一種疏水改性海藻酸鈉雙親共聚物膠體粒子的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種疏水改性海藻酸鈉雙親共聚物膠體粒子的制備，屬于載體與緩釋材料技術域。
【背景技術】
[0002]海藻酸鈉(Sodium Alginate、Alg)又稱褐藻酸鈉,是一種由β-D-甘露糖醒酸(M)和a-L-古羅糖醛酸(G)連接而成的天然高分子，可與Ca2+、Ba2+等二價陽離子交聯形成凝膠微球。其具有良好的生物相容性與可降解性，被廣泛運用于醫(yī)藥、食品等多個領域。但海藻酸鈉本身具有強親水性，對疏水藥物載藥量不高，并且容易發(fā)生突釋。布洛芬具有抗炎、鎮(zhèn)痛、解熱作用，是世界衛(wèi)生組織、美國FDA唯一共同推薦的兒童退燒藥，是公認的兒童首選抗炎藥。但其本身具有較強疏水性，純粹海藻酸鈉對其的載藥量較低，且容易發(fā)生突釋。利用度較低，應用受到限制。
[0003]雖然目前有一些關于海藻酸鈉疏水改性的報道，例如:Pelletier等在DMSO中利用海藻酸鈉四丁基季銨鹽與鹵代烴反應，得到了接枝長烷烴側鏈的兩性衍生物。Tripathy等使用自由基聚合反應，利用硝酸高鈰銨引發(fā)海藻酸鈉與丙烯酰胺的反應，得到疏水支鏈的接枝共聚物。但是這些研究在反應過程中往往加入了有機溶劑、毒性催化劑等，后處理難以將其處理干凈。接枝產物不可生物降解，在體內殘留，影響了其作為生物材料的應用。聚乳酸、聚乙醇酸及其共聚物是生物可降解材料，聚合物有疏水性，如果用于海藻酸鈉的疏水改性后作為生物醫(yī)用材料，將可以提高產物對于疏水性藥物的負載率和包埋率，增強海藻酸鈉藥物載體的穩(wěn)定性，提高緩釋效果。
[0004]純聚乳酸、聚乙醇酸及其共聚物的合成通常都是由昂貴的原料如乙交酯、丙交酯提高開環(huán)聚合得到的，經過至少兩步以上反應才能達到。而且合成條件苛刻、成本昂貴，同時需要高溫和高真空，耗能耗時。
[0005]本發(fā)明直接以小分子乳酸、乙醇酸等為原料，在水溶液中直接與海藻酸鈉反應，使乳酸和乙醇酸等單體的聚合及其在海藻酸鈉主鏈上的接枝反應同時發(fā)生，對海藻酸鈉進行疏水改性，合成方法為“一步法”，合成簡單，避免了昂貴的材料與復雜的過程，以水為溶劑，整個過程不使用任何有機溶劑，無毒環(huán)保。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明目的是提供一種疏水改性海藻酸鈉及其“球中球”(大球中含小球)藥物載體的制備方法，選取生物相容性好的海藻酸鈉和乳酸、乙醇酸等單體，采用“一步法”進行直接縮聚反應，使乳酸和乙醇酸等單體的聚合及其在海藻酸鈉主鏈上的接枝反應同時發(fā)生，得到疏水改性的海藻酸鈉，該產物在水溶液中形成直徑在80?100納米的膠體粒子，然后將此疏水改性海藻酸鈉膠體粒子通過交聯法制備成直徑在1.5mm的凝膠微球，該微球粒子穩(wěn)定，通過微球中聚乳酸的疏水作用和納米效應能有效的提高其疏水藥物的載藥量，同時使其具備很好的緩釋效果。
[0007]本發(fā)明的技術方案如下:
[0008](I)疏水改性海藻酸鈉的合成:在2%濃度的海藻酸鈉溶液中依次加入1-(3- 二甲氨基丙基)-3_乙基碳二亞胺鹽酸鹽與N-羥基琥珀酰亞胺為催化劑，三者摩爾比為1:1:1。攪拌1mi n，滴入不同質量的乳酸，與海藻酸鈉的質量比分別為0.5: 10，I: 10,2: 10,3: 10，4: 10。在常溫25°C下攪拌24H。用三氯甲烷洗滌后分離低溫烘干至恒重得到樣品。
[0009](2)改性海藻酸鈉“球中球”的制備:將一定量的布洛芬加入到改性海藻酸鈉雙親共聚物膠體粒子溶液中，超聲攪拌均勻。用針管將混合液滴加入0.2mol/L的氯化鈣溶液中，用蒸餾水洗滌后，過濾室溫干燥至恒重，即得到載藥“球中球”型微球。
