一种蚕丝蛋白胶囊及其制备方法与流程

本发明属于生物药物控释材料技术领域，涉及一种蚕丝蛋白胶囊及其制备方法，特别是涉及一种可控缓释、药物活性高效保持的蚕丝蛋白胶囊及其制备方法。

背景技术：

可控缓释、药物活性高效保持的胶囊在医药卫生、生物技术领域具有广泛的研究和应用价值。一般情况下，药物(活性制剂)的可控缓释功能是指在一个特定的药物体系内，药物可按预先设定的速度释放到周围环境(例如人体)中去，从而在某段时间内，在特定的区域，药物的浓度可以保持在某个事先设定的范围内。可控缓释在提高药效，减少给药频率，增加安全性，降低药物毒副作用等方面有显著的作用。

目前，可控缓释主要是利用聚合物作为药物的载体或基质制成一定的剂型，即制成缓释剂，从而实现活性制剂的可控释放。其中，胶囊剂作为一种最常见的剂型，是指用物理或化学方法使原药分散，然后用聚合物包裹和固定起来，形成具有一定包覆强度的囊体。物理型胶囊缓释剂是将活性制剂(药物)“溶解”(均匀分散)在基质材料中或用其它物理方法使之与基质材料形成一体而制成的剂型。药物的缓释过程控制主要通过扩散作用与渗透作用实现。被包覆的物质(药物或者其它活性制剂)称为囊核，形成包覆膜的材料称为囊皮(或膜、壳、囊壁、包膜等)，药物通过囊皮的半透膜性能或开裂溶解特性控制原药释放；囊皮通常由天然或合成高分子材料组成，主要包括聚酰胺、聚脲、聚酯、纤维素、多孔水凝胶和蛋白质类等。

蚕丝是熟蚕结茧时分泌液凝固而成的连续长纤维，蚕丝蛋白是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白，含量约占蚕丝的70％～80％，含有18种氨基酸。在经不溶化处理过程中，蚕丝蛋白的结构会发生从任意卷曲到β结构的转变。在蚕丝蛋白发生结构转变后，侧链与侧链间、侧链与主链间以及分子与分子之间可形成大量的氢键结合，产生大量的次级交联点，可以有效地控制蚕丝蛋白的溶解性。根据我们最近的研究发现(Advanced Materials,2015,27,4273–4279)，蚕丝蛋白基质中分布的活性制剂能够长时间保持其生物活性，具有高效保持药物活性的特点。此外，蚕丝蛋白本身具有良好的机械性能和理化性质，并且与人体有极好的生物相容性，所以蚕丝蛋白被广泛应用于生物医学研究领域。

技术实现要素：

鉴于以上情况，本发明的目的在于提供一种蚕丝蛋白胶囊及其制备方法，通过对蚕丝蛋白的水溶性和降解特性的调节，控制蚕丝蛋白胶囊包裹药物的释放过程，制备的蚕丝蛋白基胶囊不仅具有优异的生物相容性，药物缓释控制方式更加灵活，同时能够长时间保持药物的活性。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种蚕丝蛋白胶囊的制备方法，所述制备方法包括：制备蚕丝蛋白溶液；

将所述蚕丝蛋白溶液干燥制备成空心胶囊；

调节所述空心胶囊中蚕丝蛋白的水溶性和降解性能；

将药物包裹在所述空心胶囊中。

优选地，所述制备蚕丝蛋白溶液的方法为：

1)将蚕茧置于碳酸钠溶液中加热，进行脱胶，形成蚕丝；

2)将所述蚕丝置于超纯水中洗涤，重复数次，进行干燥；

3)将干燥后的所述蚕丝浸没于溴化锂溶液中并充分混合，保温一定时间，得到蚕丝蛋白与溴化锂的混合溶液；

4)将所述蚕丝蛋白与溴化锂的混合溶液装入透析袋中，置于超纯水中透析；

5)透析后，将所述透析袋中的溶液进行离心分离，收集上层清液，最终得到所需的蚕丝蛋白溶液。

优选地，所述步骤1)中，蚕茧为去除蚕蛹的蚕茧壳。

优选地，所述蚕茧为整体开口蚕茧或剪碎蚕茧，其中，所述剪碎蚕茧的形状为条形或方形，面积为1～1000mm²，当然，所述剪碎蚕茧的形状也可以是其他合适的形状，在此不限。

优选地，所述步骤1)中，碳酸钠溶液的浓度为0.01～100g/L，蚕茧质量和碳酸钠溶液体积比为10：(1～100)g/L。

优选地，所述步骤1)中，加热方式为电炉加热或高压锅加热，加热温度为50～121℃，加热压强为0.1～2MPa，加热时间为1s～1000h。

优选地，所述步骤2)中，洗涤方式为搅拌洗涤或静置浸泡，其中，搅拌洗涤的搅拌方式为机械搅拌或磁力搅拌，磁力搅拌速度为1r/min～2000r/min；单次洗涤过程中，蚕丝和水质量比为1:10～1:1000，时间为1s～200h，每次洗涤后取出蚕丝并挤干，洗涤重复次数为1～50次。

