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膽甾化殼聚糖納米載體及其載藥納米粒子和制造方法

文檔序號:3656280閱讀:297來源:國知局
專利名稱:膽甾化殼聚糖納米載體及其載藥納米粒子和制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種選擇性膽留化殼聚糖納米載體及其載藥納米粒子和制造方法。
背景技術(shù)
作為新型藥物輸送和控緩釋載體,可生物降解聚合物的納米粒子,特別是基于多 糖的納米粒子,因其具有良好的生物相容性、超微尺寸、合理的體內(nèi)分布和高效的藥物利用 率,近年來日益受到廣泛關(guān)注??缮锝到饩酆衔锛{米粒子不僅可增強藥物的穩(wěn)定性、提高 療效、降低毒副作用,而且由于EPR效應(yīng)(Enhanced Permeability and Retention Effect) 能在腫瘤病變部位富集,實現(xiàn)對腫瘤組織的“被動靶向”,是包埋抗癌藥物、多肽、蛋白質(zhì)、核 酸、疫苗和基因的理想載體。殼聚糖(chitosan,CS)是一類由2_氨基_2_脫氧_D_葡萄糖通過0 -1,4糖甙鍵 連接而成的帶正電荷的直鏈共聚物,是天然多糖中唯一的堿性多糖,來源豐富,其年產(chǎn)量僅 次于纖維素。殼聚糖具有良好的生物相容性、生物可降解性、抗菌性和無毒性等特點,已被 廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)藥、化工、食品、紡織、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。然而,由于殼聚糖的結(jié)晶性較高,溶 解性較差,僅能溶于稀酸性水溶液和特殊的含鹵素的有機溶劑中,大大限制了殼聚糖的應(yīng) 用。因此,對殼聚糖進行化學改性,提高其溶解性,擴大其應(yīng)用領(lǐng)域是殼聚糖研究的一個重 要方向。由于殼聚糖分子中含有羥基、氨基等功能基團,因此,在適當條件下可對其進行多 種化學修飾,如?;Ⅳ燃谆?、烷基化、酯化、醚化、交聯(lián)和接枝共聚等反應(yīng)。近年來,由化學改性的兩親性殼聚糖制備納米粒子受到人們的廣泛關(guān)注。目前,大 部分研究集中于殼聚糖氨基的修飾改性以及該類衍生物納米粒子的制備和應(yīng)用方面(Liu CG,et al J. Agric. Food Chem. ,2005,53 :437_441),而有關(guān)對其羥基進行化學改性的殼聚 糖衍生物制備納米粒子的研究報道則較少。殼聚糖的游離氨基具有重要的生物學特性和 陽離子聚合物特點(Liu L,et al :Carbohyd. Polym.,2005,60 :351_356),保留殼聚糖的游 離氨基可進行進一步的化學修飾或交聯(lián);膽留醇作為生物內(nèi)源性物質(zhì),對于維持正常的細 胞功能和新陳代謝起了重要作用,是體內(nèi)多種激素合成不可缺少的重要原料。迄今為止,對 殼聚糖進行選擇性膽留化,并制備該殼聚糖衍生物納米粒子作為藥物載體的研究尚未見報 道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種選擇性膽留化殼聚糖納米載體及其載藥納米粒子和 制造方法。由本發(fā)明方法制備的納米載體,可增強藥物的靶向性和穩(wěn)定性、提高藥物緩釋 性、降低藥物的毒副作用,且其制備過程簡單、價廉易得,克服了現(xiàn)有載體的一些不足。本發(fā) 明制備的選擇性膽留化殼聚糖載藥納米粒子,載藥量高,緩釋性能好,既提高了藥物的溶解 性,又降低了藥物在體內(nèi)的毒副作用,是一種較好的藥物載體材料。