一種澱粉基水凝膠控緩釋載體材料及其製備方法和應用的製作方法

2023-07-04 01:17:46

專利名稱：：一種澱粉基水凝膠控緩釋載體材料及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
：本發明涉及天然高分子材料在功能活性物質控制釋放領域的研究與開發，特別是涉及ー種澱粉基水凝膠控緩釋載體材料的微波製備及澱粉基水凝膠控釋載體材料對功能活性物質的控制釋放。
背景技術：
：藥物以及食品功能因子等功能活性物質的控制釋放傳輸體系是控制釋放材料研究領域的重要課題，與傳統的傳輸模式相比，功能活性物質的控制釋放具有很多的優點，不僅可以提高功能活性物質活性的有效性、準確性、安全性，而且還可以顯著減低其副作用和生產成本。功能活性物質控釋體系的好壞取決於控釋載體材料的性能。天然材料由於具有生物相容性好、安全可靠、來源廣泛、品種眾多等優點，已得到國內外研究人員的廣泛關注。為了將功能活性物質有效輸送到特定部位，必須根據治療或者營養功能目的，設計合理的控釋系統。而水凝膠是指具有能夠吸收水分井能明顯保持三維網狀結構的高分子材料。作為藥物及食品功能因子的控釋載體，它的結構與形態顯著受外界因素(如pH值、溫度、應力、外力場等)的影響，因此溶脹行為具有環境響應性，從而影響到功能活性物質在其中的釋放行為。水凝膠與水接觸後可形成粘稠的凝膠層，藥物及食品功能因子通過該凝膠層擴散、釋放，其控釋機制主要包括骨架溶蝕和藥物及食品功能因子的擴散。水凝膠的製備主要有共價鍵交聯法、物理交聯法、接枝共聚發、互穿網絡製備法等。目前，已有不少能應用於水凝膠製備的天然材料，如纖維素衍生物、殼聚糖、果膠、海藻酸鈉等，通過交聯、酷化等方式，使天然材料具有良好的網絡結構，延遲了藥物的釋放時間。LVervoort等人在「菊粉水凝膠作為結腸靶向藥物載體I.甲基丙烯酸菊粉的帝!J備及具疑月父結構，，(LiesbethVervoortetal.,InulinHydrogelsasCarriersforしolonicDrugTargeting:I.SyntnesisandCharacterizationofMethacrylatedInulinandHydrogelFormation.PharmaceuticalResearchj1997;14:17301737)，「菊粉水凝膠作為結腸祀向藥物載體菊粉水凝膠流變學特性及其凝膠網狀結構」(LiesbethVervoorteta_L.，InulinHydrogelsasCarriersforしolonicDrugTargeting:Rheo_logica_LCharacterizaitonoftheHydrogelsFormationandtheHydrofelNetwork.JournalofPharmaceuticalSciences,1999;88:No.209214)，「菊粉水凝膠體外降解研究」(LiesbethVervoortetal.，IulinhydrogelsII.Invitrodegradationstudy.Internationa丄JournalofPharmaceutics,1998;172:137145)等文章中表明，利用縮水甘油甲基丙烯酸酯，在N，N-ニ甲基甲醯胺中，與菊粉進行交聯反應，合成了甲基丙烯酸酯化的菊粉，製備了水凝膠，並對其流變性、體外消化性能等進行了研究，結果發現，高取代度的菊粉具有更好地網狀結構以及機械強度，取代度増加使得水凝膠的硬度増加，酶不易進入凝膠內部，從而限制了酶的降解作用。