一种石墨烯药物缓释微球及其制备方法与流程

本发明属于缓释材料及其制备领域，特别涉及一种石墨烯药物缓释微球及其制备方法。

背景技术：

盐酸阿霉素(Doxorubicin，DOX)是一种抗肿瘤抗生素，是一种抑制DNA和RNA合成的蒽环类抗肿瘤药物，其作用机制主要是阿霉分子嵌入DNA而抑制核酸的合成。阿霉素对多种肿瘤均有作用，属周期非特异性药物，对各种生长周期的肿瘤细胞都有杀灭作用，对实体瘤的有效率约达70％，主要适用于急性白血病、急性淋巴细胞白血病、粒细胞白血病、乳腺癌、肺癌、卵巢癌、软组织肉瘤、成骨肉瘤、横纹肌肉瘤、肾母细胞瘤、神经母细胞瘤、胃癌、肝癌等。但是盐酸阿霉素的毒副作用大，在给药过程中会杀死大量的正常细胞，也存在心脏毒性和骨髓抑制毒性，临床上表现为白细胞减少症和心肌坏死，这就大大限制了盐酸阿霉素的临床使用。

氧化石墨烯(Graphene Oxide)的结构中含有大量的羧基、羟基及环氧基团等亲水基团，使其具备优良的生物亲和性，亲水性及其易于化学修饰等特性。利用GO中含氧活性基团化学反应性，可以与多种有特定化学和生物性能功能分子进行共价反应。研究表明，氧化石墨烯与盐酸阿霉素之间的结合是非共价的π-π堆积，这是一种是pH依赖性的结合，在酸性条件下，药物因为去质子作用从氧化石墨烯表面离去，达到pH敏感释放。但是氧化石墨烯载盐酸阿霉素复合物的体积大，易团聚，使其不易进入细胞内部，并且氧化石墨烯是片层结构，其锋利的边缘部位可以刺破细胞，对正常细胞具有一定的副作用。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种石墨烯药物缓释微球及其制备方法，本发明操作简单，石墨烯药物缓释微球的药物装载率高，且具有pH敏感型释放的特性。

本发明的一种石墨烯药物缓释微球，所述缓释微球为药物和氧化石墨烯GO的复合微球；

其中氧化石墨烯GO、药物的质量比为1:0.5-1:5。

所述药物为盐酸阿霉素DOX。

本发明的一种石墨烯药物缓释微球的制备方法，包括：

(1)将氧化石墨烯、药物溶于PBS溶液中，超声，室温下避光搅拌，离心(多次离心去除未负载的盐酸阿霉素)，然后将离心沉淀物进行冷冻干燥，得到氧化石墨烯载药复合物；

(2)将氧化石墨烯载药复合物溶于水中，超声雾化，然后通过管式炉，并用聚四氟乙烯PTFE滤膜收集，干燥，即得石墨烯药物缓释微球。

步骤(1)中氧化石墨烯、药物溶于的PBS溶液的pH为7.0-7.4。

所述步骤(1)中超声时间为0.5-1.5h，避光搅拌时间为12-16h。

所述步骤(1)中离心转速为12000-14000rpm，离心时间为10-30min；冷冻干燥为：-45℃～-42℃，冷冻干燥2-3天。

所述步骤(2)中氧化石墨烯载药复合物溶于水中的浓度为0.5-3mg/mL。

所述步骤(2)中超声雾化为超声雾化器进行雾化，超声雾化过程中超声波频率为1.0MHz～2.0MHz。

所述步骤(2)中管式炉的温度为180℃～280℃；PTFE滤膜的孔径为0.20μm～0.45μm。

所述步骤(2)中干燥为室温下干燥时间为8-15h。

将步骤(1)中的石墨烯载药复合物和步骤(2)中的石墨烯药物缓释微球在PBS缓冲液和HAc缓冲液进行药物释放，然后用紫外-可见分光光度计测试0-72h取出的溶液的吸光度，并根据吸光度计算药物释放率。

所述PBS缓冲液的pH值为7.0-7.4，HAc缓冲液的pH值为5.2-6.0。

有益效果

(1)本发明利用超声雾化法制备了一种新型的石墨烯药物缓释微球，克服了片层石墨烯载药复合物的缺点，分散性好，操作简单，易于工业放大；

(2)本发明的含阿霉素的石墨烯药物缓释微球的药物负载量高，具有缓释功能，分散性能良好，且具有pH敏感释放的特性，在较低pH值环境下释放率高，符合肿瘤组织的微环境，具有应用其做后续相关实验分析的潜力。

附图说明

图1为实施例1所得的石墨烯载药复合物的载药率曲线；

图2为实施例2所得的含阿霉素的石墨烯药物缓释微球、氧化石墨烯及纯盐酸阿霉素的红外谱图；

图3为实施例3中，石墨烯载药复合物和石墨烯药物缓释微球在不同pH环境下的释放曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

石墨烯载药复合物的制备。

称取10mg的氧化石墨烯和20mg盐酸阿霉素，溶解在20mlPBS缓冲溶液中，超声0.5h， 室温下，避光搅拌12h，多次离心去除未负载的盐酸阿霉素，然后将离心沉淀物冷冻干燥，得到石墨烯载药复合物，保存在4℃冰箱中待用。

实施例2

石墨烯药物缓释微球的制备。

向石墨烯载药复合物中加入超纯水，配制成浓度为1mg/mL的石墨烯载药复合物溶液，将溶液置于连接有管式炉的超声雾化器内，超声波频率为1.5MHz。使其雾化成气溶胶液滴，在N₂和抽滤真空泵驱动下缓慢通过加热到280℃的管式炉，末端用PTFE滤膜收集。室温下干燥8h，即得石墨烯药物缓释微球，其红外谱图如图2所示。

实施例3

药物释放实验。

(1)称取2mg石墨烯载药复合物(实施例1)溶解于2mLPBS冲液(pH＝7.2)中，充分溶解，放入两个透析袋(MW＝1000)中，并放置在溶出仪中，分别补加20ml的PBS溶液(pH＝7.2)及HAc溶液(pH＝5.8)。溶出仪温度设为37度，转速100转/分，分别于2h、4h、6h、8h、10h、24h、36h、72h取出1mL透析液，并回补1mL相应的PBS缓冲溶液和HAc缓冲溶液。对收集的透析液在吸收波长设为481nm下进行紫外检测，测试其吸光度，记录相应吸光度数据并计算药物释放率。药物释放率公式：

式中:D_Rn——药物释放率

Cn——第n次取样样品的浓度

m——总质量

(2)称取2mg石墨烯药物缓释微球(实施例2)溶解于2mLPBS冲液(pH＝7.2)中，充分溶解，放入两个透析袋(MW＝1000)中，并放置在溶出仪中，分别补加20ml的PBS溶液(pH＝7.2)及HAc溶液(pH＝5.8)。溶出仪温度设为37度，转速100转/分，分别于2h、4h、6h、8h、10h、24h、36h、72h取出1mL透析液，并回补1mL相应的PBS缓冲溶液和HAc缓冲溶液。对收集的透析液在吸收波长设为481nm下进行紫外检测，测试其吸光度，记录相应吸光度数据并计算药物释放率。

两种物质负载的DOX在两种pH环境下的释放曲线如图3所示，由图可以看出石墨烯载药复合物和石墨烯药物缓释微球中的DOX在pH＝5.8的HAc缓释液中约释放率远远高于它们在pH＝7.2的PBS环境中的释放率，且石墨烯药物缓释微球拥有更好的缓释效果。