[0010]本發(fā)明的有益效果:
[0011]①合成方法為“一步法”，簡單方便，整個反應僅一步，對比開環(huán)聚合法制備聚酯而言，避免了繁瑣的合成步驟、昂貴的單體和有機溶劑的使用，具有“綠色”反應的優(yōu)點。
[0012]②極大地提高了疏水性藥物的載藥量，延緩了釋放速率，可以作為藥物載體，對多種疏水性藥物進行包埋與釋放。
[0013]③本發(fā)明所使用的原料海藻酸鈉與乳酸、乙醇酸等單體均為生物相容性好、無毒副作用、來源廣泛、價格便宜的材料，有利于產物的推廣應用。
【附圖說明】
[0014]圖1疏水改性海藻酸鈉雙親共聚物的合成路線。
[0015]圖2疏水改性海藻酸鈉雙親共聚物的紅外譜圖。a:海藻酸鈉；b:海藻酸鈉與乳酸質量比10: I的改性產物；c:質量比10: 2的改性產物；d:質量比10: 3的改性產物。
[0016]圖3疏水改性海藻酸鈉雙親共聚物的熱重分析曲線。a:海藻酸鈉；b:海藻酸鈉與乳酸質量比10: 4的改性產物；c:質量比10: 2的改性產物
[0017]圖4疏水改性海藻酸鈉凝膠微球負載布洛芬后的釋放曲線。a:海藻酸鈉；b:海藻酸鈉與乳酸質量比10: I的改性產物；C:質量比10: 2改性產物；d:質量比10: 3改性產物；e:質量比10: 4改性產物。
[0018]圖5(a):疏水改性海藻酸鈉溶液內膠束粒子電鏡掃描圖；(b):疏水改性海藻酸鈉膠體溶液滴進氯化鈣溶液后形成的凝膠載藥微球照片
【具體實施方式】
[0019]以下結合實例對本發(fā)明進一步詳細說明，但本發(fā)明并不局限于此。
[0020]實施例1
[0021]取Ig的海藻酸鈉溶解于50ml純水中，依次加入1_ (3_ 二甲氨基丙基)_3_乙基碳二亞胺鹽酸鹽與N-羥基琥珀酰亞胺為催化劑，三者摩爾比為1:1: 1，攪拌1min后，滴加0.1g的乳酸，常溫25°下攪拌24H。加入20ml三氯甲烷進行洗滌，分離靜置。取1ml樣品，加入一定量的布洛芬，超聲攪拌均勻后，用針管滴加入0.2mol/L的氯化鈣溶液中，熟化4H后，用蒸餾水洗滌三次，微球過濾，低溫干燥至恒重，稱量。
[0022]實施例2
[0023]乳酸加入量為0.2g，其他合成過程和實施例1相同。
[0024]實施例3
[0025]乳酸加入量為0.3，其他合成過程和實施例1相同。
[0026]實施例4
[0027]乳酸加入量為0.4，其他合成過程和實施例1相同。
[0028]實施例5
[0029]分別將實施例1、實施例2、實施例3以及純海藻酸鈉采用溴化鉀鹽片涂膜法，烘干后測試。用傅里葉紅外光譜儀在4000?500CHT1的波數范圍內進行紅外吸收掃描，得到紅外譜圖。圖2為各自聚合物的紅外譜圖，從圖中可以看出，1750CHT1附近酯類的羰基伸縮振動峰，其為Alg-COO-乳酸，受乳酸上甲基影響。在1330-1150011-1附近，峰寬且大，為酯鍵吸收峰。故可得出乳酸已接枝上海藻酸鈉，達到預定產物。3750CHT1左右的峰加強，為末端留有大量-C00H，為乳酸末端。
[0030]實施例6
[0031]圖3為純海藻酸鈉與實例2和實例4的TG曲線。圖中得知:改性后第一次失重率減少，在第二次失重時接枝產物比例增加。這說明疏水鏈段的接入會導致海藻酸鈉的結合水與糖苷鍵的比例降低，并且使得海藻酸鈉分子間的氫鍵被破壞，從而使得接枝產物熱降解溫度降低。
[0032]實例7
[0033]圖5為凝膠載藥微球的藥物釋放曲線。分別取一定量的在實施例1、實施例2、實施例3和實施例4所制備的微球，在37°溫度下，加入50mlpH7.4的磷酸鹽緩沖溶液中，測定藥物釋放速度，繪制藥物釋放曲線。
