专利名称：释放传质速率可调控型智能给药载体及其制备方法
技术领域：
本发明属于靶向微载体给药技术领域，特别涉及一种依靠外界环境刺激实现药物可控调速释放的给药载体及其制备方法。
背景技术：
智能微囊载体系统由于其贮库型结构和相对较快的环境响应速率，被认为是最理想的智能化给药载体，特别适用于毒副作用大和稳定性差的药物的靶向给药，不仅载药量高，还可以提高药物的稳定性，并且使药物只在病变部位释放，在其他正常部位不产生毒副作用。因此，智能微囊载体系统被认为是实现靶向给药、征服癌症等疑难病症的重要手段之一，成为该领域工作者研究的热点。目前研究报道的智能药物载体，利用体内或外加的环境刺激实现靶向给药，而其对内载药物的控制释放主要基于“开一关”式释药模式，一般可分为两大类型一类是将具有环境响应特性的智能高分子材料接枝到多孔微囊膜的膜孔中，或将环境感应型的凝胶颗粒填充到微囊膜的膜层中，而微囊膜本身不具有环境响应特性，仅依靠接枝链或包埋颗粒急剧的收缩一膨胀突跃变化改变药物传质阻力，实现药物“开一关”式控制释放；另一类是将环境响应型凝胶材料作为整体微囊膜的控释给药系统，这类智能微囊的释药机制主要是依靠微囊膜本身的体积收缩一溶胀变化改变药物传质阻力，或反相利用微囊膜体积突然的收缩变化产生挤压作用，来实现药物的“开一关”式控释给药。可以看出，基于以上几种类型设计的智能微囊给药系统，由于其“开一关”式释药方式，药物的控释往往处于“开”或“关” 两种极端状态，药物的释放传质速率不能根据患者的具体病情和治疗效果灵活调控，限制了其临床应用。迄今，对于智能微囊给药系统的研究主要围绕在如何进一步提高微囊的环境响应速率，以及研发具有多重响应功能的微囊这两个方面，具有调速释药功能的智能微囊给药系统，在国内外尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种释放传质速率可调控型智能给药载体及其制备方法，此种给药载体不仅能够通过外加磁场实现靶向定位，利用病变部位的PH值变化实现药物在靶区的自律式释放，而且能够根据需要外加特定温度刺激实现其释药速率的调控。本发明的技术方案采用阳离子型pH敏感高分子凝胶材料——聚[甲基丙烯酸-N，N- 二甲氨基乙酯]作为给药载体骨架(微囊膜层)，实现给药载体在病变部位的PH 响应型自律式给药行为；将狗304超顺磁纳米颗粒置于给药载体骨架中，利用外加磁场的导向作用实现给药载体的定向移动和靶向定位；采用温敏材料制备成温敏亚微球置于给药载体骨架中作为温控微型释放速率“调节阀”，通过人工局部加热调控环境温度实现对释药速率的调控。本发明所述释放传质速率可调控型智能给药载体为中空球形微囊，其囊膜主要由聚[甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯]、超顺磁性!^e3O4纳米颗粒、聚(N-异丙基丙烯酰胺) 温敏亚微球或聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球组成，其中聚[甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯]为囊膜基体，超顺磁性!^e3O4纳米颗粒、聚 (N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球或聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球均勻分散于囊膜中。上述释放传质速率可调控型智能给药载体，在pH为7. 4的缓冲溶液中，所述微囊的粒径为200 μ m 500 μ m,囊膜厚度为30 μ m 80 μ m。所述缓冲液是由浓度0. 2mol/L 的磷酸氢二钠水溶液和浓度0. lmol/L的柠檬酸水溶液配制，所述磷酸氢二钠水溶液与柠檬酸水溶液的体积比为18. 17 1.83。上述释放传质速率可调控型智能给药载体，所含超顺磁性!^e3O4纳米颗粒的质量分数为2% 10%，所含聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球或聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球的质量分数为2% 13%。上述释放传质速率可调控型智能给药载体，所含聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球或聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球在30°C水中的粒径为300nm llOOnm，所含超顺磁性Fii3O4纳米颗粒的粒径为8nm 12nm。本发明所述释放传质速率可调控型智能给药载体采用以下方法载药将所述给药载体浸泡于pH = 3 6的药物浓度为饱和的水溶液中，浸泡时间至少为72小时(药物扩散进入微囊达到平衡)，然后将装载有药物的给药载体分离出，冻干保存。本发明所述释放传质速率可调控型智能给药载体的工作原理(见图2、在外加磁场作用下给药载体定向移动至病变部位(如肿瘤部位)定位浓集，在定向移动过程中，经过正常组织部位(pH = 7.4)时其囊膜基体呈现收缩构象，结构致密，因而其内载药物不会释放，避免了药物对正常组织的毒副作用，当移动至病变部位(如肿瘤部位)时，由于细胞外液呈现酸性微环境(PH < 6. 5)，囊膜基体响应此pH值降低变化并做出应答而呈现伸展构象，结构疏松，传质阻力降低，渗透性能增加，因而内载药物被释放，当治疗生效(PH值恢复到7. 