一种载药缓释体系及药物的制作方法

文档序号：11564817阅读：355来源：国知局

本发明涉及一种制药技术领域，且特别涉及一种载药缓释体系及药物

背景技术：

天然纤维素微纤丝含有在长度方向上随机分布的结晶区和无定形区。结晶区纤维素链堆积紧密，性质稳定；而无定形区结构松散，容易受到化学试剂或酶的攻击。因此，在合适的酸或酶解处理条件下，去除天然纤维素中的无定形区而保留结晶区，可得到纳米晶纤维素(ncc)。ncc具有刚性棒状结构，一般直径在1～100nm，长度在数十至数百纳米，是纤维素的最小物理结构单元。ncc的来源非常广泛，主要有针叶木、阔叶木、棉花、棉短绒、苎麻、剑麻、甜菜、棕榈、被囊动物和细菌纤维素等，不同原料制备的ncc在尺寸和形态上有所差异。

ncc具有独特的尺寸结构，优异的强度性质和物理化学性质，毒性较低，没有明显的环境问题，在众多领域有重要的应用价值，如复合增强、催化、光电材料、酶固定化、抗菌和医用材料、生物传感器、荧光探针和药物释放等方面。由于ncc的表面含有大量的羟基，能通过表面修饰赋予ncc独特的性质，原有的ncc的制备及其改性过程受到环境安全性和生物相容性的限制，其制备工序甚为复杂，产品的稳定性差且微晶表面的活性差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种载药缓释体系，旨在改善生产工艺复杂、微晶表面的活性差的问题。

本发明的另一目的在于提供一种药物，其制备方法简单方便，产品的生物相容性好。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出了一种载药缓释体系，包括由如下方法制备而得：

将细菌纤维素进行粉碎后得到细菌纤维素浆料，将细菌纤维素浆料于酸性水溶液混合后进行一次搅拌2-3h得到混合溶液，向混合溶液中加入蒸馏水，进行一次离心分离后得到沉淀物，然后将沉淀物透析至中性再和水混合得到细菌纤维素纳米晶束悬浮液；

将细菌纤维素纳米晶束悬浮液在氧化体系中依次进行羧基化反应和醛基化反应，得到改性细菌纤维素纳米晶悬浮液；

将抗生素类药物的醇溶液置于改性细菌纤维素纳米晶悬浮液中，在40-50℃的温度条件下进行二次搅拌3-5h，并进行二次离心分离，然后将得到的固体沉淀进行冷冻干燥得到成品。

本发明还提出一种药物，包括对上述载药缓释体系进行成型处理。

本发明实施例提供一种载药缓释体系及药物的有益效果是：本发明以细菌纤维素为原料，在酸性水溶液中进行化学降解后离心分离并透析至中性得到细菌纤维素纳米晶束，将纳米晶束进行羧基化反应和醛基化反应后得到改性细菌纤维素纳米晶束，最后以改性细菌纤维素纳米晶束为药物载体，以抗生素类药物为模型药物，以吸附载药的方式制备载药缓释体系。工艺过程中制备的细菌纤维素纳米晶束具有特殊的超精细纳米纤维束状结构，比表面积很大，化学改性使得细菌纤维素纳米晶束表面的活性基团更加丰富，反应活性更高，同时吸附载药性能更好。本发明提供的药物包括将载药缓释体系进行成型处理，得到的药物载药率高且具有良好的药物缓释性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明提供的载药缓释体系制备方法流程图；

图2为本发明提供的细菌纤维素酸解前的扫描电镜图；

图3为本发明实施例6制备产品的透射电镜图；

图4为本发明实施例6制备产品的红外光谱图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例提供的一种载药缓释体系及药物进行具体说明。

本发明实施例提供的一种载药缓释体系，包括由如下方法制备而得：

s1、将细菌纤维素进行粉碎后得到细菌纤维素浆料，将细菌纤维素浆料于酸性水溶液混合后进行一次搅拌2-3h得到混合溶液。

需要说明的是，细菌纤维素是由直径3-4nm的微纤组合成直径为几十至数百纳米不等的纤维束，并相互交织形成特殊的三维网络结构，但是在细菌纤维素膜的原始结构中只能看到几十至数百纳米粗的初级纤维结构，并不能看到其3-4nm的次级结构，酸解的过程一定程度上破坏了细菌纤维素膜的初级结构，使其特殊的超精细纳米纤维束状结构暴露出来，形成了比表面积更大的纳米晶束，并且有利于后续产品改性的过程。酸解前后细菌纤维素的化学结构均可表示为：