本發(fā)明提供一種選擇性膽留化殼聚糖納米載體是以膽留醇、琥珀酸酐和鄰苯二甲 酸酐、殼聚糖為原料,制備出膽留醇琥珀酸酯(CHS)和鄰苯二甲?;瘹ぞ厶?PHCS),二者再進行反應(yīng)制備,粒徑為100 200nm,膽甾醇/琥珀酸酐的摩爾比為1 30 3 90 ;殼聚 糖/鄰苯二甲酸酐的摩爾比為1 60 3 180。本發(fā)明提供一種選擇性膽留化殼聚糖納米載體的制備方法包括的步驟1)膽甾醇琥珀酸酯(CHS)的合成將膽甾醇與琥珀酸酐溶解于吡啶中,反應(yīng)液于 室溫下攪拌反應(yīng)48 96h,傾入冰鹽酸溶液,過濾,于乙酸乙酯/乙醇體系重結(jié)晶,其中,膽 甾醇/琥珀酸酐的摩爾比為1 3,鹽酸/冰水的體積比為1 10 20,乙酸乙酯/乙醇 體積比為1 0. 5 1。2)鄰苯二甲?;瘹ぞ厶?PHCS)與膽留醇琥珀酸酯(CHS)接枝共聚物的合成將 殼聚糖與鄰苯二甲酸酐分散于N,N’ - 二甲基甲酰亞胺(DMF)或二甲基亞砜(DMS0),氮氣 保護下100 120°C反應(yīng)7 8h,即得PHCS ;將CHS與PHCS溶解于DMF或DMS0,在N-羥 基琥珀酰亞胺(NHS)與碳二亞胺類活化劑作用下反應(yīng)48 96h,其中,殼聚糖/鄰苯二甲 酸酐的摩爾比為1 3,PHCS/CHS的摩爾比為10 1 5,CHS/NHS/碳二亞胺的摩爾比為 1 1 1. 5 1 1. 5。所述殼聚糖的分子量為50000 200000,脫乙酰度為70 99%。所述碳二亞胺類活化劑選自1-乙基_(3_甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽 (EDC HC1)、N,N,- 二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)或N,N,- 二異丙基碳二亞胺(DIC)。所述膽甾醇琥珀酸酯(CHS)可以用膽酸、脫氧膽酸、5 去羥基膽酸、亞油酸、亞 麻酸、硬脂酸、十六酸、磺酰脲衍生物等替換。3)脫鄰苯二甲?;磻?yīng)將PHCS-CHS接枝共聚物分散于DMF或DMS0,加入水合 胼,氮氣保護下90 100°C反應(yīng)1 7h,即得選擇性膽留化殼聚糖衍生物(0-CHCS)。所述DMF或DMS0與水合胼體積比為1 5 10。本發(fā)明提供的一種選擇性膽留化殼聚糖載藥納米粒子是以選擇性膽留化殼聚糖 為載體負載抗腫瘤藥物構(gòu)成,抗腫瘤藥物與載體的質(zhì)量比為1 2 20,抗腫瘤藥物為全反 式維甲酸、表阿霉素、阿霉素、柔紅霉素、紫杉醇、甲氨蝶呤或喜樹堿。本發(fā)明提供的一種選擇性膽留化殼聚糖載藥納米粒子的制備方法包括的步驟將 0-CHCS加入0. 1 0. 2mol/L的乙酸溶液中溶解,溶液于生理鹽水或蒸餾水中透析6 48h, 經(jīng)0. 22 0. 8 y m濾膜過濾,即得0-CHCS空白納米粒子;抗腫瘤藥物(全反式維甲酸,ATRA) 的DMS0或DMF溶液于冰水浴超聲中加入空白納米粒子溶液,透析6 12h,即得選擇性膽 甾化殼聚糖載藥納米粒子,其中,抗腫瘤藥物(ATRA)與0-CHCS納米粒的質(zhì)量比為1 2 20,載藥量最高可達28%。所述0-CHCS/乙酸溶液的質(zhì)量體積比為5 40mg/lmL。所述透析袋截留分子量為8000 14000Da。所述全反式維甲酸(ATRA)可以用表阿霉素、阿霉素、柔紅霉素、紫杉醇、甲氨蝶 呤、喜樹堿等抗腫瘤藥物替換。本發(fā)明制備的選擇性膽留化殼聚糖可生物降解、生物活性高、具有兩親性,既保留 了殼聚糖的游離氨基,又保持了殼聚糖特殊的生物學特性及陽離子多糖特性,并可繼續(xù)進 行修飾化的接枝反應(yīng);本發(fā)明利用生物內(nèi)源性物質(zhì)膽留醇對殼聚糖進行選擇性衍生化,其 產(chǎn)物具有良好的生物相容性、無毒性及體內(nèi)代謝特性;本發(fā)明制備的殼聚糖衍生物在水中 可自聚集形成納米粒子,其制備工藝簡單,條件溫和,且制備成本低,性質(zhì)穩(wěn)定,適合大規(guī)模
