CN1857733A - 包埋与传递活性药物的生物黏附性壳聚糖微粒的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包埋与传递活性药物的生物黏附性壳聚糖微粒的制备方法，步骤如下：配制溶有活性药物的壳聚糖溶液作为分散相，植物油作为连续相，在表面活性剂和分散剂作用下形成油包水乳液，随后用戊二醛对壳聚糖进行交联，分离油水相后得到包埋有活性药物的壳聚糖微粒。本发明工艺简单，制备条件温和，原料廉价易得。控制反应条件能够得到粒径为几百纳米的壳聚糖微粒。该壳聚糖微粒对牙齿模拟物质羟基磷灰石或玻璃有良好的黏附性。通过对活性药物的包埋与传递，使活性药物缓慢而持续地释放。该微粒在牙膏基质中能稳定存放，能满足实际应用的需要，在刷牙后延长活性药物在牙齿表面的作用时间，达到长效的杀菌、健齿的功效。

Description

包埋与传递活性药物的生物黏附性壳聚糖微粒的制备方法

技术领域

本发明涉及一种包埋与传递活性药物的生物黏附性壳聚糖微粒的制备方法。

背景技术

口腔药物缓释体系是在口腔给药，通过黏附材料与口腔的黏附作用，延长制剂在口腔中的滞留时间，从而发挥局部疗效或全身治疗作用，提高药物的生物利用度。它具有缓释和定位的特点，是一种新型生物黏附给药系统。

牙齿是口腔的重要组成部分，除了重要的咀嚼功能外，牙齿对于脸部表情的协调也起着重要的作用，因此牙齿保健日益受到人们的重视。牙齿表面黏附给药体系是在牙齿表面进行药物缓释，预防和治疗牙齿疾病的潜在途径。将负载药物的黏附性高分子载体定位在牙齿表面，两者发生黏附作用，然后使药物缓慢释放，则可以起到对牙齿长效护理的作用。

由于牙齿表面的牙釉质的主要成分是羟基磷灰石，表面含有羟基并带负电。含有电正性基团的聚合物如壳聚糖与牙齿表面有较好的黏附作用。另外含有与羟基互为氢键给体/受体的基团的聚合物，如海藻酸钠、羟丙基纤维素等也可能与牙齿表面有一定的黏附作用。

除了能很好地黏附于口腔粘膜外，作为牙齿黏附体系的高分子材料还应该具有以下特点：无毒性；不易被口腔唾液酶消化吸收；易与药物混合且能使包埋的药物以一定的速率释放；价格低廉、制备简单。

壳聚糖是一种生物相容性的大分子多糖，对生物粘膜具有很强的黏附作用。壳聚糖分子中的氨基与羟基可与粘液中的糖蛋白形成氢键而产生黏附作用；粘膜中粘蛋白带有负电荷，壳聚糖作为阳离子聚电解质能与粘膜产生静电吸引。除了对生物粘膜的特异性作用外，氨基和羟基的存在还使壳聚糖能与体内其它带有羟基的物质形成氢键，或通过静电吸引与带有负电的表面产生相互作用。线性分子结构使其具有很好的链段运动性，也有利于对生物表面的黏附。壳聚糖的上述性质使其有望成为对牙齿表面有较好黏附能力的药物释放载体，通过对活性药物的包埋和释放，可在刷牙后延长活性药物在牙齿表面的滞留时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种包埋与传递活性药物的生物黏附性壳聚糖微粒的制备方法。

本发明的包埋与传递活性药物的生物黏附性壳聚糖微粒的制备方法，包括以下步骤：

1)将壳聚糖溶解在0.3％～3％的醋酸溶液中，配成0.5mg/ml～2mg/ml的壳聚糖溶液，活性药物以0.5～5mg/ml溶解在壳聚糖溶液中；

2)将步骤1)所得溶液作为分散相，植物油作为连续相，水油体积比为0.1～0.4，并加入体积浓度为0.5％～1％的表面活性剂司盘80或司盘85，同时加入分散剂硬脂酸镁，司盘80或司盘85与硬脂酸镁的质量比为2∶1～4∶1，室温下搅拌1小时以上，形成均匀的油包水乳液；

