專利名稱：一種新型烷基籠型倍半硅氧烷納米雜化物的制備及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本研究涉及有機(jī)/無機(jī)雜化凝膠的制備，屬于功能高分子材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
海藻酸是從褐藻中提取的一種親水性多糖類化合物，海藻酸鈉鹽易溶于水，是一種電荷密度很高的聚電解質(zhì)，具有良好的生物降解性和相容性.海藻酸鈣等二價(jià)鹽在人體內(nèi)不同PH值環(huán)境中會逐漸發(fā)生離子交換成為海藻酸(酸性)或一價(jià)鹽(中性或堿性).在小腸的微堿性環(huán)境中形成的一價(jià)鹽可以慢慢溶解，藥物可以獲得比胃中高許多的釋放速率.隨著藥物制劑的迅速發(fā)展，具有無毒、可生物降解、良好的生物相容性、緩釋和控釋的藥物載體材料已日益引人注目.然而海藻酸鈉水凝膠的載藥量不甚理想，通常采用與其他物質(zhì)共混的辦法來改善其載藥量.海藻酸鈉水凝膠的強(qiáng)度與韌性也不理想，使其在應(yīng)用上受到限制.
硅倍半氧烷是指分子結(jié)構(gòu)為RSiC^5(n Si: n 0 = 2: 3)的有機(jī)硅化合物[11]，分子中的R基可以是氫原子、烷基、亞烴基、芳基、亞芳基或這些基團(tuán)的取代基，主要結(jié)構(gòu)有無規(guī)、梯形、籠形、半籠形等，它們的典型結(jié)構(gòu)如圖所示.倍半硅氧烷化學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)，其中籠形低聚倍半硅氧烷(RSiO1JnOi彡4簡寫為P0SS)近年來作為改性劑或共聚單體用于高分子材料的改性、制備納米復(fù)合材料引起了人們的興趣.籠型低聚倍半硅氧烷具備一些特殊的效應(yīng)，如納米效應(yīng)、表面與界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，它的存在能使得聚合物多種性能有所改善.另外POSS上可以功能化，使其帶有很多反應(yīng)性基團(tuán)，POSS本身作為生物材料也具有很好的熱穩(wěn)定性、生物相容性和不被人體吸收等特點(diǎn).本研究用含POSS的疏水納米雜化材料來改性海藻酸鈉，從而提高其疏水性能以及熱力學(xué)性能，改善海藻酸鈉凝膠的載藥性能，從而大大提高凝膠的載藥量和緩釋速度。

發(fā)明內(nèi)容
1.用籠型八聚-氨丙基硅倍半氧烷POSS-NH2與異辛基縮水甘油醚進(jìn)行開環(huán)加成反應(yīng)，制備得到一種含PO SS的衍生物，該衍生物屬于有機(jī)-無機(jī)雜化物。具有強(qiáng)疏水性。2.該衍生物與海藻酸納在乙醇溶液中混合，將共混溶液在玻璃板上流延烘干成膜，再將膜揭下在氯化鈣(5%)溶液中浸泡n，取出烘干，制得有機(jī)-無機(jī)雜化材料膜。3.將布洛芬藥物與該衍生物與海藻酸納在乙醇溶液中混合，滴入到氯化鈣水溶液中，制得納米雜化物改性的海藻酸納水凝膠。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):1.籠型八聚-氨丙基硅倍半氧烷與異辛基縮水甘油醚進(jìn)行開環(huán)加成反應(yīng)得到的產(chǎn)物含有長鏈烷基，增加了雜化物的疏水性，有利于疏水性藥物的負(fù)載率。2.制得納米雜化物改性的海藻酸納水凝膠生物相容性好；3.反應(yīng)過程簡單，產(chǎn)物制備容易；4.雜化物改性的海藻酸納水凝膠作為布洛芬的載體，緩釋效果明顯。


圖1POSS-NH2及納米雜化物紅外譜2含POSS納米有機(jī)-無機(jī)雜化物的制備反應(yīng)式圖3水凝膠SEM圖像圖4各比例雜化水凝膠接觸角圖5在pH = 6.8條件下三種不同比例的雜化水凝膠隨著時(shí)間變化的藥物釋放率
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1帶有氨基的籠型聚倍半硅氧烷(POSS-NH2)的制備:將單體Y-氨丙基三乙氧基硅烷、四乙氧基氫氧化銨(20%)、水、正丙醇按一定比例放入500ml的圓底燒瓶中，在50°C下磁力攪拌反應(yīng)24h，得到粘稠的液體.反應(yīng)產(chǎn)物通過減壓蒸餾盡量除去正丙醇、水等雜質(zhì)，并用乙醇萃取除去未反應(yīng)的單體，然后將產(chǎn)物加入到THF中，用THF作沉淀劑進(jìn)一步處理產(chǎn)物，最后通過真空干燥進(jìn)一步提純產(chǎn)物.產(chǎn)物見圖2-1.