优选地，所述步骤2)中，进行干燥的方式为自然风干或加热通风干燥，其中，加热通风干燥的加热温度为40～100℃，干燥时间为0.1～100h。

优选地，所述步骤3)中，溴化锂溶液浓度为0.01～2g/mL，干燥的蚕丝质量和溴化锂溶液体积比为(1～100)：100g/mL。

优选地，所述步骤3)中，保温温度为20～100℃，保温时间为0.1～100h。

优选地，所述步骤4)中，透析袋规格为10～10000000Da，透析方式为静置透析或磁力搅拌透析，其中，磁力搅拌透析的搅拌速度为1～2000r/min，透析过程中换水的时间间隔为0.1～100h，每次所换超纯水的体积为1mL～1000L。

优选地，所述步骤5)中，离心分离的转速为1～40000r/min，时间为1s～10h，离心时的温度为-3～10℃。优选地，制备的所述空心胶囊的形状为椭圆形、方块形、三角形块、圆块或者圆颗粒、。当然，所述空心胶囊的形状也可以是其他合适的形状，在此不限。

优选地，干燥所述蚕丝蛋白溶液的方式为常温常压干燥，干燥时间为1s～1000h。

优选地，调节所述胶囊中蚕丝蛋白的水溶性和降解特性的方式为使用固化剂或水蒸气退火，采用的固化剂为甲醇，固化时间为1s～1000h；采用水蒸气退火，退火温度为1～100℃，时间为1s～1000h，真空度为-100～-25KPa(相对于大气压)。

本发明还公开一种蚕丝蛋白胶囊，由上述方法制备获得。

如上所述，本发明的一种蚕丝蛋白胶囊及其制备方法，包括蚕丝蛋白溶液的制备、包药胶囊制备和缓释特性调节。本发明具有以下有益效果：通过对胶囊中蚕丝蛋白的水溶性和降解特性的调节，可以控制蚕丝蛋白胶囊包裹药物的释放过程。蚕丝蛋白基胶囊不仅具有优异的生物相容性，药物缓释控制方式更加灵活，同时能够长时间保持药物的活性。

附图说明

图1为本发明制备方法的工艺流程图。

图2～图4为本发明实施例二中制备蚕丝蛋白包裹药物胶囊的结构流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也 可能更为复杂。

实施例一

如图1所示，本发明提供一种蚕丝蛋白胶囊的制备方法，具体制备步骤为：

首先执行步骤S1，制备蚕丝蛋白溶液。

制备所述蚕丝蛋白微针的具体方法为：

1)将蚕茧置于碳酸钠溶液中加热，进行脱胶，形成蚕丝。

其中，所述蚕茧采用去除了蚕蛹的蚕茧壳。可以是整体开口的蚕茧，也可以是剪碎的蚕茧。如果采用剪碎的蚕茧，则形状条形或者方形，当然，也可以是其他合适的形状，在此不限。所述蚕茧的面积为1～1000mm²。

作为示例，所述碳酸钠溶液的浓度为0.01～100g/L，加入的蚕茧质量和碳酸钠溶液体积比为10：(1～100)g/L。加热方式为电炉加热或高压锅加热，加热温度为50～121℃，加热时间为1s～1000h，加热压强为0.1～2MPa。

2)将所述蚕丝置于超纯水中洗涤，重复数次，进行干燥。

作为示例，本步骤所述洗涤可以是搅拌洗涤或者静置浸泡。其中，搅拌洗涤可以是机械搅拌或磁力搅拌。若采用磁力搅拌，则磁力搅拌速度为1r/min～2000r/min。单次洗涤过程中，蚕丝和水质量比为1:10～1:1000，时间为1s～200h，每次洗涤后取出蚕丝并挤干，洗涤重复次数为1～50次。干燥的方式为自然风干或加热通风干燥，其中，加热通风干燥的加热温度为40～100℃，干燥时间为0.1～100h。

3)将干燥后的所述蚕丝浸没于溴化锂溶液中，保温一定时间，得到蚕丝蛋白与溴化锂的混合溶液。

作为示例，所述溴化锂溶液的浓度为0.01～2g/mL，干燥的蚕丝质量和溴化锂溶液体积为(1～100)：100g/mL，保温温度为温度为20～100℃，保温时间为0.1～100h。