4 將膽甾醇2g與琥珀酸酐1. 6g溶于12mL吡啶,40 50°C攪拌反應(yīng)72h,反應(yīng)液于 冰鹽酸溶液中析出,過濾,沉淀用蒸餾水洗至中性,于乙酸乙酯/乙醇體系重結(jié)晶,干燥得 膽甾醇琥珀酸酯(CHS);稱取殼聚糖0. 5g與鄰苯二甲酸酐1. 33g分散于10mL DMF (含水 5%, mL/mL),氮氣保護下120°C反應(yīng)8h,將反應(yīng)液傾入冰水,過濾,用甲醇洗滌沉淀,45°C真 空干燥得鄰苯二甲?;瘹ぞ厶?PHCS);稱取CHS 0. 5g、PHCS 1. 12g及一定量的EDC *HC1與 NHS溶于50mL DMF中,室溫攪拌反應(yīng)72h,過濾,產(chǎn)物經(jīng)乙醚、甲醇洗滌純化,即得PHCS-CHS 接枝共聚物;將PHCS-CHS接枝共聚物0. 4g分散于4mL DMF中,再加入一定量的水合胼,氮 氣保護下90°C反應(yīng)7h,抽濾,分別用蒸餾水、乙醇洗滌產(chǎn)物,45°C真空干燥得選擇性膽甾化 殼聚糖衍生物(0-CHCS)。
生產(chǎn);本發(fā)明制備的選擇性膽留化殼聚糖載藥納米粒子,載藥量高,緩釋性能好,既提高了 藥物的溶解性,又降低了藥物在體內(nèi)的毒副作用,是一種較好的藥物載體材料。


圖1為選擇性膽甾化殼聚糖空白納米粒子的透射電鏡照片。
具體實施例方式實施例1 選擇性膽留化殼聚糖的制備其合成路線為
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5
通過具有良好溶解性的鄰苯二甲?;瘹ぞ厶?PHCS)為中間體,將膽甾醇琥珀酸 酯(CHS)選擇性接枝到殼聚糖上,再脫去鄰苯二甲酰亞胺保護基,游離出氨基,既對殼聚糖 進行選擇性疏水改性,又保留了殼聚糖的游離氨基。實施例2 選擇性膽留化殼聚糖載藥納米粒子的制備稱取20mg的0-CHCS溶解于0. lmol/L的乙酸溶液,溶液轉(zhuǎn)入透析袋,于生理鹽水 中透析24h (前3h每lh換一次水,以后每3h換一次),定容,用0. 45 y m濾膜過濾得0-CHCS 空白納米粒子;將0.8mL全反式維甲酸(ATRA) 二甲基亞砜溶液(5mg/mL)在冰水浴超聲下 加入空白納米粒子溶液中,冰水浴探頭超聲處理3次(每次2min,輸出功率50W,脈沖寬度 為2s,間歇時間為2s),溶液于生理鹽水或蒸餾水中透析9h(前3h每lh換一次水,以后每 3h換一次),定容,即得0-CHCS載藥納米粒子。制備的選擇性膽留化殼聚糖是一種兩親性化合物,由親水多糖骨架和疏水性膽甾 醇基支鏈組成,在水介質(zhì)中可自聚集形成具有核_殼型結(jié)構(gòu)的納米粒子(見圖1)。制備的納 米粒子呈規(guī)則的球形,粒徑為100 200nm,(電位為+25. 6mV,具有較低的臨界膠束濃度, 在生理液態(tài)環(huán)境中具有良好的穩(wěn)定性;制備的載藥納米粒子載藥量最高可達28%,包封率 可達88%,在72h內(nèi)最大釋放量大約為60%,對ATRA具有緩釋作用,可作為疏水性藥物或 DNA的載體。
權(quán)利要求
一種選擇性膽甾化殼聚糖納米載體,其特征在于它是以膽甾醇、琥珀酸酐和鄰苯二甲酸酐、殼聚糖為原料,制備出膽甾醇琥珀酸酯和鄰苯二甲酰化殼聚糖,二者再進行反應(yīng)制備,粒徑為100~200nm,膽甾醇/琥珀酸酐的摩爾比為1~30∶3~90;殼聚糖/鄰苯二甲酸酐的摩爾比為1~60∶3~180。