實(shí)施例2納米雜化物的制備:將上述得到的POSS-NH2、辛基縮水甘油醚，加入一定量乙醇，50°C下反應(yīng)24h.反應(yīng)結(jié)束后，得到分層產(chǎn)物，將下層油狀粘稠液體分出，用去離子水及少量的乙醇洗滌，真空干燥24h，得到淡黃色的透明粘稠液體.
實(shí)施例3雜化水凝膠干凝膠樣品制備:配制六份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %海藻酸鈉溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%氯化鈣溶液，分別取雜化物與海藻酸鈉質(zhì)量比為0: 1、0.2: 1,0.4: 1,0.6: 1,0.8: 1、1: I的雜化物溶于少量乙醇，在高速機(jī)械攪拌條件下將海藻酸鈉溶液與雜化物乙醇溶液充分共混.再用5號針將各組海藻酸鈉溶液滴入磁力攪拌中的氯化鈣溶液中，得到凝膠粒子，熟化3h后過濾、洗滌、烘干.
實(shí)施例4雜化水凝膠包藥干凝膠樣品制備:配制六份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%海藻酸鈉溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%氯化鈣溶液，分別取與海藻酸鈉質(zhì)量比為0: 1、0.2: 1,0.4: 1,0.6: 1,0.8: 1、1: I的雜化物溶于少量乙醇，在高速機(jī)械攪拌條件下將海藻酸鈉溶液與雜化物乙醇溶液充分共混.取與海藻酸鈉質(zhì)量比為0.2: I的食品級布洛芬，溶于少量乙醇，將布洛芬溶液與上述溶液充分共混.用5號針將各組海藻酸鈉溶液滴如磁力攪拌著的氯化鈣溶液中，得到凝膠粒子，熟化3h后過濾、洗漆，烘干.
實(shí)施例5雜化水凝膠膜樣品制備:配制六份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%海藻酸鈉溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%氯化鈣溶液，分別取與海藻酸鈉質(zhì)量比為0: 1、0.2: 1,0.4: 1,0.6: 1,0.8: 1、1: I的雜化物溶于少量乙醇，在高速機(jī)械攪拌條件下將海藻酸鈉溶液與雜化物乙醇溶液充分共混.將共混溶液在玻璃板上流延烘干成膜，再將膜揭下在氯化鈣溶液中浸泡lOmin，取出烘干.
實(shí)施例6水凝膠接觸角分析

將雜化水凝膠膜樣品在型號為0CA40型的光學(xué)接觸角測量儀(德國Dataphysics公司)下進(jìn)行表面性能測試.
實(shí)施例7藥物釋放實(shí)驗(yàn)a.緩沖溶液的配制分別配制0.2mol/L的磷酸二氫鉀和氫氧化鈉溶液，然后分別量取250mL的磷酸二氫鉀和118mL的氫氧化鈉溶液于IL的容量瓶中，得到pH = 6.8的緩沖溶液.用36.5%的鹽酸溶液和氫氧化鈉配制pH = 1.2的溶液.
b.布洛芬最大特征吸收峰的確定取布洛芬約25mg置IOOmL容量瓶中，加緩沖溶液溶解并稀釋至刻度，制成為0.25mg/mL的溶液、濾液在紫外分光度計(jì)下235nm-300nm掃描，在265nm與273nm波長處有最大吸收，在245nm與271nm的波長處有最小吸收，在259nm的波長處有肩峰，本實(shí)驗(yàn)在265nm波長處測定吸收度.