4)后，囊膜基体由于其自律式pH响应特性而恢复到收缩构象，因而停止释放内载药物；分散在囊膜中的聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球或聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球在体温下呈溶胀状态，而随温度升高体积将发生收缩，使囊膜基体与所述温敏亚微球之间形成空穴通道，由于聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球或聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球的体积变化程度可根据温度准确调控，因此，可通过控制温度变化来控制囊膜基体上空穴通道的尺寸大小，实现对释药速率的调控。本发明所述释放传质速率可调控型智能给药载体的制备方法，其工艺步骤如下(1)温敏亚微球的制备在室温、常压下将单体N-异丙基丙烯酰胺、交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺、引发剂加入去离子水中形成混合液，所述混合液中，单体N-异丙基丙烯酰胺的浓度为0. 05mol/ L 0. 20mol/L，引发剂的浓度为0. 25g/L 0. 70g/L，交联剂N, N，_亚甲基双丙烯酰胺与单体N-异丙基丙烯酰胺的摩尔比为0.01 0.1 1 ；在氮气环境中将所述混合液升温至60°C 70°C并在该温度下反应至少2小时，反应结束后，将反应液用去离子水离心洗涤即得到聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球；
(2)改性超顺磁性!^e3O4磁性流体的制备在室温、常压下将超顺磁性!^e3O4纳米粒子加入浓度0. 8mol/L 1. 2mol/L的四甲基氢氧化铵水溶液中，搅拌至少16小时形成磁性流体，超顺磁性!^e3O4纳米粒子的加入量以其在磁性流体中的浓度达到60g/L 100g/L为限，然后在磁性流体中加入3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌至少30分钟，即得到改性超顺磁性!^e3O4磁性流体，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的加入量为0. 5ml Iml/克超顺磁性!^e3O4纳米粒子；(3)中间相流体、内相流体和外相流体的配制中间相流体的配制在室温、常压下将单体甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯、交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺、第一光引发剂、水相乳化剂和粘度调节剂加入去离子水中并进行搅拌，当单体甲基丙烯酸-N，N- 二甲氨基乙酯、交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺、第一光引发剂、水相乳化剂、粘度调节剂溶解后，在搅拌下加入步骤⑴制备的聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球和步骤( 制备的改性超顺磁性!^e3O4磁性流体，在混合均勻后用酸调节所形成混合液的PH值至4. 3 8，所述混合液中，单体甲基丙烯酸-N，N- 二甲氨基乙酯的浓度为l.Omol/L 1.5mol/L，交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺与单体甲基丙烯酸-N， N-二甲氨基乙酯的摩尔比为0.025 0.1 1，第一光引发剂的浓度为2.5g/L 7.5g/L， 水相乳化剂的浓度为5g/L 20g/L，粘度调节剂的浓度为25g/L 70g/L，聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球的浓度为5g/L 20g/L，改性超顺磁性!^e3O4磁性流体的浓度为IOOml/ L 165ml/L ；内相流体的配制内相流体为含有油相乳化剂的大豆油，在室温、常压下将油相乳化剂加入大豆油中并混合均勻即形成内相流体，所述内相流体中，油相乳化剂的浓度为 10g/L 30g/L ；外相流体的配制外相流体为含有油相乳化剂的大豆油，在室温、常压下将油相乳化剂加入大豆油中并混合均勻即形成外相流体，所述外相流体中，油相乳化剂的浓度为 50g/L 80g/L ；(4)给药载体的制备分别将步骤( 配制的内相流体、中间相流体和外相流体注入毛细管微流体装置的注射管、过渡管和收集管，形成单分散的油/水/油乳液，然后将所述单分散的油/水/ 油乳液引入装有收集液的反应容器并在N2氛围下于0°C 5°C用紫外光照射至少30分钟、 聚合反应0. 5 1小时即形成微囊；所述收集液为含有油相乳化剂和第二光引发剂的大豆油，收集液中油相乳化剂的浓度与外相流体中油相乳化剂的浓度相同，第二光引发剂的浓度为5g/L 20g/L ；所述内相流体的流量为150μ L/h 250 μ L/h，中间相流体的流量为 300 μ L/h 600 μ L/h,外相流体的流量为 1500 μ L/h 3000 μ L/h ；将聚合反应形成的微囊从收集液中分离出来并用异丙醇洗涤除去外相流体和内相流体，然后将洗涤后的微囊分散于去离子水中置换出异丙醇即得到所述给药载体。本发明所述制备方法，引发剂和第一光引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁脒盐酸盐中的一种；水相乳化剂为聚丙二醇与环氧乙烷的加聚物(Pluronic)F127、吐温 (Tween)60、吐温(Tween)80、十二烷基硫酸钠中的一种；粘度调节剂为甘油、聚乙烯醇、羟乙基纤维素中的一种；第二光引发剂为安息香双甲醚、2，2_ 二乙氧基苯乙酮、过氧化苯甲酰中的一种；油相乳化剂为聚甘油蓖麻醇酯、司盘(Span)60、司盘(Span)SO中的一种。