2.一種選擇性膽留化殼聚糖納米載體的制備方法,其特征在于它包括的步驟1)將膽留醇與琥珀酸酐溶解于吡啶中,反應(yīng)液于室溫下攪拌反應(yīng)48 96h,傾入冰鹽 酸溶液,過濾,于乙酸乙酯/乙醇體系重結(jié)晶,其中,膽甾醇/琥珀酸酐的摩爾比為1 3,鹽 酸/冰水的體積比為1 10 20,乙酸乙酯/乙醇體積比為1 0. 5 1。2)將殼聚糖與鄰苯二甲酸酐分散于N,N’-二甲基甲酰亞胺或二甲基亞砜,氮氣保護下 100 120°C反應(yīng)7 8h,即得鄰苯二甲?;瘹ぞ厶?;3)將鄰苯二甲?;瘹ぞ厶桥c膽留醇琥珀酸酯溶解在N,N’- 二甲基甲酰亞胺或二甲 基亞砜中,在N-羥基琥珀酰亞胺與碳二亞胺類活化劑作用下反應(yīng)48 96h,其中,殼聚 糖/鄰苯二甲酸酐的摩爾比為1 3,鄰苯二甲酰化殼聚糖與膽留醇琥珀酸酯的摩爾比為 10 1 5,膽甾醇琥珀酸酯/N-羥基琥珀酰亞胺/碳二亞胺的摩爾比為1 1 1.5 1 1. 5 ;4)將鄰苯二甲?;瘹ぞ厶桥c膽留醇琥珀酸酯接枝共聚物分散于N,N’- 二甲基甲酰亞 胺或二甲基亞砜中,加入水合胼,氮氣保護下90 100°C反應(yīng)1 7h,即得選擇性膽留化殼 聚糖衍生物;所述的N,N’_ 二甲基甲酰亞胺或二甲基亞砜與水合胼體積比為1 5 10。
3.按照權(quán)利要求2所述的制備方法,其特征在于所述的殼聚糖的分子量為50000 200000,脫乙酰度為70 99%。
4.按照權(quán)利要求2所述的制備方法,其特征在于所述的碳二亞胺類活化劑選自1_乙 基-(3-甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽(EDC · HCl)、N,N’ - 二環(huán)己基碳二亞胺(DCC) 或N,N’ - 二異丙基碳二亞胺(DIC)。1
5.按照權(quán)利要求2所述的制備方法,其特征在于所述膽留醇琥珀酸酯可以用膽酸、脫 氧膽酸、5 β -去羥基膽酸、亞油酸、亞麻酸、硬脂酸、十六酸或磺酰脲衍生物替換。
6.一種選擇性膽留化殼聚糖載藥納米粒子,其特征在于它是以選擇性膽留化殼聚糖為 載體負載抗腫瘤藥物構(gòu)成,抗腫瘤藥物與載體的質(zhì)量比為1 2 20;抗腫瘤藥物為全反 式維甲酸、表阿霉素、阿霉素、柔紅霉素、紫杉醇、甲氨蝶呤或喜樹堿。
7.權(quán)利要求6所述的載藥納米粒子的制備方法,其特征在于它包括的步驟1)將膽留化殼聚糖衍生物加入0.1 0. 2mol/L的乙酸溶液中溶解,溶液于生理鹽水或 蒸餾水中透析6 48h,經(jīng)0. 22 0. 8 μ m濾膜過濾,即得膽留化殼聚糖衍生物空白納米粒 子;2)抗腫瘤藥物的DMSO或DMF溶液于冰水浴超聲中加入上述的空白納米粒子溶液,透析 6 12h,即得選擇性膽留化殼聚糖載藥納米粒子。
8.按照權(quán)利要求7所述的制備方法,其特征在于所述的膽留化殼聚糖衍生物/乙酸溶 液的質(zhì)量體積比為5 40mg/lmL。
9.按照權(quán)利要求7所述的制備方法,其特征在于所述的透析袋截留分子量為8000 14000Dao
全文摘要
本發(fā)明涉及一種選擇性膽甾醇化殼聚糖納米粒子及其制備方法。它是以膽甾醇、琥珀酸酐和鄰苯二甲酸酐、殼聚糖為原料,制備出膽甾醇琥珀酸酯(CHS)和鄰苯二甲?;瘹ぞ厶?PHCS),二者再進行反應(yīng)制備,粒徑為100~200nm,膽甾醇/琥珀酸酐的摩爾比為1~30∶3~90;殼聚糖/鄰苯二甲酸酐的摩爾比為1~60∶3~180。本發(fā)明得到兩親性的聚合物,由親水多糖骨架和疏水膽甾醇支鏈組成,在水介質(zhì)中可自聚集形成具有核-殼型結(jié)構(gòu)的納米粒子,帶正電荷,有利于疏水藥物、蛋白及DNA的包載,制備方法簡單,重現(xiàn)性好,易于工業(yè)化生產(chǎn),且載藥率高,具有良好的緩釋效果。
文檔編號C08B37/08GK101850122SQ20101017896
公開日2010年10月6日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者劉*, 劉玲蓉, 張其清, 李學敏, 楊文智, 陳名懋 申請人:中國醫(yī)學科學院生物醫(yī)學工程研究所
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