3)在油包水乳液中加入5mg/ml～10mg/ml的交联剂戊二醛1ml，40℃～60℃下反应4～6小时，得到包埋有活性药物的壳聚糖微粒；

4)将步骤3)所得的产物置于分液漏斗中静置12小时以上分离油水相，取下层水溶液，调节pH值为8～9，离心除去沉淀物，取上清液得到包埋活性药物的壳聚糖微粒悬浮液。

本发明中，所说的活性药物可以是具有杀菌、健齿功能的药物，如氟化钠、氯化十六烷基吡啶，也可以是具有其它生物学功能的药物。

本发明的有益效果在于：

本发明制备工艺简单，反应条件温和，原料廉价易得。采用适当的壳聚糖浓度、反应时间、表面活性剂与分散剂的配比，能够得到粒径为几百纳米的壳聚糖微粒。由于壳聚糖与羟基的氢键作用、静电作用和纳米级微粒本身的黏附能力，所制备的壳聚糖微粒对牙齿模拟物质羟基磷灰石或玻璃有良好的黏附性。通过对活性药物的包埋与传递，使活性药物缓慢而持续地释放。该微粒在牙膏基质中能稳定存放，能满足实际应用的需要，在刷牙后延长活性药物在牙齿表面的作用时间，达到长效杀菌、健齿的功效。

附图说明

图1a)包埋氟化钠的壳聚糖微粒的扫描电镜照片；b)未包埋活性药物的壳聚糖微粒的扫描电镜照片；

图2a)包埋氟化钠的壳聚糖微粒的透射电镜照片；b)未包埋活性药物的壳聚糖微粒的透射电镜照片；

图3a)包埋氟化钠的壳聚糖微粒在羟基磷灰石表面黏附的扫描电镜照片；b)壳聚糖微粒在羟基磷灰石表面黏附的X射线光电子能谱；

图4包埋氟化钠的壳聚糖微粒在玻璃表面黏附的扫描电镜照片；

图5a)30天后包埋氟化钠的壳聚糖微粒的扫描电镜照片；b)30天后包埋氟化钠的壳聚糖微粒在玻璃表面黏附的扫描电镜照片；

图6包埋氟化钠的壳聚糖微粒的累积释放曲线；

图7a)包埋氯化十六烷基吡啶的壳聚糖微粒的扫描电镜照片；b)包埋氯化十六烷基吡啶的壳聚糖微粒的透射电镜照片；

图8包埋氯化十六烷基吡啶的壳聚糖微粒在羟基磷灰石表面黏附的扫描电镜照片；

图9包埋氯化十六烷基吡啶的壳聚糖微粒在玻璃表面黏附的扫描电镜照片；

图10包埋氯化十六烷基吡啶的壳聚糖微粒的累积释放曲线。

具体实施方式

实施例1：包埋氟化钠的壳聚糖微粒的制备

将壳聚糖溶解在1％的醋酸溶液中，配成2mg/ml的壳聚糖溶液，氟化钠以2mg/ml溶解在壳聚糖溶液中。将上述溶液作为分散相，植物油作为连续相，水油体积比为0.2，并加入1％(v/v)的表面活性剂司盘80，同时加入分散剂硬脂酸镁，司盘80与硬脂酸镁的质量比为3∶1，室温下搅拌1小时以上，形成均匀的油包水乳液。在乳液中加入10mg/ml的交联剂戊二醛1ml，40℃下反应6小时，壳聚糖在戊二醛的作用下固化形成微粒，氟化钠同时被包埋于微粒中。将产物置于分液漏斗中静置12小时以上分离油水相，取下层水溶液，用氢氧化钠溶液调pH值为8.5，2000转/分离心除去沉淀物，上清液即为包埋氟化钠的壳聚糖微粒悬浮液。

如在上述反应中不加氟化钠，通过同样的制备过程则得到未包埋活性药物的壳聚糖微粒。

图1a是包埋氟化钠的壳聚糖微粒的扫描电镜照片，图1b是未包埋活性药物的壳聚糖微粒的扫描电镜照片，粒径均为几百纳米，微粒间分散均较好。图2a是包埋氟化钠的壳聚糖微粒的透射电镜照片，微粒为实心结构；图2b是未包埋活性药物的壳聚糖微粒的透射电镜照片，微粒为中空结构。