本发明所述制备方法，其聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球的制备步骤中，还包括单体丙烯酰胺和单体烯丙胺(即单体为三种N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺和烯丙胺)， 所述混合液中，单体N-异丙基丙烯酰胺的浓度为0. 05mol/L 0. 20mol/L，单体丙烯酰胺与单体N-异丙基丙烯酰胺的摩尔比为0.025 0.2 1，单体烯丙胺与单体N-异丙基丙烯酰胺的摩尔比为0.025 0. 1:1。本发明所述制备方法，其给药载体的制备步骤中，置换异丙醇的时间为12小时 36小时，每小时至少更换1次去离子水。本发明具有以下有益效果1、本发明所述给药载体集磁场响应、pH响应和温度响应等多重环境响应特性于一体，不仅能实现靶向自律式给药，还能根据治疗需要精确调控药物释放过程中的传质速率， 提供了一种全新的靶向释药模式。2、本发明所述给药载体制备方法简单，原料易于获取，便于工业化生产。
图1是本发明所述释放传质速率可调控型智能给药载体的结构示意图；图2是本发明所述释放传质速率可调控型智能给药载体的释药示意图，图中，pKa 为酸度系数，T为环境温度；图3是用于制备单分散油/水/油乳液的毛细管微流体装置的结构示意图；图4是用于收集单分散油/水/油乳液并进行紫外光照射和恒温聚合反应的反应装置的结构示意图；图5是用于制备温敏亚微球的装置的结构示意图；图6是实施例1所制备的聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球的激光共聚焦显微照片，标尺为IOym ；图7是实施例1所制备的聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球的粒径随温度变化的曲线图；图8是实施例1所制备的水相中含有聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球的油/水/油乳液的激光共聚焦显微照片，标尺为250 μ m ；图9是实施例1所制备的囊膜中含有聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球的微囊的激光共聚焦显微照片，标尺为250μπι;图10是实施例1所制备的囊膜中含有聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球的微囊的荧光照片与光学显微照片的叠加图，标尺为 250ym ；图11是实施例1所制备的囊膜中含有聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球的微囊的荧光强度分析曲线；图12是实施例1所制备的囊膜中含有聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球的微囊的外径随PH变化的曲线；图13是实施例1所制备的囊膜中含有聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球的微囊的壁厚随PH变化的曲线；图中，1 -囊膜基体、2-超顺磁性狗304纳米颗粒、3_温敏亚微球、4_药物分子、5_第一注射泵、6-第二注射泵、7-第三注射泵、8-注射管、9-第一连接管、10-过渡管、11-第二连接管、12-收集管、13-紫外光灯、14-石英玻璃片、15-通氮气玻璃管、16-玻璃反应容器、 17-恒温循环水浴、18-球形冷凝管、19-通氮气玻璃管、20-三口玻璃烧瓶、21-恒温循环水浴、22-磁力搅拌子、23-磁力搅拌器。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明所述释放传质速率可调控型智能给药载体及其制备方法作进一步说明。实施例1本实施例的工艺步骤如下(1)温敏亚微球的制备制备温敏亚微球的装置如图5所示，包括三口玻璃烧瓶20、恒温循环水浴21、磁力搅拌器23，三口玻璃烧瓶20的一个口连接球形冷凝管18，其余两个口分别插装有通氮气玻璃管19，三口玻璃烧瓶20内设置有磁力搅拌子22 ；在室温、常压下将单体N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺和丙烯胺、交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺、引发剂过硫酸钾加入去离子水中形成混合液，所述混合液中，N-异丙基丙烯酰胺的浓度为0.07mol/L，丙烯酰胺与N-异丙基丙烯酰胺的摩尔比为0.2 1，烯丙胺与 N-异丙基丙烯酰胺的摩尔比为0.05 1，过硫酸钾的浓度为0.3g/L，N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺与N-异丙基丙烯酰胺的摩尔比为0.04 1 ； 将所述混合液加入三口玻璃烧瓶20，在氮气环境中将所述混合液升温至65 V并在该温度下反应2小时，反应结束后，将反应液用去离子水离心洗涤即得到聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球，所述温敏亚微球的温敏特性见图 7 ；将异硫氰酸荧光素(简称FITC)溶于二甲基亚砜配制FITC溶液，FITC的浓度为 lg/L ；将上述制备的温敏亚微球分散于pH = 8的缓冲溶液(所述缓冲液是由浓度0. 2mol/ L的磷酸氢二钠水溶液和浓度0. lmol/L的柠檬酸水溶液配制，所述磷酸氢二钠水溶液与柠檬酸水溶液的体积比为19.45 0. 55)配制温敏亚微球溶液，温敏亚微球的浓度为lg/L; 按照温敏亚微球与FITC质量比为100 1量取温敏亚微球溶液和FITC溶液并将二者混合， 将所述混合液在常压、0°C反应18小时，对温敏亚微球进行荧光染色，反应结束后将反应液进行离心透析后，得到染色温敏亚微球(见图6)，从图6可以看出，温敏亚微球在30°C水溶液中的平均粒径为950nm ；(2)改性超顺磁性!