c.藥物釋放

將海藻酸鈉與雜化物質(zhì)量比分別為1: 0，1: 0.2,1: 0.4,1: 0.6,1: 0.8、I: I的包裹藥物的水凝膠放入裝有兩種PH值的溶液的小燒瓶中，分別以各自pH值溶液為參比溶液分別在0.5h，lh, 2h，3h，4h，6h，8h，IOh, 12h，16h，24h對六個(gè)樣品進(jìn)行紫外分光測量其吸光度(Abs)。
權(quán)利要求
1.一種新型烷基籠型倍半硅氧烷納米雜化物，其特征是雜化物分子中心具有立方的剛性籠型結(jié)構(gòu)，八個(gè)頂點(diǎn)連接有丙氨基與疏水性的異辛基縮水甘油醚開環(huán)加成形成的有機(jī)與無機(jī)雜化的產(chǎn)物。產(chǎn)物具有如圖1所示的結(jié)構(gòu)。
2.一種權(quán)利要求1所述的無機(jī)/有機(jī)雜化物的制備方法，其特征是用籠型八聚-氨丙基硅倍半氧烷(POSS-NH2)與異辛基縮水甘油醚開環(huán)加成而形成。將八聚-氨丙基硅倍半氧烷、異辛基縮水甘油醚一起溶入一定量乙醇，50°C下反應(yīng)24h.反應(yīng)結(jié)束后，得到分層產(chǎn)物，將下層油狀粘稠液體分出，用去離子水及少量的乙醇洗滌，真空干燥24h，得到淡黃色的透明粘稠液體.再用丙酮清洗后，在100°C的真空箱24小時(shí)烘干得到最后產(chǎn)物。
3.一種權(quán)利要求1所述的無機(jī)/有機(jī)雜化物與海藻酸納形成的雜化凝膠的制備方法。其特征是用該雜化物與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%海藻酸鈉溶液，按照雜化物與海藻酸鈉(質(zhì)量比)分別為0: 1，0.2: 1,0.4: 1,0.6: 1,0.8: 1,1: I溶于少量乙醇，，在高速機(jī)械攪拌條件下使海藻酸鈉溶液與雜化物乙醇溶液充分共混.將共混溶液在玻璃板上流延烘干成膜，再將膜揭下在氯化鈣(5% )溶液中浸泡lOmin，取出烘干，進(jìn)行性能測試。
4.一種權(quán)利要求3所述的雜化凝膠的的應(yīng)用。其特征是按海藻酸鈉重量的20 %稱取布洛芬溶于乙醇制成溶液，將此溶液與權(quán)利要求3中的海藻酸鈉與雜化物乙醇溶液共混，用5號針將該溶液滴入攪拌著的氯化 鈣溶液中，得到凝膠粒子，熟化3h后過濾、洗滌，烘干.在pH = 6.8的緩沖溶液中釋放。
全文摘要
本發(fā)明在堿性溶液中制備了一種新型的烷基化籠型倍半硅氧烷雜化物，該雜化物分子直徑有1-2納米。分子中心具有立方的籠型結(jié)構(gòu)，八個(gè)頂點(diǎn)連接有丙氨基與異辛基縮水甘油醚開環(huán)加成的產(chǎn)物。該雜化物呈強(qiáng)疏水性。將雜化物通過乳化和高速攪拌法分散到1.5w％的海藻酸納水溶液中，然后滴入到3％的氯化鈣水溶液中，制得納米雜化物改性的海藻酸納水凝膠。所得到的改性水凝膠比起純粹海藻酸納水凝膠，力學(xué)強(qiáng)度、穩(wěn)定性增強(qiáng)，用作藥物載體時(shí)，疏水性藥物包埋率增加，藥物釋放速度變緩。
文檔編號A61K47/36GK103087088SQ20111033529
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者倪才華, 丁一, 王詩卉, 張秀麗, 秦學(xué)飛, 許升, 李世堯 申請人:江南大學(xué)