-离子0.4-1.2mol·L^-1、分子组装剂0.2-1.0mol·L^-1、一维导向剂0.2-1.0mol·L^-1；

(2)搅拌反应1～24小时，调节ph值4～8，反应温度80～125度得到白色沉淀，用甲醇洗涤反应产物，得到磷酸钙纳米带；

所述一维导向剂选自：十八烷基胺，十六烷基胺，十四烷基胺或十二烷基胺。

所述分子组装剂是聚氧乙烯4月桂醚。

为了达到分子组装纳米线更好的长径比效果，可以在混合液中加入占混合液50-80％重量的添加剂，所述添加剂是环烷烃、烷烃、醇类中的一种或一种以上。例如环己烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、乙醇、丁醇、乙二醇。

本发明采用分子自组装技术，反胶束体系合成得到的磷酸钙纳米线，其纳米线宽度为40-45纳米(nm)，长度为800-2400纳米，纵横比约为20-60；或纳米线宽度为26-28纳米(nm)，长度为2200-2400纳米，纵横比约为79-92；本发明合成得到的磷酸钙纳米线分散性好，具有较大的纵横比。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明采用分子组装技术，改进的水热法合成磷酸钙纳米线，其颗粒纵横比大于57，易于和药物结合。

2、制备得到的磷酸钙纳米线具有生物相容性、可降解性无机纳米载体，无毒，无害；

3、制备得到的分散性较好，具有较大的长径比，比表面积大有利于药物的装载；

4、本发明方法为改进的水热法，设备简单，无需高温、高压，利于工业化生产。

附图说明

图1(a)是实施例1制备的磷酸钙纳米线透射电子显微镜图(Ph＝7.5)；

图1(b)是图1(a)的放大图(ph＝6)；

图2(a)是图1(a)纳米线的x-射线衍射图(Ph＝7.5)；

图2(b)是图2(a)的放大图(Ph＝6)；

图3是图1(a)纳米线的高分辩图；

图4是图1(a)纳米线的傅里叶变换红外光谱(FTIR)图；

图5是药物伊曲康唑的傅里叶变换红外光谱(FTIR)图；

图6是图1(a)纳米线载药后的傅里叶变换红外光谱(FTIR)图。

具体实施方式

实施例1

称取10ml的0.8mol·L^-1的PO₄ ^3-溶液，加入8ml 0.3mol·L^-1的一维导向剂十四烷基胺和16ml0.8mol·L^-1的分子组装剂聚氧乙烯4月桂醚，混合均匀后，再加入12ml的0.7mol·L^-1的Ca²⁺离子溶液，用氨水调PH值＝7.5，最后加入整个反应总量72％的(4％乙醇，2％环己烷)添加剂，加热到110℃反应一段时间后得到白色沉淀，再用甲醇洗涤反应的产物，最后得到磷酸钙纳米线。其纳米线宽度为40-45纳米(nm)，长度为800-2400纳米，纵横比约为20-60；。

图1(a)显示纳米带状磷酸钙分散性较好，有利于载药。

图2(a)显示纳米带状磷酸钙的X-射线衍射峰为羟基磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)的特征衍射峰(JCPDS 75-0566)，表明采用油包水微乳体系获得的纳米带状磷酸钙晶相主要为羟基磷灰石，同时还含有一定的无定形态磷酸盐，有利于降解。

实施例2

称取8ml的1.0mol·L^-1的PO₄ ^3-溶液，加入15ml0.8mol·L^-1的一维导向剂十二烷基胺和9ml0.3mol·L^-1的分子组装剂聚氧乙烯4月桂醚，混合均匀后，再加入7ml的0.9mol·L^-1的Ca²⁺离子溶液，用氨水调PH值＝6，最后加入整个反应总量65％的(6％乙醇，2％环己烷)添加剂，加热到90℃反应一段时间后得到白色沉淀，再用甲醇洗涤反应的产物，最后得到磷酸钙纳米线，纳米线宽度为26-28纳米(nm)，长度为2200-2400纳米，纵横比约为79-92。

图1(b)显示纳米带状磷酸钙分散性较好，有利于载药。

图2(b)显示纳米带状磷酸钙的X-射线衍射峰为羟基磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)的特征衍射峰(JCPDS 75-0566)，表明采用油包水微乳体系获得的纳米带状磷酸钙晶相主要为羟基磷灰石，同时还含有较多的无定形态磷酸盐，有利于降解。

实施例3

称取5ml的0.8mol·L^-1的PO₄ ^3-溶液，加入21ml0.6mol·L^-1的一维导向剂十八烷基胺和18ml0.4mol·L^-1的分子组装剂聚氧乙烯4月桂醚，混合均匀后，再加入6ml的0.7mol·L^-1的Ca²⁺离子溶液，控制反应速度，搅拌速度8000转/分和反应时间24小时。用氨水调PH值＝4.5，最后加入整个反应总量58％的(4％乙醇，2％环己烷)添加剂，加热到120℃反应一段时间后得到白色沉淀，再用甲醇洗涤反应的产物，最后得到磷酸钙纳米线。其纳米线宽度为35-40纳米(nm)，长度为860-2200纳米，纵横比约为22-63。

Claims (5)

1、一种药物载体磷酸钙纳米线的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)在PO₄ ^3-溶液中加入Ca²⁺离子溶液、分子组装剂、一维导向剂，各组分用量如下：Ca²⁺离子0.3-1.2mol·L^-1、PO₄ ^3-离子0.4-1.2mol·L^-1、分子组装剂0.2-1.0mol·L^-1、一维导向剂0.2-1.0mol·L^-1；

(2)搅拌反应1～24小时，调节ph值4～8，反应温度80～125度得到白色沉淀，用甲醇洗涤反应产物，得到磷酸钙纳米带；

所述一维导向剂选自十八烷基胺、十六烷基胺、十四烷基胺或十二烷基胺；

所述分子组装剂是聚氧乙烯4月桂醚。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤(1)的混合物中加入占混合液50-80％重量的添加剂，所述添加剂是环烷烃、烷烃、醇类中的一种或一种以上。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述环烷烃是环己烷；所述烷烃是丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷或辛烷；所述醇类是乙醇、丁醇或乙二醇。

4、一种药物载体磷酸钙纳米线，其特征在于其纳米线宽度为40-45纳米，长度为800-2400纳米，纵横比为20-60。

5、一种药物载体磷酸钙纳米线，其特征在于其纳米线宽度为26-28纳米，长度为2200-2400纳米，纵横比为79-92。

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