一種殼聚糖與蘋果酸和乳酸共聚物複合藥物載體的製備方法

2023-12-08 07:41:51

一種殼聚糖與蘋果酸和乳酸共聚物複合藥物載體的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種殼聚糖與蘋果酸和乳酸共聚物複合，製備納米膠束作為藥物載體的方法，屬於生物材料與緩釋【技術領域】。首先將蘋果酸和乳酸在氯化亞錫催化作用下進行共縮聚反應獲得蘋果酸-乳酸共聚物(Poly(MA-co-LA))；再將該共聚物與殼聚糖複合，利用兩種聚電解質之間的靜電作用，自組裝形成殼聚糖/蘋果酸-乳酸共聚物聚電解質複合物納米粒子。將藥物鹽酸阿黴素負載在納米粒子上進行控制釋放，載體具有優異的載藥和控釋效果。本發明製備的殼聚糖/蘋果酸-乳酸共聚物納米膠束結構穩定，合成簡單，生物相容性好，無細胞毒性，累積釋放量較大。
【專利說明】一種殼聚糖與蘋果酸和乳酸共聚物複合藥物載體的製備

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種生物可降解的殼聚糖與蘋果酸和乳酸共聚物複合藥物載體的製備，屬於生物材料與緩釋【技術領域】。

【背景技術】
[0002]聚電解質複合物(Polyelectrolyte Complex,簡寫為PEC),是通過帶有相反電荷的聚電解質混合而成，即聚陽離子和聚陰離子之間通過庫侖力結合而形成的。其用途主要有兩點:①利用其成品的特殊性能，作為一種材料使用。②利用聚陰、陽離子相互作用過程中產生的某些特殊效應，從而應用於絮凝、吸附等方面。聚電解質複合物作為一種材料，其最重要的性能是高度的親水性和在溶脹狀態下仍能保持良好的機械性能。隨著人們對聚電解質複合物認識的不斷深入，聚電解質複合物必將得到越來越廣泛的應用。
[0003]殼聚糖是由甲殼素脫乙醯基得到的一種天然的聚陽離子多糖，可溶於酸性水溶液，無毒、無刺激性、無致敏性、無致突變作用，具有良好的生物相容性和生物降解性。殼聚糖作為藥物載體可以控制藥物釋放、延長藥物療效、降低藥物毒副作用，提高疏水性藥物對細胞膜的通透性和藥物的穩定性及改變給藥途徑，還可以大大加強制劑的靶向給藥能力。由於其獨特的生物相容性和降解性，以及來源廣泛，製備技術成熟，工序簡易，無味、耐熱，價格便宜等優點，目前已被廣泛用於醫藥等領域。
[0004]聚乳酸和聚蘋果酸都具有良好的生物相容性和降解性，其降解產物能參與體內三羧酸循環而被生物體吸收。
[0005]本發明首先製備乳酸和蘋果酸的無規共聚物，利用聚蘋果酸結構單元中的懸掛羧基與殼聚糖分子中的氨基進行複合，然後在水溶液中通過自組裝形成了納米粒子。此納米粒子可以作為抗癌藥物阿黴素的載體，進行pH控制釋放。