[0034]實例8
[0035]將乳酸改為乙醇酸，其余與實例I相同。
[0036]實例9
[0037]將乳酸改為羥基丁酸，其余與實例I相同。
[0038]上述實施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權利要求的保護范圍內，對本發(fā)明做出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種疏水改性海藻酸鈉雙親共聚物膠體粒子的制備。其特征是:將2%的海藻酸鈉水溶液中依次加入摩爾比為1:1:1的比例加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)與N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)為縮合劑，攪拌均勻后，滴入與海藻酸鈉質量比為0.5: 10?4: 10的低級醇酸，常溫下持續(xù)攪拌24h。得到的產物結果為聚乳酸在海藻酸鈉主鏈上的梳狀接枝共聚物，具有雙親性。再加入溶液體積三分之一的三氯甲烷除去聚乳酸線性低聚物，進行洗滌分離，低溫干燥后即得到制備樣品。將樣品在緩慢攪拌下重新在去離子水中溶解，得到改性海藻酸鈉雙親共聚物膠體粒子溶液，粒徑分布在80?100納米。
2.根據權利要求1所述所加低級醇酸單體包括乙醇酸、乳酸、羥基丁酸及其混合低級醇酸單體。
3.根據權利要求1所述所加入縮合劑為1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽與N-羥基琥珀酰亞胺或者1-(3- 二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽與4- 二甲氨基吡啶等，其投入量為海藻酸鈉的相同摩爾量。
4.根據權利要求1所述其反應溫度為常溫，范圍為5-40°C。
5.一種“球中球”的制備及載藥方式，其特征是將權利要求1所得的改性海藻酸鈉雙親共聚物膠體粒子溶液超聲分散兩分鐘，加入一定量的布洛芬，繼續(xù)超聲分散五分鐘，取其混合液，用5#醫(yī)用針頭滴入到0.2mol/L的氯化鈣溶液當中，熟化4h，微球過濾后用蒸餾水沖洗三次，低溫干燥至恒重。即得到負載有布洛芬的“球中球”產物，大球直徑為1.5_，其中所含小球直徑分布在80?100納米。由于納米小球的存在，極大地提高了海藻酸鈉對于疏水性藥物分子(布洛芬)的負載率。
【專利摘要】本發(fā)明以海藻酸鈉為原料，將低級醇酸(乳酸或乙醇酸)直接加入到海藻酸鈉溶液中，在常溫下持續(xù)反應24h。低級醇酸縮聚成低分子鏈段，同時直接接入海藻酸鈉鏈中，獲得疏水改性海藻酸鈉雙親共聚物膠體粒子。然后將布洛芬加入到該膠體溶液中，分散均勻后滴入氯化鈣溶液中，得到負載有布洛芬的“球中球”產物，大球直徑為1.5mm。該載藥微球可大幅度提高疏水性藥物的載藥量。釋放過程具有明顯的pH響應性和緩釋性。本發(fā)明原材料成本低，合成方法為“一步法”，合成簡單，避免了昂貴的材料與復雜的過程，在溶液中直接完成，微球的制備和使用整個過程不使用任何有機溶劑，無毒環(huán)保。產物可生物降解，具有良好應用前景。
【IPC分類】B82Y40-00, A61K47-36, A61K31-192, C08B37-04, A61K9-14, B82Y5-00
【公開號】CN104877041
【申請?zhí)枴緾N201410069152
【發(fā)明人】倪才華, 李旺, 張猛, 王潔, 張亞南
【申請人】江南大學
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2014年2月28日