^e3O4磁性流体的制备在室温、常压下将粒径为8nm 12nm的超顺磁性Fii3O4纳米粒子加入浓度0. 8mol/ L的四甲基氢氧化铵水溶液中，搅拌16小时形成磁性流体，超顺磁性!^e3O4纳米粒子的加入量以其在磁性流体中的浓度为60g/L，然后在磁性流体中加入3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌30分钟，即得到改性超顺磁性!^e3O4磁性流体，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的加入量为Iml/克超顺磁性!^e3O4纳米粒子；(3)中间相流体、内相流体和外相流体的配制中间相流体的配制在室温、常压下将单体甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯、交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺、第一光引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐、水相乳化剂Pluronic F127( —种聚丙二醇与环氧乙烷的加聚物，Pluronic F127为商品名)和粘度调节剂甘油加入去离子水中并进行搅拌，溶解后，在搅拌下加入步骤(1)制备的聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球和步骤( 制备的改性超顺磁性!^e3O4 磁性流体，在混合均勻后用盐酸调节所形成混合液的PH值至8，所述混合液中，甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯的浓度为l.Omol/L，N, N’ -亚甲基双丙烯酰胺与甲基丙烯酸-N， N-二甲氨基乙酯的摩尔比为0.05 1，偶氮二异丁脒盐酸盐的浓度为5g/L，Pluronic F127 的浓度为10g/L，甘油的浓度为50g/L，聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球的浓度为18g/L，改性超顺磁性!^e3O4磁性流体的浓度为100ml/L ；内相流体的配制内相流体为含有油相乳化剂聚甘油蓖麻醇酯的大豆油，在室温、 常压下将聚甘油蓖麻醇酯加入大豆油中并混合均勻即形成内相流体，所述内相流体中，聚甘油蓖麻醇酯的浓度为20g/L ；外相流体的配制外相流体为含有油相乳化剂聚甘油蓖麻醇酯的大豆油，在室温、 常压下将聚甘油蓖麻醇酯加入大豆油中并混合均勻即形成外相流体，所述外相流体中，聚甘油蓖麻醇酯的浓度为50g/L ；(4)给药载体的制备制备给药载体使用毛细管微流体装置，毛细管微流体装置的结构如图3所示(见 L. Y. Chu, A. S. Utada, R. K. Shah, J. W. Kim, D. A. Weitz，Angew. Chem. Int. Ed. 2007，46，8970)， 包括第一注射泵5、第二注射泵6、第三注射泵7、注射管8、第一连接管9、过渡管10、第二连接管11和收集管12。注射管8为圆形玻璃毛细管，其一端被加工成圆锥端口，其圆管部段的外径为1. 0mm、内径为580 μ m，其圆锥端口的端部内径为40 μ m 60 μ m ；过渡管10为圆形玻璃毛细管，其一端被加工成圆锥端口，其圆管部段的外径为1. 0mm、内径为150 μ m，其圆锥端口的端部内径为IOOym 120μπι;收集管12为圆形玻璃毛细管，其外径为1.0mm， 内径为350 μ m ；第一连接管9和第二连接管11为矩形玻璃管，其中心部位设置有正方形通孔，正方形通孔的边长为1.0mm。注射管8安装在第一连接管9中，其圆形端位于第一连接管9外，其圆锥端位于第一连接管9内；过渡管10的圆形端插入第一连接管9，且使注射管 8的圆锥端位于过渡管10内，过渡管10的圆锥端插入第二连接管11中；收集管12插入第二连接管11中，且使过渡管10的圆锥端位于收集管12内。第一注射泵5用于将内相流体输入注射管8，第二注射泵6用于将中间相流体输入过渡管10，第三注射泵7用于将外相流体输入收集管12。分别将步骤C3)配制的内相流体、中间相流体和外相流体注入毛细管微流体装置的注射管、过渡管和收集管，形成单分散的油/水/油乳液(如图8所示)，然后将所述单分散的油/水/油乳液引入装有收集液的反应容器(见图4)并在N2氛围下于0°C用紫外光照射30分钟、聚合反应0. 5小时即形成微囊；所述收集液为含有油相乳化剂聚甘油蓖麻醇酯和第二光引发剂安息香双甲醚的大豆油，收集液中聚甘油蓖麻醇酯的浓度与外相流体中聚甘油蓖麻醇酯的浓度相同，安息香双甲醚的浓度为10g/L ；所述内相流体的流量为200μ L/ h，中间相流体的流量为450 μ L/h，外相流体的流量为2500 μ L/h ；将聚合反应形成的微囊从收集液中分离出来并用异丙醇洗涤除去外相流体和内相流体，然后将洗涤后的微囊分散于去离子水中置换出异丙醇，即得到所述给药载体(见图1)，置换异丙醇的时间为M小时，每小时更换1次去离子水。将所述给药载体分散于pH = 7. 4的缓冲溶液中进行观察(所述缓冲液是由浓度 0. 2mol/L的磷酸氢二钠水溶液和浓度0. lmol/L的柠檬酸水溶液配制，所述磷酸氢二钠水溶液与柠檬酸水溶液的体积比为18. 17 1.83)，所述给药载体的激光共聚焦显微照片见图9，所述给药载体的荧光照片与光学显微照片的叠加图见图10，从图9、图10可以看出，给药载体的平均粒径为440 μ m，囊膜平均厚度为75 μ m。所述给药载体的荧光强度分析曲线见图11。将所获得的给药载体在不同pH条件下测量其粒径及囊膜厚度，测量结果见图12、 图13。