优选地，细菌纤维素采用湿膜状的材料。细菌纤维素采用湿膜状的材料相对比烘干后进行酸解可以有效防止在酸解过程中碳化的发生，有效地防止酸解后得到的细菌纤维素纳米晶束的表面结构受到破坏。

具体地，将细菌纤维素在湿膜状态下进行粉碎是将细菌纤维素粉粹至小于2mm。将细菌纤维素进行粉碎后增强了细菌纤维素与酸性溶液的混合效果，使酸性溶液更好地渗透至纤维内部，使酸解过程更加充分。

具体地，酸性水溶液为硫酸水溶液，硫酸水溶液的体积分数为60％-68％，硫酸水溶液的体积为20-30ml，细菌纤维素浆料的质量为5-10g，按照比例进行投料。优选地，硫酸水溶液的体积分数为65％，硫酸水溶液的体积分数小于60％不能破坏细菌纤维素的三维网络结构使特殊的超精细纳米纤维束状结构暴露出来，而酸性过强会使细菌纤维素在酸解过程中发生碳化、过度降解，影响细菌纤维素晶束的性能和产率。酸解过程搅拌2-3h，使酸解过程进行的更加充分，搅拌时间过短会影响酸解的效果，使细菌纤维素的超精细纳米晶束结构不能更好地暴露出来。

需要说明的是，在其他实施例中也可以不采用硫酸水溶液，采用硫酸水溶液与其他酸性溶液的混合溶液，如硝酸或盐酸。

具体地，搅拌2-3h是在30-35℃的温度条件下进行，温度过高会在酸解过程中出现碳化的现象，而温度过低也同样不能达到很好的酸解效果。

进一步地，进行搅拌之前，对细菌纤维素浆料与酸性水溶液的混合液超声处理0.5-1h。超声处理的作用在于使细菌纤维素和酸性水溶液混合均匀，并使酸性水溶液渗透到细菌纤维素的纤维内部，使酸解过程更加充分。

s2、向混合溶液中加入蒸馏水，进行一次离心分离后得到沉淀物，然后将沉淀物透析至中性再和水混合得到细菌纤维素纳米晶束悬浮液。

需要说明的是，在混合溶液中加入蒸馏水使溶液的酸性降低，终止酸解反应，将反应后的溶液进行离心分离后得到的沉淀物主要为细菌纤维素纳米晶束，由于其中混合有酸性杂质需要在透析过程中将酸性物质去除。

具体地，加入蒸馏水的体积为酸性水溶液体积的8-10倍，加入蒸馏水的体积较多，这样使酸解反应快速终止。透析过程采用截留分子量约为3000的透析袋，将沉淀物装入透析袋中，并置于水中透析至中性。在其他实施例中透析过程也可以在水中加入聚乙二醇作为反透剂对产品进行浓缩。

优选地，在水中对沉淀物进行透析之前，对沉淀物进行多次洗涤。多次洗涤可以将沉淀物表面和纤维内部的酸性物质初步去除，提高最终酸性物质的去除效果。具体地，洗涤过程可以采用水洗，并多次进行。

具体地，细菌纤维素纳米晶束悬浮液可以为80-120mg/ml，优选为100mg/ml，便于后续进行两步氧化的过程。

s3、将细菌纤维素纳米晶束悬浮液在氧化体系中依次进行羧基化反应和醛基化反应，得到改性细菌纤维素纳米晶悬浮液。

需要说明的是，本发明整体的流程图如图1所示，羧基化反应是对细菌纤维素纳米晶束进行羧基化改性制备c6伯羟基羧基化的细菌纤维素纳米晶束，醛基化反应是选择性氧化葡萄糖单元的c2-c3键，将c2-c3邻位上的仲羟基选择性地氧化为双醛基，得到的改性细菌纤维素纳米晶束表面的活性基团更加丰富，反应活性更高，有利于进行后续的拓展应用。改性细菌纤维素纳米晶束的化学结构为：

