一種pH響應(yīng)性海藻酸鈉納米凝膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種pH響應(yīng)性海藻酸鈉納米凝膠及其制備方法，屬于納米材料及其制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]納米凝膠是指尺寸為納米級(jí)(1-1OOOnm)的、由高分子經(jīng)化學(xué)或物理交聯(lián)后形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。納米凝膠作為藥物載體，可顯著提高藥物的生物利用度和藥物在體內(nèi)的輸送與釋放性能，是一類安全的、具有潛在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值的體系。
[0003]在過去的十年中，多重刺激響應(yīng)性的藥物傳輸系統(tǒng)已經(jīng)在癌癥診斷和治療的研究中獲得快速發(fā)展。眾所周知，腫瘤細(xì)胞外環(huán)境PH值(pH?6.5)比血液pH值(pH?7.4)低，而且內(nèi)涵體和溶酶體的pH值(pH 5.0?5.5)更低。因此，設(shè)計(jì)含有pH響應(yīng)性的納米凝膠，如結(jié)構(gòu)中含有羧基、氨基等含離子鍵、酯鍵、腙鍵等可水解斷裂的化學(xué)鍵，作為PH響應(yīng)性的藥物輸送載體已被廣泛開發(fā)并應(yīng)用于癌癥的治療中。
[0004]化學(xué)交聯(lián)的納米凝膠通常是由本體或微乳液等聚合合成。傳統(tǒng)的制備方法中，大多需要使用有機(jī)試劑，如有毒有害的溶劑、催化劑、偶聯(lián)劑或表面活性劑等。然而，這些化學(xué)物質(zhì)在最終使用前很難除盡，從而影響健康。而且，這種多步制備策略經(jīng)常會(huì)造成環(huán)境負(fù)荷、高成本、低產(chǎn)量以及質(zhì)量可靠性差等問題。物理交聯(lián)的納米凝膠是通過分子結(jié)構(gòu)中的疏水作用、靜電相互作用或氫鍵以及離子鍵的吸引力形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的納米凝膠。此外，作為FDA認(rèn)可的安全無(wú)毒的天然高分子，海藻酸鈉由于其良好的生物相容性、生物降解能力和螯合作用，已廣泛應(yīng)用于各種生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如組織工程和藥物輸送等。
[0005]pH響應(yīng)性海藻酸鈉納米凝膠以海藻酸鈉為基材，多價(jià)金屬鹽為交聯(lián)劑，采用超聲法一步制得。利用海藻酸鈉中存在的羧基與腫瘤藥物間的靜電相互作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物的包載；通過改變制備條件可以有效調(diào)控其尺寸大小。本發(fā)明以海藻酸鈉為基材成功制備了一系列高載藥量且粒徑在170nm-700nm的pH響應(yīng)性海藻酸鈉載藥納米凝膠。本發(fā)明不需要使用任何有機(jī)試劑，可一步合成綠色納米載藥凝膠，該納米凝膠在藥物控釋領(lǐng)域的應(yīng)用有十分重要的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種pH響應(yīng)性海藻酸鈉納米凝膠及其制備方法，該方法綠色環(huán)保、工藝簡(jiǎn)單，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種pH響應(yīng)性海藻酸鈉納米凝膠，其特征在于:所述PH響應(yīng)性海藻酸鈉納米凝膠包括海藻酸鈉和交聯(lián)劑，所述交聯(lián)劑為氯化鈣、碳酸鈣/葡萄糖酸內(nèi)酯、氯化鋁多價(jià)鹽中的一種或多種混合，其中所述海藻酸鈉與所述交聯(lián)劑的電荷配比為1.0:0.3-2.00
[0008]按上述方案，所述pH響應(yīng)性海藻酸鈉納米凝膠還包括抗腫瘤藥物，所述抗腫瘤藥物為鹽酸阿霉素、甲氨蝶呤、絲裂霉素、羥基脲、博來(lái)霉素含氨基的親水性藥物中的一種或多種混合，所述海藻酸鈉中羧基與抗腫瘤藥物的摩爾比為10 - 3:1。
[0009]按上述方案，所述pH響應(yīng)性海藻酸鈉納米凝膠平均粒徑為170nm-700nm。
[0010]按上述方案，所述pH響應(yīng)性海藻酸鈉納米凝膠平均粒徑為170nm-220nm。
[0011 ] 所述的pH響應(yīng)性海藻酸鈉納米凝膠的制備方法，包括如下步驟:
[0012](I)將海藻酸鈉溶解在超純水中；
[0013](2)超聲處理同時(shí)緩慢滴加交聯(lián)劑溶液，至海藻酸鈉與交聯(lián)劑的電荷配比為1.0:0.3-2.0時(shí)停止滴加，用超純水定容至海藻酸鈉的質(zhì)量濃度為0.05?0.5mg/mL后繼續(xù)攪拌2h ；
[0014](3)將步驟(2)所得溶液在超純水中透析，經(jīng)冷凍干燥，得到絮狀的海藻酸鈉納米凝膠。
[0015]按上述方案，步驟(I)所述溶液中還添加有抗腫瘤藥物，按海藻酸鈉中羧基和抗腫瘤藥物10 - 3:1的摩爾比進(jìn)行溶液混合。