实施例2本实施例的工艺步骤如下(1)温敏亚微球的制备制备温敏亚微球的装置与实施例1相同。在室温、常压下将单体N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺和丙烯胺、交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺、引发剂过硫酸铵加入去离子水中形成混合液，所述混合液中，N-异丙基丙烯酰胺的浓度为0. lmol/L，丙烯酰胺与N-异丙基丙烯酰胺的摩尔比为0.025 1，烯丙胺与N-异丙基丙烯酰胺的摩尔比为0.025 1， 过硫酸铵的浓度为0. 25g/L，N, N’ -亚甲基双丙烯酰胺与N-异丙基丙烯酰胺的摩尔比为 0. 05 1，将所述混合液加入三口玻璃烧瓶20，在氮气环境中将所述混合液升温至60°C并在该温度下反应4小时，反应结束后，将反应液用去离子水离心洗涤即得到聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球；(2)改性超顺磁性!^e3O4磁性流体的制备在室温、常压下将粒径为8nm 12nm的超顺磁性Fii3O4纳米粒子加入浓度lmol/L 的四甲基氢氧化铵水溶液中，搅拌18小时形成磁性流体，超顺磁性!^e3O4纳米粒子的加入量以其在磁性流体中的浓度为85g/L，然后在磁性流体中加入3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌40分钟，即得到改性超顺磁性!^e3O4磁性流体，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的加入量为0. 8ml/克超顺磁性!^e3O4纳米粒子；(3)中间相流体、内相流体和外相流体的配制中间相流体的配制在室温、常压下将单体甲基丙烯酸-N，N- 二甲氨基乙酯、交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺、第一光引发剂过硫酸钾、水相乳化剂Pluronic F127和粘度调节剂甘油加入去离子水中并进行搅拌，溶解后，在搅拌下加入步骤(1)制备的聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球和步骤( 制备的改性超顺磁性!^e3O4磁性流体，在混合均勻后用硝酸调节所形成混合液的PH值至6. 5，所述混合液中， 甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯的浓度为1.0mol/L，N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺与甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯的摩尔比为0.05 1，过硫酸钾的浓度为2. 5g/L，Pluronic F127的浓度为12g/L，甘油的浓度为60g/L，聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球的浓度为10g/L，改性超顺磁性狗304磁性流体的浓度为120ml/L ；内相流体的配制内相流体为含有油相乳化剂聚甘油蓖麻醇酯的大豆油，在室温、 常压下将聚甘油蓖麻醇酯加入大豆油中并混合均勻即形成内相流体，所述内相流体中，聚甘油蓖麻醇酯的浓度为18g/L ；外相流体的配制外相流体为含有油相乳化剂聚甘油蓖麻醇酯的大豆油，在室温、 常压下将聚甘油蓖麻醇酯加入大豆油中并混合均勻即形成外相流体，所述外相流体中，聚甘油蓖麻醇酯的浓度为50g/L ；(4)给药载体的制备制备给药载体使用的毛细管微流体装置与实施例1相同。分别将步骤( 配制的内相流体、中间相流体和外相流体注入毛细管微流体装置的注射管、过渡管和收集管，形成单分散的油/水/油乳液，然后将所述单分散的油/水/油乳液引入装有收集液的反应容器(见图4)并在N2氛围下于0°C用紫外光照射40分钟、聚合反应0. 6小时即形成微囊；所述收集液为含有油相乳化剂聚甘油蓖麻醇酯和第二光引发剂安息香双甲醚的大豆油，收集液中聚甘油蓖麻醇酯的浓度与外相流体中聚甘油蓖麻醇酯的浓度相同，第二光引发剂的浓度为15g/L ；所述内相流体的流量为150 μ L/h，中间相流体的流量为300 μ L/h，外相流体的流量为1500 μ L/h ；将聚合反应形成的微囊从收集液中分离出来并用异丙醇洗涤除去外相流体和内相流体，然后将洗涤后的微囊分散于去离子水中置换出异丙醇即得到所述给药载体(见图 1)，置换异丙醇的时间为12小时，每小时更换2次去离子水。实施例3本实施例的工艺步骤如下(1)温敏亚微球的制备制备温敏亚微球的装置与实施例1相同。在室温、常压下将单体N-异丙基丙烯酰胺、交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺、引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐加入去离子水中形成混合液，所述混合液中，N-异丙基丙烯酰胺的浓度为0. 05mol/L，偶氮二异丁脒盐酸盐的浓度为0.4g/L，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺与N-异丙基丙烯酰胺的摩尔比为0.1 1，将所述混合液加入三口玻璃烧瓶20，在氮气环境中将所述混合液升温至70°C并在该温度下反应5小时，反应结束后，将反应液用去离子水离心洗涤即得到聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球；(2)改性超顺磁性!^e3O4磁性流体的制备在室温、常压下将粒径为8nm 12nm的超顺磁性!^e3O4纳米粒子加入浓度1. 2mol/ L的四甲基氢氧化铵水溶液中，搅拌17小时形成磁性流体，超顺磁性!