具体地，羧基化反应在tempo-nabr-naclo选择性氧化体系中进行，醛基化反应在高碘酸钠选择性氧化体系中进行。具体的反应过程可以表示为：

进一步地，在tempo-nabr-naclo选择性氧化体系对细菌纤维素纳米晶束进行羧基化改性以制备c6伯羟基羧基化的细菌纤维素纳米晶束。反应过程中naclo氧化nabr为nabro，nabro氧化tempo为亚硝鎓离子，亚硝鎓离子将c6伯羟基氧化为羧基。

进一步地，高碘酸钠选择性氧化纤维素，可切断纤维素葡萄糖环中的c2-c3化学键，将c2和c3位上的2个邻近的羟基氧化为醛基。

在其他实施方式中两步氧化也可以根据反应机理选择其他氧化体系，首先羧基化改性以制备c6伯羟基羧基化的细菌纤维素纳米晶束，然后切断纤维素葡萄糖环中的c2-c3化学键，将c2和c3位上的2个邻近的羟基氧化为醛基。另外，在进行完羧基化反应后加入无水乙醇分解未反应的氧化剂，并离心水洗反复2次以上，然后装入透析袋中透析至中性，再加入水制成悬浮液进行后续的醛基化反应。

具体地，羧基化反应的反应时间为6-8h，醛基化反应的反应时间为6-8h。羧基化反应和醛基化反应的时间过短会使细菌纤维素纳米晶束在化学改性过程中氧化不充分，不能达到增加活性基团提高反应活性的效果。

s4、将抗生素类药物的醇溶液置于改性细菌纤维素纳米晶悬浮液中，在40-50℃的温度条件下进行二次搅拌3-5h，并进行二次离心分离，然后将得到的固体沉淀进行冷冻干燥得到成品。

需要说明的是，如图1所示，本发明以改性细菌纤维素纳米晶为药物载体，以抗生素类药物为模型药物，以吸附载药的方法制备载药缓释体系。制备而得的细菌纤维素纳米晶束载药体系的载药率较高且药物释放性能良好。

具体地，抗生素类药物溶液可以采用醇溶液或水溶液。

具体地，进行二次搅拌3-5h是为了使吸附载药的过程更加充分，提高载药缓释体系的载药率。在药物负载过程中需要在40-50℃的温度条件下进行，温度过高或过低均会一定程度上影响得到载药缓释体系的载药率和药物释放性能。

具体地，抗生素类药物为酮洛芬、四环素、链霉素、阿莫西林、阿奇霉素、红霉素中的至少一种。改性细菌纤维素纳米晶束不仅具有极大的比表面积，而且增加了活性基团反应活性显著提升，一般常用的抗生素类药物均可以负载在改性细菌纤维素纳米晶束上，形成载药缓释体系。

具体地，将离心分离得到的固体沉淀进行冷冻干燥可以很好地保持其特殊的纤维束结构。

本发明实施例提供的一种药物，其包括对上述载药缓释体系进行成型处理。方法简便易行，载药缓释体系的载药率高且药物释放性能良好。

具体地，成型处理可以将载药缓释体系制备成缓释片、缓释胶囊、颗粒剂、口服液、栓、乳膏、搽剂，可以用于口服给药及黏膜给药。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供一种载药缓释体系，包括由如下方法制备而得：

首先，将细菌纤维素粉碎至小于2mm得到细菌纤维素浆料，将5g细菌纤维素浆料与20ml体积分数为60％硫酸水溶液混合后，在30℃的温度条件下搅拌2h得到混合溶液。在混合溶液中加入160ml蒸馏水，离心分离后得到沉淀物，然后将沉淀物装入截留分子量为3000的透析袋中并置于水中透析至中性，加水得到100mg/ml的细菌纤维素纳米晶束悬浮液。