[0016]按上述方案，所述抗腫瘤藥物為鹽酸阿霉素、甲氨蝶呤、絲裂霉素、羥基脲、博來(lái)霉素含氨基的親水性藥物中的一種或多種混合，所述交聯(lián)劑為氯化鈣、碳酸鈣/葡萄糖酸內(nèi)酯、氯化鋁多價(jià)鹽中的一種或多種混合。
[0017]按上述方案，超聲處理時(shí)間為10-60分鐘。
[0018]所述的pH響應(yīng)性海藻酸鈉納米凝膠作為抗腫瘤藥物載體的應(yīng)用。
[0019]本發(fā)明的pH響應(yīng)性海藻酸鈉載藥納米凝膠制備工藝簡(jiǎn)單、條件溫和、凝膠尺寸可控，反應(yīng)可選擇的交聯(lián)劑種類多。針對(duì)不同病情及部位，本發(fā)明所制備的海藻酸鈉納米凝膠可負(fù)載不同抗腫瘤藥物及負(fù)載量以達(dá)到更好的治療目的，在腫瘤治療領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0020]附圖1為本發(fā)明實(shí)施例1-5制備的pH響應(yīng)性海藻酸鈉納米凝膠粒徑和電位分布圖；
[0021 ] 附圖2為本發(fā)明實(shí)施例6-8制備的pH響應(yīng)性海藻酸鈉納米凝膠粒徑和電位分布圖；
[0022]附圖3為本發(fā)明實(shí)施例9-11制備的pH響應(yīng)性海藻酸鈉載藥納米凝膠粒徑和電位分布圖；
[0023]附圖4為本發(fā)明實(shí)施例10制備的pH響應(yīng)性海藻酸鈉載藥納米凝膠粒徑(a)、電位(b)分布圖和透射電鏡圖(C)；
[0024]附圖5為本發(fā)明實(shí)施例13制備的pH響應(yīng)性海藻酸鈉載藥納米凝膠藥物釋放圖；
[0025]附圖6為本發(fā)明實(shí)施例14制備的pH響應(yīng)性海藻酸鈉載藥納米凝膠的細(xì)胞毒性圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明做各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0027]實(shí)施例1
[0028]在三口燒瓶中，加入0.2mL 5mg/mL海藻酸鈉水溶液，并用超純水進(jìn)行稀釋，攪拌0.5h ;然后在超聲條件下，將0.225mL 0.01mol/L氯化鈣溶液緩慢滴加到上述反應(yīng)液中，用超純水定容至最終體積為20.0mL，攪拌2h。所得粗產(chǎn)品溶液在超純水中透析四次，所用透析袋的截留分子量為lOKDa，得到納米凝膠的水溶液，經(jīng)冷凍干燥，得到絮狀的海藻酸鈉納米凝膠。
[0029]所得納米凝膠的平均粒徑和電位如圖1所示，分別為350-375nm、-31.2mV。
[0030]實(shí)施例2
[0031]在三口燒瓶中，加入0.2mL 5mg/mL海藻酸鈉水溶液，并用超純水進(jìn)行稀釋，攪拌0.5h ;然后在超聲條件下，將0.225mL 0.01mol/L氯化鈣溶液緩慢滴加到上述反應(yīng)液中，用超純水定容至最終體積為13.3mL，攪拌2h。所得粗產(chǎn)品溶液在超純水中透析四次，所用透析袋的截留分子量為lOKDa，得到納米凝膠的水溶液，經(jīng)冷凍干燥，得到絮狀的海藻酸鈉納米凝膠。
[0032]所得納米凝膠的平均粒徑和電位如圖1所示，分別為300-355nm、-34.2mV。
[0033]實(shí)施例3
[0034]在三口燒瓶中，加入0.4mL 5mg/mL海藻酸鈉水溶液，并用超純水進(jìn)行稀釋，攪拌0.5h ;然后在超聲條件下，將0.45mL 0.01mol/L氯化鈣溶液緩慢滴加到上述反應(yīng)液中，用超純水定容至最終體積為20.0mL，攪拌2h。所得粗產(chǎn)品溶液在超純水中透析四次，所用透析袋的截留分子量為lOKDa，得到納米凝膠的水溶液，經(jīng)冷凍干燥，得到絮狀的海藻酸鈉納米凝膠。
[0035]所得納米凝膠的平均粒徑和電位如圖1所示，分別為170-210nm、-37.2mV。
[0036]實(shí)施例4
[0037]在三口燒瓶中，加入0.4mL 5mg/mL海藻酸鈉水溶液，并用超純水進(jìn)行稀釋，攪拌0.5h ;然后在超聲條件下，將0.45mL 0.01mol/L氯化鈣溶液緩慢滴加到上述反應(yīng)液中，用超純水定容至最終體積為8.0mL，攪拌2h。所得粗產(chǎn)品溶液在超純水中透析四次，所用透析袋的截留分子量為lOKDa，得到納米凝膠的水溶液，經(jīng)冷凍干燥，得到絮狀的海藻酸鈉納米凝膠。
[0038]所得納米凝膠的平均粒徑和電位如圖1所示，分別為375-410nm、-39.8mV。
[0039]實(shí)施例5
[0040]在三口燒瓶中，加入0.8mL 5mg/mL海藻酸鈉水溶液，并用超純水進(jìn)行稀釋，攪拌0.5h ;然后在超聲條件下，將0.90mL 0.01mol/L氯化鈣溶液緩慢滴加到上述反應(yīng)液中，用超純水定容至最終體積為8.0mL，攪拌2h。所得粗產(chǎn)品溶液在超純水中透析四次，所用透析袋的截留分子量為lOKDa，得到納米凝膠的水溶液，經(jīng)冷凍干燥，得到絮狀的海藻酸鈉納米凝膠。
[0041 ] 所得納米凝膠的平均粒徑和電位如圖1所示，分別為600-700nm、-42.5mV。
[0042]實(shí)施例6
[0043]在三口燒瓶中，加入0.4mL 5mg/mL海藻酸鈉水溶液，并用超純水進(jìn)行稀釋，攪拌0.5h ;然后在超聲條件下，將0.225mL 0.01mol/L氯化鈣溶液緩慢滴加到上述反應(yīng)液中，用超純水定容至最終體積為20.0m