【發明內容】

[0006]本發明提供一種殼聚糖與蘋果酸和乳酸無規共聚物複合物納米粒子的製備方法。首先製備了蘋果酸和乳酸無規共聚物，然後利用此無規共聚物中聚蘋果酸結構單元中側鏈懸掛的羧基與殼聚糖分子中氨基的複合作用，製備成聚電解質納米粒子，並將其用做阿黴素的負載與控制釋放。
[0007]本發明的有益效果:
[0008]①本發明製備的複合物納米膠束可用於藥劑學領域中，由於殼聚糖上多種基團的存在，使納米粒子具有較好的生物相容性，殼聚糖具有一定抗菌作用。
[0009]②利用無規共聚物中聚蘋果酸結構單元側鏈懸掛的羧基與殼聚糖複合，複合程度高，兩種鏈段分布均勻，有利於產物性能的穩定和控制。同時聚蘋果酸有一定的自催化降解作用，可適當加快產品的降解速度，從體內快速清除。引入聚乳酸鏈段是為了增加複合物一定的疏水性，賦予複合納米粒子一定的機械強度，增強使用性能。
[0010]③複合物納米粒子的尺寸與共聚物中聚乳酸(PLA)和聚蘋果酸(PMA)的鏈節組成有關，可以通過合成時投料比來調節。
[0011]④本發明的製備過程不用任何有機溶劑，環境友好，步驟簡便，產物生物相容性好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1殼聚糖與蘋果酸和乳酸共聚物複合物的紅外光譜圖。圖中的a，b，c，d，e分別代表蘋果酸和乳酸投料摩爾比為1: 0、1: 0.5,1: 1、1: 2、1: 3的共聚物。
[0013]圖2殼聚糖與蘋果酸和乳酸共聚物複合物的核磁譜圖。圖中的a，b，c，d，e分別代表蘋果酸和乳酸投料摩爾比為1: 0、1: 0.5,1: 1、1: 2、1: 3的共聚物。
[0014]圖3殼聚糖與蘋果酸和乳酸共聚物複合物溶液的粘度分析。圖中的a，b，c，d，e分別代表蘋果酸和乳酸投料摩爾比為1: 0、1: 0.5,1: 1、1: 2、1: 3的共聚物。
[0015]圖4殼聚糖與蘋果酸和乳酸共聚物複合物納米膠束的掃描電鏡。圖中的a，b，c，d，e分別代表蘋果酸和乳酸投料摩爾比為1: 0、1: 0.5,1: 1、1: 2、1: 3的共聚物和殼聚糖複合成的納米粒子。
[0016]圖5殼聚糖與蘋果酸和乳酸共聚物複合物納米膠束載藥前後的TEM照片。圖中的a代表蘋果酸和乳酸投料摩爾比為1: 1的共聚物和殼聚糖複合物載藥前的納米粒子，b代表蘋果酸和乳酸投料摩爾比為1:1的共聚物和殼聚糖複合物載藥後的納米粒子。
[0017]圖6殼聚糖與蘋果酸和乳酸共聚物複合物納米膠束的藥物釋放曲線。圖中的a，b，c，分別代表蘋果酸和乳酸投料摩爾比為1: 1的共聚物和殼聚糖複合物載藥納米粒子在pH5.8、pH7.4和pH8.0的PBS緩衝液中的釋放曲線。