^e3O4纳米粒子的加入量以其在磁性流体中的浓度为100g/L，然后在磁性流体中加入3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌35分钟，即得到改性超顺磁性!^e3O4磁性流体，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的加入量为0. 5ml/克超顺磁性!^e3O4纳米粒子；(3)中间相流体、内相流体和外相流体的配制中间相流体的配制在室温、常压下将单体甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯、交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺、第一光引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐、水相乳化剂Pluronic F127和粘度调节剂甘油加入去离子水中并进行搅拌，溶解后，在搅拌下加入步骤(1)制备的聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球和步骤(2)制备的改性超顺磁性!^e3O4磁性流体，在混合均勻后用醋酸调节所形成混合液的PH值至4. 3，所述混合液中，甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯的浓度为1.5!1101/1，队^-亚甲基双丙烯酰胺与甲基丙烯酸-队^二甲氨基乙酯的摩尔比为0.1 1，偶氮二异丁脒盐酸盐的浓度为7.5g/L，Plur0niC F127的浓度为20g/ L，甘油的浓度为25g/L，聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球的浓度为20g/L，改性超顺磁性Fii3O4磁性流体的浓度为165ml/L ；内相流体的配制内相流体为含有油相乳化剂聚甘油蓖麻醇酯的大豆油，在室温、 常压下将聚甘油蓖麻醇酯加入大豆油中并混合均勻即形成内相流体，所述内相流体中，聚甘油蓖麻醇酯的浓度为30g/L ；外相流体的配制外相流体为含有油相乳化剂聚甘油蓖麻醇酯的大豆油，在室温、 常压下将聚甘油蓖麻醇酯加入大豆油中并混合均勻即形成外相流体，所述外相流体中，聚甘油蓖麻醇酯的浓度为80g/L ；(4)给药载体的制备制备给药载体使用的毛细管微流体装置与实施例1相同。分别将步骤( 配制的内相流体、中间相流体和外相流体注入毛细管微流体装置的注射管、过渡管和收集管，形成单分散的油/水/油乳液，然后将所述单分散的油/水/油乳液引入装有收集液的反应容器(见图4)并在N2氛围下于5°C用紫外光照射35分钟、聚合反应1小时即形成微囊；所述收集液为含有油相乳化剂聚甘油蓖麻醇酯和第二光引发剂安息香双甲醚的大豆油，收集液中聚甘油蓖麻醇酯的浓度与外相流体中聚甘油蓖麻醇酯的浓度相同，第二光引发剂的浓度为5g/L ；所述内相流体的流量为250 μ L/h，中间相流体的流量为600 μ L/h，外相流体的流量为 3000 μ L/h ；将聚合反应形成的微囊从收集液中分离出来并用异丙醇洗涤除去外相流体和内相流体，然后将洗涤后的微囊分散于去离子水中置换出异丙醇即得到所述给药载体(见图 1)，置换异丙醇的时间为36小时，每1. 5小时更换1次去离子水。实施例4本实施例的工艺步骤如下(1)温敏亚微球的制备制备温敏亚微球的装置与实施例1相同。在室温、常压下将单体N-异丙基丙烯酰胺、交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺、引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐加入去离子水中形成混合液，所述混合液中，N-异丙基丙烯酰胺的浓度为0. 20mol/L，偶氮二异丁脒盐酸盐的浓度为0.7g/L，N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺与N-异丙基丙烯酰胺的摩尔比为0.01 1，将所述混合液加入三口玻璃烧瓶20，在氮气环境中将所述混合液升温至60°C并在该温度下反应6小时，反应结束后，将反应液用去离子水离心洗涤即得到聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球；(2)改性超顺磁性!^e3O4磁性流体的制备在室温、常压下将粒径为8nm 12nm的超顺磁性!^e3O4纳米粒子加入浓度1. Omol/ L的四甲基氢氧化铵水溶液中，搅拌20小时形成磁性流体，超顺磁性!^e3O4纳米粒子的加入量以其在磁性流体中的浓度为90g/L，然后在磁性流体中加入3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌45分钟，即得到改性超顺磁性!^e3O4磁性流体，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的加入量为0. 8ml/克超顺磁性!^e3O4纳米粒子；(3)中间相流体、内相流体和外相流体的配制中间相流体的配制在室温、常压下将单体甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯、交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺、第一光引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐、水相乳化剂Pluronic F127和粘度调节剂甘油加入去离子水中并进行搅拌，溶解后，在搅拌下加入步骤(1)制备的聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球和步骤(2)制备的改性超顺磁性!