專利名稱:大茴香醛改性海藻酸鈉及其凝膠微球的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
用大茴香醛改性海藻酸鈉制備凝膠微球,屬于生物醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
海藻酸鈉(Sodium Alginate,簡稱SA)是從褐藻類的海帶或馬尾藻中提取的一種多糖碳水化合物,是海藻細胞壁和細胞間質(zhì)的主要成分,由I,4_聚-P-D-甘露糖醛酸(簡稱M)和a-L-古羅糖醛酸(簡稱G)組成的一種線型聚合物,是海藻酸衍生物中的一種,所以有時也稱褐藻酸鈉或海帶膠和海藻膠,其分子式為(C6H7O6Na) n,其結(jié)構(gòu)單位分子量198. 1,相對分子量在32,000 200,000之間。可與多價陽離子形成簡單的凝膠,成膠條件溫和,因其獨特的理化性質(zhì)和良好的生物相容性,被廣泛應(yīng)用于藥物制劑、組織工程、臨床治療、細胞培養(yǎng)、食品加工等領(lǐng)域。
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由于海藻酸鈉的親水性極強,對疏水性藥物負載不高,容易發(fā)生突釋。如果對海藻酸鈉進行疏水改性,使藥物負載及緩釋性能得到改善,那么它的應(yīng)用前景不可估量。大茴香醛(4-甲氧基苯甲醛C8H8O2),無色至淡黃色液體,該品具有持久的山楂香氣,在山楂花、葵花、紫丁香香精中作主體香料;在鈴蘭香精中作香劑;在桂花香精中作修飾劑,也可用于曰用香精和食品香精。該品是我國GB2760-86規(guī)定為暫時允許使用的食用香料。醫(yī)藥工業(yè)用于制造抗微生物的藥物羥氨芐基青霉素等,是抗組織胺藥物的中間體,所以選它作為單體參與反應(yīng),進行縮醛化反應(yīng),可以得到無毒害的藥物中間體,然后制得載藥凝膠微球進行藥物的包埋和釋放,這種藥物控制釋放體系在醫(yī)學(xué)上的研究和應(yīng)用日益受到人們的重視。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種海藻酸鈉疏水改性的方法。通過羥醛縮合反應(yīng),使大茴香醛連接到海藻酸鈉上,得到具有兩親性的物質(zhì),然后制得載藥凝膠微球,并將其應(yīng)用于藥物包埋釋放,所得藥物載體對于牛血清白蛋白具有一定的緩釋性能。本發(fā)明的技術(shù)方案所述的疏水改性海藻酸鈉的制備方法,在酸催化作用下與大茴香醛發(fā)生羥醛縮合反應(yīng),所得改性后的聚合物在一定的濃度的CaCl2溶液中固化半小時制得凝膠微球;(I)疏水改性海藻酸鈉的制備在IOOml的三口燒瓶中,配置2% w/v海藻酸鈉溶液50ml,加入一定量的大茴香醛于40ml的無水乙醇中,將兩者混合。密封后電動攪拌直至溶液混合均勻,再加入一定量的鹽酸催化,在溫度為40和60°C下進行兩組反應(yīng),反應(yīng)時間均為10h。反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)甲醇沉淀,最后經(jīng)蒸餾水溶解,透析3天,冷凍干燥,得到疏水改性的海藻酸鈉。(2)凝膠微球的制備稱取0. 2g的樣品,將其溶于IOml的蒸餾水中,得到2% w/v的溶液,將其PH值調(diào)至弱酸性,再加入0. 02g需負載的藥物牛血清白蛋白。充分混勻后在磁力攪拌器緩慢攪拌下,用一醫(yī)用注射器(針頭內(nèi)徑0. 45mm)將溶液緩緩滴入到50ml質(zhì)量分數(shù)為2%的CaCl2溶液中,滴加完畢后繼續(xù)固化半小時,布氏漏斗抽濾,用去離子水沖洗三遍,將獲得的樣品低溫下干燥至恒重。(3)對照組的海藻酸鈉載藥微球的制備同步驟⑵。本發(fā)明的有益效果(I)通過在酸催化下的羥醛縮合,使海藻酸鈉的羥基與大茴香醛反應(yīng),從而使海藻酸鈉疏水改性,得到具有親水性和疏水性的聚合物材料。(2)所制得的凝膠可以用作藥物的包埋釋放,載體對于牛血清白蛋白負載率增加,緩釋效果加強。(3)合成工藝簡單、易控制,且原料便宜、無污染、無毒害。
圖I大茴香醛改性海藻酸鈉的結(jié)構(gòu)圖2不同條件下改性海藻酸鈉的紅外譜圖。圖3不同條件下改性海藻酸鈉的熒光譜圖。圖4幾種載藥凝膠在pH 6. 8的PBS中的累積釋放量對比圖5改性后Alg-2載藥凝膠微球在不同釋放介質(zhì)中的釋放行為。