采用25％小牛血清/PBS溶液(调pH值为6.8)模拟口腔唾液环境，将羟基磷灰石片置于模拟唾液中。然后将壳聚糖微粒与牙膏混合为悬浮液，用牙刷蘸取适量悬浮液在羟基磷灰石片表面来回刷2分钟，最后用水(1ml/次)冲洗3次后干燥。用扫描电镜观察黏附于羟基磷灰石片表面的壳聚糖微粒，并用X射线光电子能谱检测黏附于羟基磷灰石片表面的壳聚糖微粒(微粒事先用氯化镉染色)。图3a是包埋氟化钠的壳聚糖微粒在羟基磷灰石表面黏附的扫描电镜照片，有较多壳聚糖微粒(箭头所指)黏附于羟基磷灰石片上；图3b是壳聚糖微粒在羟基磷灰石表面黏附的X射线光电子能谱，除羟基磷灰石的典型组分外，还检测到了氮元素和镉元素。表明壳聚糖微粒对羟基磷灰石有良好的黏附性。

采用25％小牛血清/PBS溶液(调pH值为6.8)模拟口腔唾液环境，将玻璃片置于模拟唾液中。然后将壳聚糖微粒与牙膏混合为悬浮液，用牙刷蘸取适量悬浮液后在玻璃片表面来回刷2分钟，最后用水(1ml/次)冲洗3次后干燥。用扫描电镜观察黏附在玻璃片表面的壳聚糖微粒。图4是包埋氟化钠的壳聚糖微粒在玻璃表面黏附的扫描电镜照片，有较多壳聚糖微粒黏附于玻璃片上，表明壳聚糖微粒对玻璃有良好的黏附性。

在壳聚糖微粒悬浮液中混入适量的牙膏基质，置于60℃的烘箱中存放，30天后在扫描电镜下观察壳聚糖微粒形态的稳定性。图5a是包埋氟化钠的壳聚糖微粒的30天后扫描电镜照片，其形态保持稳定；图5b是包埋氟化钠的壳聚糖微粒30天后在玻璃表面黏附的扫描电镜照片，微粒仍然对玻璃表面有良好的黏附性。表明壳聚糖微粒在牙膏中性质稳定，能保持其分散性和黏附性。

取10mg包埋氟化钠的壳聚糖微粒，分散在pH＝6.8的PBS溶液中，在37℃振荡下释放10h，每隔2h离心取上清液。用氟离子选择性电极测定上清液中氟离子的电位值，以柠檬酸钠缓冲溶液为总离子强度调节剂。测定结果与标准曲线相对照，计算氟化钠的释放量。图6是包埋氟化钠的壳聚糖微粒的累积释放曲线，表明氟化钠能够缓慢而持续地释放。

实施例2：包埋氯化十六烷基吡啶的壳聚糖微粒的制备

将活性药物改为氯化十六烷基吡啶，采用司盘85为表面活性剂，并采用实施例1同样的制备方法可以得到包埋氯化十六烷基吡啶的壳聚糖微粒。图7a是包埋氯化十六烷基吡啶的壳聚糖微粒的扫描电镜照片，粒径为几百纳米，微粒间分散较好。图7b是包埋氯化十六烷基吡啶的壳聚糖微粒的透射电镜照片，微粒为实心结构。

采用25％小牛血清/PBS溶液(调pH值为6.8)模拟口腔唾液环境，将羟基磷灰石片置于模拟唾液中。然后将壳聚糖微粒与牙膏混合为悬浮液，用牙刷蘸取适量悬浮液后在羟基磷灰石片表面来回刷2分钟，最后用水(1ml/次)冲洗3次后干燥。用扫描电镜观察黏附在羟基磷灰石片表面的壳聚糖微粒。图8是包埋氯化十六烷基吡啶的壳聚糖微粒在羟基磷灰石表面黏附的扫描电镜照片，有较多壳聚糖微粒(箭头所指)黏附于羟基磷灰石片上，表明壳聚糖微粒对羟基磷灰石有良好的黏附性。

