專利名稱：用于載藥的魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣微球及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣微球及制備方法，屬于用于載藥的微球制備技術(shù)。
背景技術(shù)：
天然多糖作為藥物緩釋材料，具有生物相容性良好等特點，已得到廣泛的研究與應(yīng)用。海藻酸是從褐藻中提取的一種酸性多糖，由古洛糖醛酸(記為G段)與其立體異構(gòu)體甘露糖醛酸(記為M段)兩種結(jié)構(gòu)單元以三種方式(即MM段、GG段和MG段)通過α(1-4)糖苷鍵鏈接而成的線性嵌段共聚物。其可在二價金屬離子水溶液中形成水凝膠，制備條件溫和，適于包埋蛋白質(zhì)、酶與細(xì)胞等活性物質(zhì)。此外，其具有良好的生物相容性與生物粘附性，使其作為粘膜給藥載體具有一定的優(yōu)勢。另外，海藻酸是一種聚陰離子聚電解質(zhì)，所形成的凝膠具有多孔結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)制備條件，可方便地改善藥物緩釋性能，如采用不同凝膠離子、添加其它材料或覆膜等。
海藻酸在pH＝5到pH＝10之間化學(xué)性能穩(wěn)定。在低pH值介質(zhì)中，海藻酸分子量會降低，使其再次放在中性介質(zhì)中會迅速釋放包埋物。因此當(dāng)海藻酸凝膠作為口服藥物緩釋材料時，在酸性胃液中，雖然由于酸沉現(xiàn)象，海藻酸凝膠的溶脹度較小，藥物的釋放度較低，但進入中性的腸液后，由于酸的水解，海藻酸將失去凝膠離子迅速降解釋放藥物，有可能造成藥物的爆釋。
目前，改善海藻酸凝膠對藥物釋放特性的主要方法是在海藻酸凝膠表面覆聚-L-賴氨酸(PLL)或殼聚糖膜，這將在凝膠表面形成一層較為致密的聚電解質(zhì)膜，可減少藥物的釋放孔徑、提高凝膠強度與抗酸性。近期，有研究者報道，用海藻酸與果膠作為核心高分子材料，PLL覆膜制備微膠囊，取得了較好的效果。果膠有助于形成強度更好的膠囊，且能抵抗酸性溶液，并可在堿性條件下控制藥物釋放。果膠是一種膳食纖維，其在體內(nèi)不能被消化酶等分解利用，僅在大腸中作為部分菌體的底物，不同于海藻酸在胃酸中降解，這可能是其能抵抗酸性溶液的原因。改變海藻酸與甲氧基果膠的比例及凝膠速率，將會影響顆粒的大小、穩(wěn)定性、pH響應(yīng)性、載藥量及釋放速率。此外，在將海藻酸制成片劑的過程中，加入角叉膠、果膠、羧甲基纖維素鈉、黃耆膠及羥丙基甲基纖維素作為添加劑，片劑將具有很好的物理性質(zhì)且能較好的控制雙氯酚酸鈉的釋放。因此利用海藻酸與其他多糖的相互作用，將是改善海藻酸凝膠緩釋性能的有效方法。
魔芋葡甘聚糖是從天然產(chǎn)物魔芋中提取的一種由D-葡萄糖和D-甘露糖以β-1，4糖苷鍵連接起來的大分子雜多糖。魔芋葡甘聚糖不帶電荷，吸水性強，吸水可膨脹80～100倍。溶于水后，形成粘稠溶膠，具有獨特的膠凝性，良好的流變性與增稠性。魔芋葡甘聚糖是膳食纖維中具有代表性的低熱、低脂可溶性多糖，在胃腸中不能被人體消化酶分解利用，僅在大腸內(nèi)部分消化，相比果膠等來源廣泛價格低廉。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，魔芋葡甘聚糖及其低聚糖對人體具有預(yù)防和治療糖尿病和心血管疾病等作用。目前國內(nèi)外主要將魔芋葡甘聚糖及其低聚糖用作食品初級原料或保健產(chǎn)品，將魔芋葡甘聚糖作為藥物緩釋載體還較少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣微球及制備方法。該技術(shù)制備的微球用于載藥，具有提高藥物緩釋性和藥效力的特點，其制備過程簡單。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實現(xiàn)的，用于載藥的魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣微球，其特征在于，微球粒徑小于3mm，該微球是單一核結(jié)構(gòu)，它的材質(zhì)是魔芋葡甘聚糖與海藻酸鈣組成的復(fù)合物，魔芋葡甘聚糖與海藻酸鈣的重量比為1∶2-1∶9；或者該微球是核殼型，它的核材是魔芋葡甘聚糖與海藻酸鈣組成的復(fù)合物，魔芋葡甘聚糖與海藻酸鈣的重量比為1∶2-1∶9，它的殼材是殼聚糖-海藻酸鈣聚電解質(zhì)膜，其中殼聚糖分子量20-150萬。
上述微球的制備方法，其特征在于包括下列過程(1)配置魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈉混合水溶膠，魔芋葡甘聚糖與海藻酸鈉的重量比為1∶2-1∶8，海藻酸鈉含量為1-4％，該混合溶膠pH＝5-6；(2)將上述魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈉混合水溶膠，以微小液滴形式加入0.1-0.4MCaCl2水溶液中，輕微攪拌15-60min后，過濾，所得球形物水洗后，25-50℃干燥，得到魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣微球；或者將魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈉混合水溶膠，以微小液滴形式加入殼聚糖-CaCl2水溶液中，溶液中殼聚糖分子量20-150萬，CaCl2濃度為0.1-0.4M，過濾，所得球形物水洗后，25-50℃干燥，得到魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣-殼聚糖微球。