BaojianWu等人在「茚甲新從HPMC/果膠/鈣離子骨架片中的釋放研%，，(BaojianWuetal.,BiphasicreleaseofinaomethacinfromHPMC/pectin/calciummatrixtablet:I.Characterizationandmechanisticstudy.EuropeanJournalofPharmaceuticsandBiopharmaceutics,2007;67:707^714)中，以節甲新為模型藥物，以丐離子誘導果膠交聯，製備HPMC/果膠/鈣離子複合的水凝膠骨架片。體外釋放試驗結果表明，當HPMC/果膠/氯化I丐的用量在lOOmg/lOOmg/lOOmg時,水凝膠釋放10%的藥物的時間，即延遲釋放時間，需要4小吋。同時水凝膠的失重以及果膠的釋放與茚甲新的釋放呈線性相關。李永霞等人在「複方烏黃水凝膠的製備エ藝」(李永霞、靳湘、杜霞等，複方烏黃水凝膠的製備エ藝，中國藥師，2011年第14卷，第2期)中，利用了殼聚糖與海藻酸交聯，製備水凝膠，在殼聚糖、海藻酸鈉與中藥浸膏用量的比例為2:6:1，交聯時間為40min，交聯溫度為30°C時，水凝膠性能較好，並且凝膠中的烏頭鹼含量最高。澱粉是自然界中最為豐富的多糖之一，具有再生不枯竭、可生物降解、生物相容性好、穩定性高、安全無毒等特點。澱粉很早就被應用於醫藥領域，作為藥物的輔料、穩定劑、崩解劑等，但原澱粉有其局限性，易被人體消化道中的各種澱粉酶降解，為此，需要採用一定的方法對原澱粉進行修飾，改變其分子結構，從而能夠作為控釋載體材料。本發明人在專利「澱粉基ロ服結腸靶向水凝膠的製備方法及應用(ZL200610037094.5)」中採用機械捏合預糊化及有機相三氯氧磷交聯的方法成功地製備了澱粉基ロ服結腸靶向水凝膠並將其應用於ロ服結腸骨架型靶向控釋系統中。從上述材料可以看出，水凝膠製備多採用化學交聯的方法獲得，但其中使用的交聯劑各有不足，有機小分子交聯劑雖可以形成牢固的共價鍵，但大部分具有生物毒性，須進行嚴格的分離操作將其除去。大分子交聯劑大多是生物無毒、可降解，雖然其可以克服小分子交聯劑的缺點，但交聯反應難以控制。
發明內容針對現有技術存在的上述問題，本發明所要解決的技術問題之ー是提供一種澱粉基水凝膠控緩釋載體材料的微波製備方法，通過微波對澱粉分子進行修飾，以克服原澱粉的不足，同時避免使用有毒的化學試劑，獲得ー種無毒、少汙染、方便、可控的澱粉基水凝膠控緩釋載體材料。本發明所要解決的技術問題之ニ是澱粉基水凝膠控緩釋載體材料作為藥物及食品功能因子控制釋放載體材料的應用。本發明的目的通過以下技術方案實現一種澱粉基水凝膠控緩釋載體材料的製備方法，包括如下步驟在澱粉中加入蒸餾水調節成水分含量為15-95%的澱粉樣品，然後將澱粉樣品放入反應罐中，密封后進行微波處理，處理完後冷卻至50°C以下，乾燥後粉碎、過篩處理即得到澱粉基水凝膠控緩釋載體材料。優選地，所述微波處理時控制微波作用溫度6(Tl40°C，微波作用功率60(Tl000w，微波作用時間15120min。上述方法製得的澱粉基水凝膠控緩釋載體材料在功能活性物質中作為控制釋放載體的應用，具體是將功能活性物質與澱粉基水凝膠控緩釋載體材料混勻後，採用溼法造粒壓片或者直接壓片技術製得功能活性物質的澱粉基水凝膠控緩釋骨架片。本發明中所使用的澱粉沒有特別限制，可以是穀類澱粉、薯類澱粉、豆類澱粉和其他澱粉等。本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果(I)本發明首次利用微波作用對澱粉進行適當的改性，調控澱粉載體的結構、崩解性能，從而調節了其對藥物及食品功能因子的控制釋放性能，成功地製備出澱粉基水凝膠控緩釋載體材料。