具體實施例方式實施方式I在IOOml的三口燒瓶中,配置2% w/v海藻酸鈉溶液50ml,加入4ml的大茴香醛于40ml的無水乙醇中溶解,然后將溶液倒入至三口燒瓶中。密封后電動攪拌直至溶液混合均勻,再加入單體質(zhì)量的2%的鹽酸催化,在T = 40°C (方案I)和60°C (方案II)下分別進行兩組反應(yīng),反應(yīng)時間均為10h。反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)甲醇沉淀,最后經(jīng)蒸餾水溶解,透析3天,冷凍干燥,得到疏水改性的海藻酸鈉。通過紅外圖譜證明了海藻酸鈉改性反應(yīng)的發(fā)生。在紅外譜圖中(圖2),12580^1處是C-O醚鍵的吸收峰,這說明海藻酸鈉與大茴香醛發(fā)生了縮醛化反應(yīng)。熒光圖譜(圖3)中I1和I3分別是溶液在373nm和383nm處的吸光強度。在整個測試中SA的I1A3的值一直在I. 8左右,說明它的親水性極強,改性后的聚合物濃度IogC約在0.08g/l時,I1A3值持續(xù)下降,最終降到I附近,這是由于疏水基團的引入,改性物在芘的飽和溶液中存在疏水的微觀區(qū)域,其所處微環(huán)境極性突然變小,導(dǎo)致熒光強度I1A3的值下降。從而可知,大茴香醛成功的接枝到海藻酸鈉上,其中方案I中的臨界膠束濃度值約是 5. Omg/ml (log C = 0. 7g/L),方案 II 中臨界膠束濃度值約是 2. Omg/ml (log C = 0. 3g/L)。實施方式2分別稱取海藻酸鈉(alg)、方案I、方案II中的樣品0. 2g,將其溶于IOml的蒸餾水中,得到2% w/v的溶液,將所配置的溶液的PH值調(diào)至弱酸性(為了和海藻酸鈉對照),再分別加入0. 02g需負載的藥物牛血清白蛋白。充分混勻后,在磁力攪拌器緩慢攪拌下,用醫(yī)用注射器(針頭內(nèi)徑0. 45mm)將溶液緩緩滴入至50ml質(zhì)量分數(shù)為2%的CaCl2溶液中,滴加完畢后繼續(xù)固化半小時,布氏漏斗抽濾,用去離子水沖洗三遍,將獲得的樣品低溫下干燥。然后進行體外模擬釋放試驗。采用方案I和方案II制得的凝膠微球,對藥物牛血清白蛋白的包埋率分別為68. 3%和77. 93%,而原始海藻酸鈉的包埋率為20. 6%。
微球中藥物的含量 in_
起始加入藥物的總量X 100/°圖4顯示了牛血清白蛋白在pH 6. 8的PBS介質(zhì)中的釋放結(jié)果。初期海藻酸鈣載藥凝膠出現(xiàn)暴釋,在7h內(nèi)釋藥量幾乎達到90% ;而經(jīng)疏水改性的載藥凝膠由于疏水締合作用使得聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,溶解和釋藥速度變緩。此外,由于伴隨著羧酸鹽的解離和縮醛鍵的水解,使得凝膠的溶脹率緩慢增加,藥物隨之釋放出來。Alg-2的凝膠Ih后大約釋放13. l%,7h后大約釋放69%,12h后大約釋放80%。并且從圖5中可以看出釋藥速率依次·是Alg > Alg-I > Alg-2。即緩釋作用隨疏水改性的程度而增加。圖5顯示了 Alg-2載藥凝膠在不同介質(zhì)中的釋放。在模擬的胃液(PH = I. 2)里這種凝膠幾乎不溶脹,釋藥量并沒有隨著時間的推移而增加;在0. 9% w/vNaCl生理鹽水中,凝膠溶脹但不溶蝕,能在一段時間內(nèi)保持較完整的結(jié)構(gòu)狀態(tài),由于只有表面空穴的藥物被釋放出,接枝了大茴香醛后,表面空穴減少,抑制了藥物的釋放;而在模擬的腸液(PH =
6.8)里由于伴隨著羧酸鹽的解離和縮醛鍵的水解,使得凝膠的溶脹率隨時間緩慢增加,藥物隨之釋放出來,當凝膠崩解時,藥物達到最大累計釋放量。故改性后的微球由于疏水締合作用使得聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,能在一段時間內(nèi)達到緩釋的效果,說明經(jīng)過改性后的海藻酸鈉凝膠對藥物有較好的緩釋作用。
權(quán)利要求
1.一種海藻酸鈉疏水改性產(chǎn)物,其特征是以海藻酸鈉分子為主鏈,側(cè)鏈上連按有疏水性的對甲氧基苯甲醛(大茴香醛),產(chǎn)物具有兩親性。具有如圖I所示的結(jié)構(gòu)。
2.—種權(quán)利要求I所述的疏水改性海藻酸鈉聚合物的制備方法,其特征是海藻酸鈉水溶液與對甲氧基苯甲醛在對甲苯磺酸的催化下發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)制得。
3.權(quán)利要求I所述的兩親性共聚物用濃度為2%的CaCl2溶液經(jīng)過交聯(lián)后形成離子型凝膠,其特征是將牛血清白蛋白包埋在所制得的凝膠微球中,在PH = 6. 8的磷酸鹽緩沖溶液中進行釋放,比起未改性的海藻酸鈉凝膠,具有緩釋效果。而且可以通過縮醛鍵的斷鏈控制釋放。
全文摘要
在酸催化下使海藻酸鈉與對甲氧基苯甲醛(又名大茴香醛)發(fā)生縮醛化反應(yīng),得到疏水改性的海藻酸鈉,并將其制備成凝膠。利用熒光、透射電鏡、掃描電鏡、紫外、熱分析對產(chǎn)物分析結(jié)果表明,大茴香醛成功地與海藻酸鈉發(fā)生了反應(yīng)。該凝膠可以作為藥物載體對牛血清白蛋白進行包埋釋放,結(jié)果發(fā)現(xiàn),改性后的產(chǎn)物其載藥率和緩釋性能比未改性的海藻酸鈉有了一定的提高。本發(fā)明的產(chǎn)物可作為藥物載體材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域里應(yīng)用。
文檔編號C08J3/075GK102977223SQ20111026286
公開日2013年3月20日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者倪才華, 吳敏, 陶蕾, 田志強, 夏鳳愉, 劉小琴, 高玲 申請人:江南大學(xué)