在上述微球制備過程中，在魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈉混合水溶膠中按劑量加入藥物，便可得到魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣的藥物緩釋微球，或得到魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣-殼聚糖的藥物緩釋微球。
本發(fā)明的優(yōu)點，同現(xiàn)有海藻酸鈣-殼聚糖微球相比，它的藥物緩釋性能明顯提高，如載胰島素微球，在模擬胃液中處理4小時后，微球再次放置在模擬腸液中，胰島素從現(xiàn)有海藻酸鈣-殼聚糖微球釋放，釋放時間為1小時，而從本發(fā)明魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣-殼聚糖微球釋放，釋放時間增加到3小時；此外，可通過改變魔芋葡甘聚糖含量、凝膠離子濃度、殼聚糖分子量與殼聚糖濃度等制備條件，可方便的調(diào)節(jié)微球的緩釋效果以及在胃腸內(nèi)控釋能力；本發(fā)明微球成本低，制備工藝簡單，條件溫和，從蛋白類活性藥物到疏水性合成藥物均適合包埋控釋，適于規(guī)模化生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明制備的濕態(tài)魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣微球照片。
圖2為五種不同材質(zhì)微球的紅外譜圖。圖中a為海藻酸鈣微球紅外曲線；b為海藻酸鈣-殼聚糖微球紅外曲線；c為魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣微球紅外曲線；d為魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣-殼聚糖微球紅外曲線；e為魔芋葡甘聚糖紅外曲線。
圖3為海藻酸鈣-殼聚糖微球冷凍干燥后斷面電鏡照片。
圖4為本發(fā)明制備的魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣-殼聚糖微球冷凍干燥后斷面電鏡照片。
圖5兩種未覆殼聚糖膜載牛血清白蛋白微球，在模擬胃液中處理4小時后，牛血清白蛋白在模擬腸液中的釋放曲線圖，圖中■為牛血清白蛋白從海藻酸鈣微球釋放曲線；●為牛血清白蛋白從海藻酸鈣-魔芋葡甘聚糖微球釋放曲線。
圖6兩種覆殼聚糖膜載胰島素微球，在模擬胃液中處理4小時后，胰島素在模擬腸液中的釋放曲線圖，圖中■為胰島素從海藻酸鈣-殼聚糖微球釋放曲線；●為胰島素從海藻酸鈣-魔芋葡甘聚糖-殼聚糖微球釋放曲線。
具體實施例方式
實例12g海藻酸鈉溶于100ml去離子水中或2g海藻酸鈉與0.5g魔芋葡甘聚糖溶于100ml去離子水中，將海藻酸鈉溶膠或混合溶膠以微小液滴形式滴入濃度為0.2M的氯化鈣溶液中，凝膠30分鐘，過濾洗滌，可得到海藻酸鈣微球或表面光滑、粒徑均勻與球形度良好的魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣微球(圖1)。由魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣微球紅外吸收曲線，可發(fā)現(xiàn)由于海藻酸與魔芋葡甘聚糖間微弱的氫鍵與靜電相互作用，在魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣微球外曲線中一些吸收峰消失或出現(xiàn)了一些新的吸收峰(圖2)。
實例22g海藻酸鈉與0.5g魔芋葡甘聚糖溶于100ml去離子水中，將混合溶膠以微小液滴形式滴入0.2M CaCl2水溶液中或CaCl2濃度為0.2M、殼聚糖濃度為0.5％(w/v)、殼聚糖分子量為8.55×106的殼聚糖氯化鈣溶液中，凝膠30分鐘，過濾洗滌，可得到海藻酸鈣-殼聚糖微球或具有較高強度與良好控釋性能的魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣-殼聚糖微球。從魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣-殼聚糖微球的紅外吸收曲線看(圖2)，大部分的吸收峰都變得較弱，這主要是由于海藻酸、魔芋葡甘聚糖與殼聚糖間的多種相互作用造成的。此外未添加魔芋葡甘聚糖與添加魔芋葡甘聚糖的微球凝膠結(jié)構(gòu)明顯不同(圖3、圖4)，這主要是由于魔芋葡甘聚糖的填充，以及海藻酸、魔芋葡甘聚糖與殼聚糖間的多種相互作用造成的。