^e3O4磁性流体，在混合均勻后用盐酸调节所形成混合液的PH值至7，所述混合液中，甲基丙烯酸-N，N- 二甲氨基乙酯的浓度为1.2!1101/1，队^-亚甲基双丙烯酰胺与甲基丙烯酸-队^二甲氨基乙酯的摩尔比为0. 025 1，偶氮二异丁脒盐酸盐的浓度为3g/L，Pluronic F127的浓度为5g/ L，甘油的浓度为70g/L，聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球的浓度为5g/L，改性超顺磁性狗304磁性流体的浓度为110ml/L ；内相流体的配制内相流体为含有油相乳化剂聚甘油蓖麻醇酯的大豆油，在室温、 常压下将聚甘油蓖麻醇酯加入大豆油中并混合均勻即形成内相流体，所述内相流体中，聚甘油蓖麻醇酯的浓度为10g/L ；外相流体的配制外相流体为含有油相乳化剂聚甘油蓖麻醇酯的大豆油，在室温、 常压下将聚甘油蓖麻醇酯加入大豆油中并混合均勻即形成外相流体，所述外相流体中，聚甘油蓖麻醇酯的浓度为60g/L ；(4)给药载体的制备制备给药载体使用的毛细管微流体装置与实施例1相同。分别将步骤( 配制的内相流体、中间相流体和外相流体注入毛细管微流体装置的注射管、过渡管和收集管，形成单分散的油/水/油乳液，然后将所述单分散的油/水/油乳液引入装有收集液的反应容器(见图4)并在N2氛围下于3°C用紫外光照射30分钟、聚合反应0. 8小时即形成微囊；所述收集液为含有油相乳化剂聚甘油蓖麻醇酯和第二光引发剂安息香双甲醚的大豆油，收集液中聚甘油蓖麻醇酯的浓度与外相流体中聚甘油蓖麻醇酯的浓度相同，第二光引发剂的浓度为20g/L ；所述内相流体的流量为200 μ L/h，中间相流体的流量为450 μ L/h，外相流体的流量为2500 μ L/h ；将聚合反应形成的微囊从收集液中分离出来并用异丙醇洗涤除去外相流体和内相流体，然后将洗涤后的微囊分散于去离子水中置换出异丙醇即得到所述给药载体(见图 1)，置换异丙醇的时间为M小时，每小时更换1次去离子水。
权利要求
1.一种释放传质速率可调控型智能给药载体，其特征在于所述给药载体为中空球形微囊，其囊膜主要由聚[甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯]、超顺磁性!^e3O4纳米颗粒、聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球或聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺] 温敏亚微球组成，其中聚[甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯]为囊膜基体，超顺磁性!^e3O4 纳米颗粒、聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球或聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球均勻分散于囊膜中。
2.根据权利要求1所述的释放传质速率可调控型智能给药载体，其特征在于在PH为 7. 4的缓冲溶液中，所述微囊的粒径为200 μ m 500 μ m，囊膜厚度为30 μ m 80 μ m。
3.根据权利要求1或2所述的释放传质速率可调控型智能给药载体，其特征在于所述超顺磁性!Fe3O4纳米颗粒的质量分数为2% 10%，聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球或聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球的质量分数为2 % 13%。
4.根据权利要求1或2所述的释放传质速率可调控型智能给药载体，其特征在于所述聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球或聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球在30°C水中的粒径为300nm llOOnm，所述超顺磁性!Fe3O4纳米颗粒的粒径为8nm 12nm。
5.根据权利要求3所述的释放传质速率可调控型智能给药载体，其特征在于所述聚 (N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球或聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球在30°C水中的粒径为300nm llOOnm，所述超顺磁性!Fe3O4纳米颗粒的粒径为8nm 12nm。
6.一种权利要求1至5中任一释放传质速率可调控型智能给药载体的制备方法，其特征在于工艺步骤如下(1)温敏亚微球的制备在室温、常压下将单体N-异丙基丙烯酰胺、交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺、引发剂加入去离子水中形成混合液，所述混合液中，单体N-异丙基丙烯酰胺的浓度为0. 05mol/L 0. 20mol/L，引发剂的浓度为0. 25g/L 0. 70g/L，交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺与单体 N-异丙基丙烯酰胺的摩尔比为0.01 0.1 1 ；在氮气环境中将所述混合液升温至60°C 70°C并在该温度下反应至少2小时，反应结束后，将反应液用去离子水离心洗涤即得到聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球；(2)改性超顺磁性Fe53O4磁性流体的制备在室温、常压下将超顺磁性狗304纳米粒子加入浓度0. 8mol/L 1. 