本發明方法具有綠色環保、操作簡便、エ藝簡單等優點，製備的澱粉基控緩釋載體材料的崩解性能得以顯著改善，同時該載體材料具有價廉易得，生物相容性好、本身安全無毒的優點。(2)本發明採用澱粉基水凝膠構建了不同藥物及食品功能因子控緩釋體系，其可顯著降低藥物及食品功能因子的突釋行為，獲得良好的控緩釋效果。圖I為分別採用澱粉基水凝膠控緩釋載體材料與蠟質玉米預糊化澱粉為載體，經粉末直接壓片法，所製得的牛血清白蛋白澱粉基水凝膠骨架片的體外釋放性能圖(a-蠟玉米預糊化澱粉載體、b-澱粉基水凝膠控緩釋載體)。具體實施例方式下面結合實施例，對本發明作進ー步地詳細說明，但本發明實施方式並不僅限於此。實施例I(I)澱粉樣品水分含量的調配稱取一定量的蠟質玉米澱粉於燒杯中，噴入一定量水分，配成水分含量為25%的澱粉樣品，混合均勻後備用；(2)澱粉的微波改性及澱粉基水凝膠控緩釋載體材料的製備稱取一定量已配好水分含量的澱粉樣品放入反應罐中，密封后放入微波反應系統腔體中，控制微波作用溫度在100°c，微波作用功率1000W，微波作用時間120min，結束反應後，冷卻至50°C以下，取出澱粉樣品放入40°C烘箱內乾燥12h後，過80目篩，即得到澱粉基水凝膠控緩釋載體材料。(3)澱粉基水凝膠骨架片的製備稱取一定量的澱粉基水凝膠控緩釋載體材料，以V。為模型藥物，將載體材料與藥物混合均勻後，利用單衝壓片機(型號TDP-5，泰州市天泰製藥機械廠)控制一定的壓片壓力，直接壓片製得。(4)澱粉基水凝膠控釋載體材料崩解性能測試採用中華人民共和國藥典2010年版規定的崩解性能測定方法測定。將製得的澱粉基水凝膠骨架片放入含有人工模擬消化液(人工胃液和人工小腸液)的崩解儀燒杯中，在37°C下，開啟崩解儀(型號ZB-1D，天大天發科技有限公司)，記錄片劑開始崩解的時間。表I是採用本方法所得的澱粉基水凝膠控緩釋載體材料與預糊化澱粉兩者所製得的澱粉基水凝膠骨架片在人工消化液中的崩解性能的對比。表I樣品蠟..M米預糊化澱粉微波澱粉基水凝膠控緩釋載體材料本實施例所得的澱粉基水凝膠控緩釋載體材料與蠟質玉米預糊化澱粉兩者製得的澱粉基水凝膠骨架片在人工消化液中的崩解性能相比，崩解時間增加了4小時，崩解性能顯著改善。實施例2(I)澱粉樣品水分含量的調配稱取500g的高鏈玉米澱粉(G50)於燒杯中，噴入一定量水分，配成水分含量為15%的澱粉樣品，混合均勻後備用；(2)澱粉的微波改性及澱粉基水凝膠控緩釋載體材料的製備將調配好水分的高鏈玉米澱粉(G50)樣品放入反應罐中，密封后放入微波反應系統腔體中，控制微波作用溫度在140°C，微波作用功率800w，微波作用時間60min，結束反應後，冷卻至50°C以下，取出澱粉樣品放入40°C烘箱內乾燥12h後，過80目篩，即得到澱粉基水凝膠控緩釋載體材料。(3)澱粉基水凝膠骨架片的製備以胰酶為模型食品功能因子，將獲得的澱粉基水凝膠控緩釋載體材料與胰酶混合均勻，用10%羥丙基甲基纖維素作粘合劑，混勻後過20目篩造粒，於40°C烘箱內乾燥IOmin後取出，再過18目篩整粒，與藥物混合後，在壓片機(型號TDP-5，泰州市天泰製藥機械廠)內控制一定壓片壓力製得。(4)澱粉基水凝膠控緩釋載體材料崩解性能測試採用中華人民共和國藥典2010年版規定的崩解性能測定方法測定。將製得的澱粉基水凝膠骨架片放入含有人工模擬消化液(人工胃液和人工小腸液)的崩解儀燒杯中，在37°C下，開啟崩解儀(型號ZB-1D，天大天發科技有限公司)，記錄片劑開始崩解的時間。表2是採用本方法所得的澱粉基水凝膠控緩釋載體材料製得的澱粉基水凝膠骨架片與高鏈玉米澱粉經溼法造粒所製得的澱粉基水凝膠骨架片在人工消化液中的崩解性能的對比。