【具體實施方式】
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[0018]實施例1:殼聚糖的純化:稱取3g殼聚糖溶於200mL的1% (m/v)的醋酸溶液中，攪拌均勻。將溶解於醋酸中的殼聚糖溶液緩慢滴入1% (m/v)氫氧化鈉溶液中，磁力攪拌，滴加完繼續攪拌2h，過濾出沉澱，用去離子水洗滌、過濾至濾液呈中性。最後一次過濾後的沉澱用少量乙醇浸泡3h，過濾，真空乾燥至恆重。得到殼聚糖研磨成粉末置於乾燥器中備用。
[0019]實施例2:蘋果酸/乳酸共聚物的製備:稱取摩爾比分別為1: 0、1: 0.5,1: 1、1: 2和1: 3的蘋果酸、乳酸分別加入到250mL單頸燒瓶中，分別加入催化劑氯化亞錫0.2g，將燒瓶置於油浴鍋中並連接冷凝裝置。用油浴升高溫度至110°C，反應兩小時後，升高溫度至135°C並在減壓下(保持壓強在8-9kPa)繼續反應8小時，得到蘋果酸和乳酸共聚物。
[0020]實施例3:膠束的製備:將製備的不同比例的蘋果酸、乳酸共聚物分別溶於超純水配成0.3%的稀溶液，另外配製0.3%的殼聚糖溶液，磁力攪拌條件下分別取一定量共聚物溶液緩慢滴加到一定量殼聚糖溶液中，控制二者質量比例，充分攪拌使其混合均勻，形成複合物溶液。
[0021]實施例4:載藥膠束的製備:配製0.3%的殼聚糖溶液10mL，加入lmg鹽酸阿黴素，超聲lh後磁力攪拌lh使其混合均勻。分別取20mL0.3%的不同比例的共聚物溶液，逐滴加入上述體系中，所得產物為紅色且有明顯的丁達爾現象。
[0022]實施例5圖1為各聚合物的紅外譜圖，用傅立葉紅外光譜儀(FTLA2000-104，ABBBOMEN Corporat1n)測定聚合物結構，掃描波長範圍500?4000CHT1，解析度為4CHT1。由圖1可以看出，不同單體投料比的共聚物特徵吸收峰基本相同。2800-3500(^4處的較大範圍內的寬而散的峰屬於-0H和-C00H的伸縮振動峰:2900-2800(^-1處的幾個小峰；1740cm-1處是C = 0的伸縮振動峰，1711cm-1處是羧基中C = 0的伸縮振動峰。說明乳酸和蘋果酸發生了共聚反應。HOOcnT1處為為亞甲基-CH2和次甲基上的-CH的彎曲振動。950CHT1處的吸收峰是0H...0的面外變形振動，可以確認羧基的存在。
[0023]實施例6圖2為各聚合物的核磁譜圖，使用?-ΝΙ?核磁(Mercury_Vx400, VarianCorporat1n)測定共聚物的結構,用重水(D20)為溶劑、四甲基娃燒為內標物。由圖2可以看出，5.52ppm左右的多重峰為蘋果酸結構單元中的次甲基CH的質子峰；2.81-3.24ppm左右的多重峰為蘋果酸結構單元中的亞甲基CH2質子峰；5.27ppm左右的多重峰為乳酸結構單元中的次甲基CH的質子峰；1.48ppm左右的多重峰為乳酸結構單元中的甲基CH3的質子峰。
[0024]實施例7圖3為各聚合物的粘度圖，由圖可見，隨著共聚物濃度的升高，表觀粘度逐漸增大。在不同的單體投料比的共聚物中，隨著乳酸單體含量的增大，粘度均呈增大趨勢，可能是由於聚乳酸的粘度比聚蘋果酸大，乳酸單體投料比增多時導致共聚物中聚乳酸鏈段較長，所以粘度較大。
[0025]實施例8圖4為蘋果酸和乳酸投料摩爾比為1: 0、1: 0.5,1: 1、1: 2、1: 3的共聚物和殼聚糖複合成的納米粒子。複合物表面形貌是用日本HITACHI公司的S-4800型掃描電子顯微鏡觀測的。從圖中可以看出，製備的納米粒子呈球形，納米粒具有明顯的殼一核結構，納米粒子中間深色部分物質由共聚物的疏水部分和殼聚糖共同構成，周圍顏色較淺部分為共聚物的親水鏈段構成，不同單體摩爾比的共聚物均能和殼聚糖複合得到的納米粒子粒徑大小約為300nm，粒徑分布較為均一。但仔細觀察比較後發現共聚物單體摩爾比為1: 1時所得的納米粒電鏡圖及粒徑分布相對稍好，分散性良好，納米粒成較規整的球形，且實驗結果重複性稍好。所以在納米粒負載阿黴素實驗中採用了單體摩爾比為1: 1的共聚物與殼聚糖複合得空白膠束。