2mol/L的四甲基氢氧化铵水溶液中，搅拌至少16小时形成磁性流体，超顺磁性!^e3O4纳米粒子的加入量以其在磁性流体中的浓度达到60g/L 100g/L为限，然后在磁性流体中加入3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌至少30分钟，即得到改性超顺磁性!^e3O4磁性流体，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的加入的量为0. 5ml Iml/克超顺磁性!^e3O4纳米粒子；(3)中间相流体、内相流体和外相流体的配制中间相流体的配制在室温、常压下将单体甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯、交联剂N， N’-亚甲基双丙烯酰胺、第一光引发剂、水相乳化剂和粘度调节剂加入去离子水中并进行搅拌，当单体甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯、交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺、第一光引发剂、水相乳化剂、粘度调节剂溶解后，在搅拌下加入步骤⑴制备的聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球和步骤( 制备的改性超顺磁性!^e3O4磁性流体，在混合均勻后用酸调节所形成混合液的PH值至4. 3 8，所述混合液中，单体甲基丙烯酸-N，N- 二甲氨基乙酯的浓度为1. Omol/L 1. 5mol/L，交联剂N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺与单体甲基丙烯酸-N，N- 二甲氨基乙酯的摩尔比为0.025 0.1 1，第一光引发剂的浓度为2.5g/L 7.5g/L，水相乳化剂的浓度为5g/L 20g/L，粘度调节剂的浓度为25g/L 70g/L，聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球的浓度为5g/L 20g/L，改性超顺磁性!^e3O4磁性流体的浓度为100ml/L 165ml/L。内相流体的配制内相流体为含有油相乳化剂的大豆油，在室温、常压下将油相乳化剂加入大豆油中并混合均勻即形成内相流体，所述内相流体中，油相乳化剂的浓度为IOg/ L 30g/L ；外相流体的配制外相流体为含有油相乳化剂的大豆油，在室温、常压下将油相乳化剂加入大豆油中并混合均勻即形成外相流体，所述外相流体中，油相乳化剂的浓度为50g/ L 80g/L ；(4)给药载体的制备分别将步骤C3)配制的内相流体、中间相流体和外相流体注入毛细管微流体装置的注射管、过渡管和收集管，形成单分散的油/水/油乳液，然后将所述单分散的油/水/油乳液引入装有收集液的反应容器并在N2氛围下于0°C 5°C用紫外光照射至少30分钟、聚合反应0. 5 1小时即形成微囊；所述收集液为含有油相乳化剂和第二光引发剂的大豆油，收集液中，油相乳化剂的浓度与外相流体中油相乳化剂的浓度相同，第二光引发剂的浓度为5g/ L 20g/L ；所述内相流体的流量为150μ L/h 250 μ L/h，中间相流体的流量为300 μ L/ h 600 μ L/h,外相流体的流量为1500 μ L/h 3000 μ L/h ；将聚合反应形成的微囊从收集液中分离出来并用异丙醇洗涤除去外相流体和内相流体，然后将洗涤后的微囊分散于去离子水中置换出异丙醇即得到所述给药载体。
7.根据权利要求6所述释放传质速率可调控型智能给药载体的制备方法，其特征在于引发剂和第一光引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁脒盐酸盐中的一种；水相乳化剂为聚丙二醇与环氧乙烷的加聚物F127、吐温60、吐温80、十二烷基硫酸钠中的一种；粘度调节剂为甘油、聚乙烯醇、羟乙基纤维素中的一种，第二光引发剂为安息香双甲醚、2，2_ 二乙氧基苯乙酮、过氧化苯甲酰中的一种；油相乳化剂为聚甘油蓖麻醇酯、司盘60、司盘80中的一种。
8.根据权利要求6或7所述释放传质速率可调控型智能给药载体的制备方法，其特征在于聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球的制备步骤中，还包括单体丙烯酰胺和单体烯丙胺，所述混合液中，单体N-异丙基丙烯酰胺的浓度为0. 05mol/L 0. 20mol/L，单体丙烯酰胺与单体N-异丙基丙烯酰胺的摩尔比为0.025 0.2 1，单体烯丙胺与单体N-异丙基丙烯酰胺的摩尔比为0.025 0. 1 1。
9.根据权利要求6或7所述释放传质速率可调控型智能给药载体的制备方法，其特征在于给药载体的制备步骤中，置换异丙醇的时间为12小时 36小时，每小时至少更换1次去离子水。
10.根据权利要求8所述释放传质速率可调控型智能给药载体的制备方法，其特征在于给药载体的制备步骤中，置换异丙醇的时间为12小时 36小时，每小时至少更换1次去离子水。
全文摘要
一种释放传质速率可调控型智能给药载体，为中空球形微囊，其囊膜主要由聚[甲基丙烯酸-N，N-二甲氨基乙酯]、超顺磁性Fe3O4纳米颗粒、聚(N-异丙基丙烯酰胺)温敏亚微球或聚[N-异丙基丙烯酰胺-共聚-丙烯酰胺-共聚-烯丙胺]温敏亚微球组成。制备该给药载体的工艺步骤为(1)温敏亚微球的制备，(2)改性超顺磁性Fe3O4磁性流体的制备，(3)中间相流体、内相流体和外相流体的配制，(4)给药载体的制备。
文档编号A61K47/02GK102258498SQ20111019755
公开日2011年11月30日 申请日期2011年7月14日 优先权日2011年7月14日
发明者巨晓洁, 褚良银, 谢锐, 魏竭 申请人:四川大学