表2#Λ高鏈卡米澱粉G50澱基水凝腔控緩釋載體樹料—崩解吋_/*4462本實施例所得的澱粉基水凝膠控緩釋載體材料製得的澱粉基水凝膠骨架片與高鏈玉米澱粉(G50)所製得的澱粉基水凝膠骨架片在人工消化液中的崩解性能相比，崩解時間增加了18分鐘，崩解性能得以改善。實施例3(I)澱粉樣品水分含量的調配稱取IOOOg的緑豆澱粉於燒杯中，噴入一定量水分，配成水分含量為95%的澱粉樣品，混合均勾後備用；(2)澱粉微波改性及澱粉基水凝膠控緩釋載體材料的製備將配置好水分的緑豆澱粉放入反應罐中，密封后放入微波反應系統腔體中，控制微波作用溫度在60°C，微波作用功率600w，微波作用時間30min，結束反應後，冷卻至50°C以下，取出澱粉樣品放入40°C烘箱內乾燥12h後，過80目篩，即得到澱粉基水凝膠控緩釋載體材料。(3)澱粉基水凝膠骨架片的製備將得到的澱粉基水凝膠控緩釋載體材料，與模型功能因子大豆異黃酮混合後，利用單衝壓片機(型號TDP-5，泰州市天泰製藥機械廠)控制一定的壓片壓力，直接壓片製得。(4)澱粉基水凝膠控緩釋載體材料崩解性能測試採用中華人民共和國藥典2010年版規定的崩解性能測定方法測定。將製得的澱粉基水凝膠骨架片放入含有人工模擬消化液(人工胃液和人工小腸液)的崩解儀燒杯中，在37°C下，開啟崩解儀(型號ZB-1D，天大天發科技有限公司)，記錄片劑開始崩解的時間。表3是採用本方法所得的澱粉基水凝膠控緩釋載體材料與蠟質玉米預糊化澱粉兩者所製得的澱粉基水凝膠骨架片在人工消化液中的崩解性能的對比。表3Ι1.................................................................................................................權利要求1.一種澱粉基水凝膠控緩釋載體材料的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟在澱粉中加入蒸餾水調節成水分含量為15-95%的澱粉樣品，然後將澱粉樣品放入反應罐中，密封后進行微波處理，處理完後冷卻至50°C以下，乾燥後粉碎、過篩處理即得到澱粉基水凝膠控緩釋載體材料。2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述微波處理時控制微波作用溫度60^1400C，微波作用功率60(Tl000w，微波作用時間15120min。3.根據權利要求I或2所述方法製備的澱粉基水凝膠控緩釋載體材料。4.根據權利要求3所述澱粉基水凝膠控緩釋載體材料在功能活性物質中作為控制釋放載體的應用。5.根據權利要求4所述的應用，其特徵在於，將功能活性物質與澱粉基水凝膠控緩釋載體材料混勻後，採用溼法造粒壓片或者直接壓片技術製得功能活性物質的澱粉基水凝膠控緩釋骨架片。全文摘要本發明公開了一種澱粉基水凝膠控緩釋載體材料及其製備方法和應用，製備方法包括如下步驟在澱粉中加入蒸餾水調節成水分含量為15-95%的澱粉樣品，然後將澱粉樣品放入反應罐中，密封后進行微波處理，處理完後冷卻至50℃以下，乾燥後粉碎、過篩處理即得到澱粉基水凝膠控緩釋載體材料。本發明方法具有綠色環保、操作簡便、工藝簡單的特點，並且所得到的澱粉基水凝膠控緩釋載體材料的崩解性能得以顯著改善，其具有控制釋放系統釋放行為的能力，用於在功能活性物質中作為控制釋放載體。文檔編號A61K47/36GK102824643SQ20121030314公開日2012年12月19日申請日期2012年8月23日優先權日2012年8月23日發明者陳玲,司徒文貝,趙月,李曉璽,李琳,李冰申請人:華南理工大學