采用实施例1同样的方法测试微粒在玻璃表面的黏附性。图9是包埋氯化十六烷基吡啶的壳聚糖微粒在玻璃表面黏附的扫描电镜照片，有较多壳聚糖微粒黏附于玻璃片上，表明壳聚糖微粒对玻璃有良好的黏附性。

取10mg包埋氯化十六烷基吡啶的壳聚糖微粒，分散在pH＝6.8的PBS溶液中，在37℃振荡下释放12h，每隔1h离心取上清液。用紫外-可见光分光光度计在波长为259nm处测定上清液中氯化十六烷基吡啶的吸光度。测定结果与标准曲线相对照，计算氯化十六烷基吡啶的释放量。图10是包埋氯化十六烷基吡啶的壳聚糖微粒的累积释放曲线，表明氯化十六烷基吡啶能够缓慢而持续地释放。

实施例3：

按实施例1的方法制备壳聚糖微粒，但壳聚糖是溶解在0.3％的醋酸溶液中，配成1mg/ml的壳聚糖溶液，氟化钠是以5mg/ml溶解在壳聚糖溶液中，司盘80与硬脂酸镁的质量比为2∶1。得到的壳聚糖微粒的粒径为几百纳米，微粒间分散较好，为实心结构，对羟基磷灰石和玻璃有良好的黏附性，在牙膏中性质稳定，氟化钠能够缓慢而持续地释放。

实施例4：

按实施例1的方法制备壳聚糖微粒，但水油体积比是0.1，表面活性剂司盘85的体积浓度是0.5％，戊二醛浓度是5mg/ml。得到的壳聚糖微粒的粒径为几百纳米，微粒间分散较好，为实心结构，对羟基磷灰石和玻璃有良好的黏附性，在牙膏中性质稳定，氟化钠能够缓慢而持续地释放。

实施例5：

按实施例1的方法制备壳聚糖微粒，但交联反应条件是60℃下反应4h，司盘80与硬脂酸镁的质量比为4∶1。得到的壳聚糖微粒的粒径为几百纳米，微粒间分散较好，为实心结构，对羟基磷灰石和玻璃有良好的黏附性，在牙膏中性质稳定，氟化钠能够缓慢而持续地释放。

实施例6：

按实施例1的方法制备壳聚糖微粒，但活性药物是氯化十六烷基吡啶，壳聚糖溶液的浓度是1.5mg/ml，氯化十六烷基吡啶是以1mg/ml溶解在壳聚糖溶液中。得到的壳聚糖微粒的粒径为几百纳米，微粒间分散较好，为实心结构，对羟基磷灰石和玻璃有良好的黏附性，氯化十六烷基吡啶能够缓慢而持续地释放。

Claims (2)

1.包埋与传递活性药物的生物黏附性壳聚糖微粒的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)将壳聚糖溶解在0.3％～3％的醋酸溶液中，配成0.5mg/ml～2mg/ml的壳聚糖溶液，活性药物以0.5～5mg/ml溶解在壳聚糖溶液中；

2)将步骤1)所得溶液作为分散相，植物油作为连续相，水油体积比为0.1～0.4，并加入体积浓度为0.5％～1％的表面活性剂司盘80或司盘85，同时加入分散剂硬脂酸镁，司盘80或司盘85与硬脂酸镁的质量比为2∶1～4∶1，室温下搅拌1小时以上，形成均匀的油包水乳液；

3)在油包水乳液中加入5mg/ml～10mg/ml的交联剂戊二醛1ml，40℃～60℃下反应4～6小时，得到包埋有活性药物的壳聚糖微粒；

4)将步骤3)所得的产物置于分液漏斗中静置12小时以上分离油水相，取下层水溶液，调节pH值为8～9，离心除去沉淀物，取上清液得到包埋活性药物的壳聚糖微粒悬浮液。

2.根据权利要求1所述的包埋与传递活性药物的生物黏附性壳聚糖微粒的制备方法，其特征在于所说的活性药物是具有杀菌、健齿功能的氟化钠或氯化十六烷基吡啶。

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