4)将所述蚕丝蛋白与溴化锂的混合溶液装入透析袋中，置于超纯水中透析。

作为示例，所述透析袋规格为10～10000000Da(道尔顿)，透析方式为静置透析或磁力搅拌透析，其中，磁力搅拌透析的搅拌速度为1～2000r/min，透析过程中换所述超纯水的时间间隔为0.1～100h，每次所换超纯水的体积为1mL～1000L。

5)透析后，将所述透析袋中的溶液进行离心分离，收集上层清液，最终得到所需的蚕丝蛋白溶液。

作为示例，所述离心分离的转速为1r/min～40000r/min，时间为1s～10h，离心时的温度为-3℃～10℃。

制备的所述蚕丝蛋白溶液中，蚕丝蛋白的分子量可以是一种，也可以是多种的组合。

然后制备步骤S2，将所述蚕丝蛋白溶液干燥制备成空心胶囊。

制备的所述空心胶囊的形状为椭圆形、方块形、三角形块、圆块或者圆颗粒。当然，也可以是其他合适的形状，在此不限。

作为示例，干燥所述蚕丝蛋白溶液的方式为常温常压干燥，温度为25℃，压力为101.325KPa，干燥时间为1s～1000h。

接着执行步骤S3，调节所述胶囊中蚕丝蛋白的水溶性和降解性能。

调节所述胶囊中蚕丝蛋白的水溶性和降解特性的方式为使用固化剂或水蒸气退火，采用的固化剂为甲醇，固化时间为1s～1000h；采用水蒸气退火，退火温度为1～100℃，时间为1s～1000h，真空度为-100～-25KPa(相对于大气压)。通过调节所述胶囊中蚕丝蛋白的水溶性和降解性能，可以很好的控制蚕丝蛋白胶囊包裹药物的释放过程。

最后执行步骤S4，将药物包裹在所述空心胶囊中。

实施例二

本实施例制备的蚕丝蛋白胶囊为空心蚕丝蛋白胶囊包裹药物。

如图2～图4所示，1为煮2h的蚕丝蛋白溶液；2分别为椭圆形空心胶囊；3为药物，具体为维生素B11.5毫克、钙162毫克、铬25微克、乳糖20毫克混合粉末。

具体的实施步骤包括：

首先执行步骤S1：如图1所示，制备蚕丝蛋白溶液1。

具体的，在本实施例中，首先，将每份10g蚕茧剪碎置于4L浓度为2g/L的碳酸钠溶液中，用电炉加热沸腾并磁力搅拌，转速为200r/min，加热时间为2h。

然后，将每份煮过的蚕丝置于2L超纯水中搅拌洗涤捏干，重复6次，再进行干燥，搅拌速度为200r/min，搅拌时间20min，每次所换超纯水的体积为2L，干燥方式为25℃、常压(0.1MPa)下干燥。

接着，将干燥的蚕丝浸没于浓度为0.98g/mL的溴化锂溶液中，溴化锂溶液的体积与干燥后蚕丝的关系为4mL:1g，在60℃保温4h，得到蚕丝蛋白与溴化锂的混合溶液。

接着，将蚕丝蛋白与溴化锂的混合溶液装入截留分子量为3500Da透析袋中，置于4L超纯水中透析，间隔0.5h换一次超纯水，每次换水体积4L，透析总共48h；

最后，透析过的蚕丝蛋白溶液在4℃下离心分离，转速12000r/min，离心时间30min，收集上层清液，最终得到所需的蚕丝蛋白溶液1。

接着执行步骤S2，如图2所示，将所述蚕丝蛋白溶液1干燥制备成空心胶囊2。

具体地，将蚕丝蛋白溶液1填充在不同形状的药物模具中，25℃常压(0.1MPa)下干燥24h，获得椭圆形空心胶囊2。

接着执行步骤S3，调节所述空心胶囊2中蚕丝蛋白的水溶性和降解性能。

将椭圆形空心胶囊2在真空下水蒸气退火处理4h，调节蚕丝蛋白的水溶性和降解特性，控制蚕丝蛋白胶囊包裹药物的释放过程。

接着执行步骤S4，如图3所示，将药物维生素B11.5毫克、钙162毫克、铬25微克、乳糖20毫克混合粉末3包裹在椭圆形空心胶囊2中。

综上所述，本发明提供一种蚕丝蛋白胶囊及其制备方法，包括如下步骤：制备蚕丝蛋白溶液；将所述蚕丝蛋白溶液干燥制备成空心胶囊；调节所述空心胶囊中蚕丝蛋白的水溶性和降解性能；将药物包裹在所述空心胶囊中。本发明通过调节蚕丝蛋白的水溶性和降解特性，控制蚕丝蛋白胶囊包裹药物的释放过程。本发明的蚕丝蛋白基胶囊不仅具有优异的生物相容性，药物缓释控制方式更加灵活，同时能够长时间保持药物的活性。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。