實例3將2g海藻酸鈉與0.5g魔芋葡甘聚糖溶于100ml去離子水中，將混合溶膠以微小液滴形式滴入CaCl2濃度為0.2M、殼聚糖濃度為0.25％(w/v)、分子量為5.87×106的殼聚糖氯化鈣溶液中，凝膠30分鐘，過濾洗滌，可得到覆殼聚糖分子量較小的魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣-殼聚糖微球。
實例4依據(jù)實例1中微球的制備過程，在海藻酸鈉溶膠和魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈉混合溶膠中分別加入牛血清白蛋白(牛血清白蛋白含量為3mg/ml)制備微球，25℃干燥，可得載牛血清白蛋白的海藻酸鈣微球和魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣微球。在模擬胃液中處理4h，海藻酸鈣微球與魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣微球中牛血清白蛋白的釋放率分別為21.7％與9.6％，表明添加魔芋葡甘聚糖得微球可有效減少牛血清白蛋白在模擬胃液中的泄漏與失活。微球再次放置在模擬腸液中，牛血清白蛋白的釋放見圖5。由圖可知添加魔芋葡甘聚糖的體系緩釋效果明顯增強，牛血清白蛋白釋放時間由40分鐘增加到1小時。
實例5依據(jù)實例2中微球的制備過程，在海藻酸鈉溶膠和魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈉混合溶膠中分別加入胰島素(胰島素含量為3mg/ml)制備微球，25℃干燥，可得載胰島素的海藻酸鈣-殼聚糖微球和魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣-殼聚糖微球。在模擬胃液中處理4h，海藻酸鈣-殼聚糖微球與魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣-殼聚糖微球中胰島素的釋放率分別為6.2％與14.6％，表明覆殼聚糖可有效減少胰島素在模擬胃液中的泄漏與失活。微球再次放置在模擬腸液中，胰島素的釋放見圖6。由圖可知添加魔芋葡甘聚糖的體系緩釋效果明顯增強，胰島素釋放時間由1小時增加到3小時。
權(quán)利要求
1.一種用于載藥的魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣微球，其特征在于微球粒徑小于3mm，該微球是單一核結(jié)構(gòu)，它的材質(zhì)是魔芋葡甘聚糖與海藻酸鈣組成的復(fù)合物，魔芋葡甘聚糖與海藻酸鈣的重量比為1∶2-1∶9；或者該微球是核殼型，它的核材是魔芋葡甘聚糖與海藻酸鈣組成的復(fù)合物，魔芋葡甘聚糖與海藻酸鈣的重量比為1∶2-1∶9，它的殼材是殼聚糖-海藻酸鈣聚電解質(zhì)膜，其中殼聚糖分子量20-150萬。
2.一種制備按權(quán)利要求1所述微球的方法，其特征在于包括下列過程(1)配置魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈉混合水溶膠，魔芋葡甘聚糖與海藻酸鈉的重量比為1∶2-1∶8，海藻酸鈉含量為1-4％，該混合溶膠pH＝5-6；(2)將上述魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈉混合水溶膠，以微小液滴形式加入0.1-0.4MCaCl2水溶液中，輕微攪拌15-60min后，過濾，所得球形物水洗后，25-50℃干燥，得到魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣微球；或者將魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈉混合水溶膠，以微小液滴形式加入殼聚糖-CaCl2水溶液中，溶液中殼聚糖分子量20-150萬，CaCl2濃度為0.1-0.4M，過濾，所得球形物水洗后，25-50℃干燥，得到魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣-殼聚糖微球。
3.按權(quán)利要求1或按權(quán)利要求2所述的微球或制備方法，其特征在于，在制備過程中，將魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈉混合水溶膠中按劑量加入藥物，便可得到魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣的藥物緩釋微球，或得到魔芋葡甘聚糖-海藻酸鈣-殼聚糖的藥物緩釋微球。
全文摘要
本發(fā)明公開一種魔芋葡甘聚糖－海藻酸鈣微球及制備方法。所述的微球是單一核結(jié)構(gòu)或核殼結(jié)構(gòu)，核材是魔芋葡甘聚糖與海藻酸鈣組成的復(fù)合物，殼材是殼聚糖－海藻酸鈣聚電解質(zhì)膜。制備過程將魔芋葡甘聚糖－海藻酸鈉混合水溶膠，滴加入CaCl
文檔編號A61K47/36GK1554330SQ200310117838
公開日2004年12月15日 申請日期2003年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月22日
發(fā)明者何志敏, 王康, 何明霞 申請人:天津大學(xué)