其次，取50ml细菌纤维素纳米晶束悬浮液加入0.05gtempo、0.5gnabr和100ml蒸馏水磁力搅拌的同时滴加100g/lnaclo溶液10ml，并用氢氧化钠溶液调节ph维持在10左右，反应8h后加入10ml无水乙醇分解未反应的氧化剂，离心水洗1次，透析至中性，加水得到100mg/ml的羧基化的细菌纤维素纳米晶束悬浮液。

然后，取50ml羧基化的细菌纤维素纳米晶束悬浮液置于棕色烧瓶中，缓慢加入20ml浓度为25g/l高碘酸钠溶液，避光搅拌8h之后用乙二醇分解未反应的高碘酸钠，离心水洗1次，然后透析至中性加水得到100mg/ml羧基醛基化的细菌纤维素纳米晶束悬浮液。

最后，将20mg四环素溶于50ml超纯水中，与50ml羧基醛基化的细菌纤维素纳米晶束悬浮液混合后，在40℃下避光搅拌3h，离心分离后倒掉未吸附的四环素，水洗离心纯化1次，冷冻干燥后得到载四环素的醛基羧基化的细菌纤维素纳米晶束，即为最终的载药缓释体系。

本实施例还提供一种药物，包括将上述载药缓释体系制备成颗粒剂。

实施例2

本实施例提供一种载药缓释体系，包括由如下方法制备而得：

首先，将湿膜状的细菌纤维素粉碎至小于2mm得到细菌纤维素浆料，将10g细菌纤维素浆料与30ml体积分数为68％硫酸水溶液混合后超声处理0.5h，在33℃的温度条件下搅拌3h得到混合溶液。在混合溶液中加入300ml蒸馏水，离心分离后得到沉淀物，对沉淀物进行2次水洗后将沉淀物装入截留分子量为3000的透析袋中并置于水中透析至中性，加水得到100mg/ml的细菌纤维素纳米晶束悬浮液。

其次，取50ml细菌纤维素纳米晶束悬浮液加入0.05gtempo、0.5gnabr和100ml蒸馏水磁力搅拌的同时滴加100g/lnaclo溶液10ml，并用氢氧化钠溶液调节ph维持在10左右，反应6h后加入10ml无水乙醇分解未反应的氧化剂，离心水洗2次，透析至中性，加水得到100mg/ml的羧基化的细菌纤维素纳米晶束悬浮液。

然后，取50ml羧基化的细菌纤维素纳米晶束悬浮液置于棕色烧瓶中，缓慢加入20ml浓度为25g/l高碘酸钠溶液，避光搅拌6h之后用乙二醇分解未反应的高碘酸钠，离心水洗2次，然后透析至中性加水得到100mg/ml羧基醛基化的细菌纤维素纳米晶束悬浮液。

最后，将20mg链霉素溶于50ml甲醇中，与50ml羧基醛基化的细菌纤维素纳米晶束悬浮液混合后，在50℃下避光搅拌5h，离心分离后倒掉未吸附的链霉素，水洗离心纯化2次，冷冻干燥后得到载链霉素的醛基羧基化的细菌纤维素纳米晶束，即为最终的载药缓释体系。

本实施例还提供一种药物包括将上述载药缓释体系制备成缓释胶囊。

实施例3

本实施例提供一种载药缓释体系，包括由如下方法制备而得：

首先，将湿膜状的细菌纤维素粉碎至小于2mm得到细菌纤维素浆料，将10g细菌纤维素浆料与30ml体积分数为60％硫酸水溶液混合后超声处理1h，在35℃的温度条件下搅拌3h得到混合溶液。在混合溶液中加入300ml蒸馏水，离心分离后得到沉淀物，对沉淀物进行2次水洗后将沉淀物装入截留分子量为3000的透析袋中并置于水中透析至中性，加水得到100mg/ml的细菌纤维素纳米晶束悬浮液。

最后，将10mg酮洛芬溶于50ml无水乙醇中，与50ml羧基醛基化的细菌纤维素纳米晶束悬浮液混合后，在45℃下避光搅拌4h，离心分离后倒掉未吸附的酮洛芬，水洗离心纯化2次，冷冻干燥后得到载酮洛芬的醛基羧基化的细菌纤维素纳米晶束，即为最终的载药缓释体系。