[0026]實施例9圖5為單體摩爾比為1: 1時所得的聚合物和殼聚糖複合膠束載藥前後的TEM照片，由圖可見，載藥後納米粒徑增大，鹽酸阿黴素包裹在納米粒的核心和表面，鹽酸阿黴素上的HCL與殼聚糖上的氨基反應後導致阿黴素的溶解性變差，多個阿黴素分子疏水部分團聚在一起，導致如圖所示的較大的黑點。納米粒近似球形，外觀形態飽滿。
[0027]實施例10圖6為載藥複合物的釋放曲線。將載藥膠束ADD-05用超純水稀釋一半，分別精密量取5mL載藥膠束於透析袋內，分別置於250mL介質為pH5.8,7.4和8.0的PBS中，控制水浴溫度為(37+0.5) °C，慢速磁力攪拌，每隔一定時間取樣4mL並加入相同體積相同溫度的新鮮釋放介質，通過紫外分光光度計檢測樣品中藥物的濃度。由圖可見，前兩小時釋放較慢，在PH5.8、PH7.4及PH8.0的PBS緩衝體系中釋放率分別為15.17%、12.28%和11.30%,30小時後釋放率分別為76.07%、68.01%和59.63%,34h後釋放趨於平緩，藥物釋放表現出緩釋性。
【權利要求】
1.一種蘋果酸和乳酸無規共聚物的製備，其特徵是稱取摩爾比分別為1: 0、1: 0.5、1: 1、1: 2和1: 3的蘋果酸和乳酸，分別加入到250mL單頸燒瓶中，分別加入氯化亞錫0.2g，將燒瓶置於油浴鍋中加熱。升高溫度至110°C，反應兩小時後繼續升高溫度至135°C並在減壓下(保持壓強在8-9kPa)再反應8小時，得到蘋果酸和乳酸共聚物。共聚物的分子量分別為1070、1175、1406、1706、2143，蘋果酸和乳酸的結構單元比分別為I: O、I: 0.50、I: 1.25、I: 2.18、I: 3.55兩種結構單元呈無規分布狀態。
2.一種殼聚糖與蘋果酸和乳酸無規共聚物複合納米粒子的製備，其特徵是以權利要求1所述蘋果酸和乳酸無規共聚物作為聚陰離子，以殼聚糖作為聚陽離子，通過共聚物上帶負電的羧基和殼聚糖上帶正電的氨基發生靜電作用，生成殼聚糖與蘋果酸和乳酸共聚物的複合物，並在水中自組裝形成納米粒子，納米粒子的粒徑為300nm左右。
3.權利要求2所述殼聚糖與蘋果酸和乳酸無規共聚物複合納米粒子的製備方法和條件，其特徵是將上述所得蘋果酸和乳酸無規共聚物溶於四氫呋喃溶液中，用石油醚和乙醚溶液混合洗滌，真空乾燥。另外將殼聚糖溶於醋酸溶液，攪拌均勻後緩慢滴入氫氧化鈉溶液中，磁力攪拌，離心沉澱，用去離子水洗滌沉澱物，過濾至濾液呈中性，最後一次過濾後的沉澱用少量乙醇浸泡，過濾，真空乾燥至恆重。再將蘋果酸和乳酸共聚物、殼聚糖分別各自溶於超純水中，在磁力攪拌下將共聚物水溶液逐滴滴加到殼聚糖水溶液中，共聚物鏈上帶負電荷的羧基(-COO_)與殼聚糖鏈上的帶正電荷的氨基(-NH3+)之間通過靜電作用生成複合物納米膠束。
4.根據權利要求2所述的蘋果酸和如乳酸共聚物Poly(MA-co-LA)製備的優選質量比，其特徵是MA與LA的質量比為1: O?1: 3，在此比例範圍內，所形成的納米膠束比較穩定，共聚物疏水鏈段越長，膠束粒徑越大。
5.根據權利要求2所述的蘋果酸和乳酸共聚物-殼聚糖複合物納米膠束為藥物緩釋材料的應用。配製0.3%的殼聚糖溶液1mL,加入Img鹽酸阿黴素,超聲Ih後磁力攪拌Ih使其混合均勻。分別取20mL0.3%的不同比例的共聚物溶液，逐滴加入上述體系中，所得產物為紅色且有明顯的丁達爾現象。將所得的複合物納米粒子置於透析袋中在PH5.8、PH7.4及PH8.0的PBS緩衝體系中釋放80小時。
【文檔編號】A61K47/34GK104274833SQ201310282080
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月8日 優先權日:2013年7月8日
【發明者】倪才華, 王潔, 張亞南, 李旺, 張猛 申請人:江南大學