一种用于肠道除铅的纳米碳酸钙的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于肠道除铅的纳米碳酸钙，属于纳米材料领域。
【背景技术】
[0002]慢性铅中毒现阶段在我国是一种职业病和流行病，现代城市化和工业化对环境的污染，使人们血铅水平普遍偏高。儿童往往较成人吸收更多的铅，流行病学调查显示，我国儿童有I亿以上血铅水平超标，铅超标不仅影响儿童的正常生长发育，还会影响儿童的智力。铅中毒的预防与治疗，已成为一项关系国计民生的大事。消化道是儿童吸收铅的主要途径，铅通过主动转运和被动扩散两种方式由小肠吸收入血，钙剂的使用可有效降低铅在肠道的吸收。目前西医传统驱铅方法是使用螯合剂(如依地酸钠钙等)与血铅结合成可溶性络合物从肾脏由尿排出，但缺点是药物特异性差，且剂量大时对肾脏亦有损害。
[0003]现有的用于肠道除铅的碳酸钙颗粒粒径分布不均匀，晶型控制不稳定，在肠道中的分散不佳，除铅效果欠缺。
【发明内容】
[0004]本发明解决的是纳米碳酸钙粒径分布不均匀，晶型控制不稳定，在肠道中的分散不佳、肠道除铅效果欠缺的技术问题。随着碳酸钙粒径减少，比表面积增大，沉淀置换反应速度加快，除铅效果增强，可经由十二指肠直接置换排铅，不增加肾脏负担。
[0005]本发明的技术方案是，提供一种用于肠道除铅的纳米碳酸钙，所述纳米碳酸钙的粒径为30?150nm ;其制备方法包括以下步骤:
[0006](I)在含有晶型调节剂的碳酸钠溶液中滴加含聚乙二醇的氯化钙溶液，搅拌、反应；其中，所述晶型调节剂为乙二胺四乙酸和可溶性无机磷酸盐的混合物，所述乙二胺四乙酸的质量为碳酸钠质量的0.1?5%，所述可溶性无机磷酸盐的质量为碳酸钠质量的0.1?5%，所述碳酸钠溶液和氯化钙溶液的浓度均为1.5?3mol/L，所述聚乙二醇的分子量为1000?20000，含聚乙二醇的氯化钙溶液中聚乙二醇的质量为氯化钙质量的0.5?10% ;
[0007](2)将反应完成后的混合液与0.5?5g/L聚丙烯酸钠溶液混合并间断超声10?30min，静置24h以上，然后收集沉淀，洗涤后烘干，即得所述纳米碳酸钙；其中，所述聚丙烯酸钠溶液中聚丙烯酸钠的质量为氯化钙质量的0.1?5%。
[0008]进一步地，所述碳酸钠溶液中晶型调节剂的质量为碳酸钠质量的0.1?5%。
[0009]进一步地，所述氯化钙溶液的滴加速度为I?3滴/秒。
[0010]进一步地，所述间断超声为每超声5?10秒，间断5?10秒。
[0011]进一步地，所述收集沉淀是使用离心收集沉淀。
[0012]碳酸钙价格低廉，来源广泛，主要用于工业填充剂、食品膨松剂、饲料强化剂等，由于碳酸钙是一种无毒且生物相容性良好的材料，因此在医药领域具有潜在的应用前景，如口服补钙剂、制酸剂及酸中毒时的解毒剂等。纳米级碳酸钙的制备主要采用机械粉碎法、化学反应沉淀法、碳化法制备，用于人体要求其PH固定，粒径均匀分散好，所用原料对人体无害。
[0013]本发明所用晶型调节剂可得到比表面积最大的球形纳米碳酸钙。加入分散剂-聚乙二醇(PEG)在颗粒表面形成吸附层之间的位阻效应，可增加其在人体内环境中的稳定性和缓释性，PEG的分子量为1000?20000时效果最好，分子量过大可使降低位阻效应，增加浆液粘度。但是单用分散剂-聚乙二醇所得的纳米碳酸钙电位绝对值小，随着放置时间延长易产生团聚。为控制粒子粒径与纳米碳酸钙的粉体比例，本发明选用的聚乙二醇的浓度为氯化钙质量的0.5?10%。分散剂-聚丙烯酸钠可以在纳米碳酸钙颗粒表面形成定向排列的单分子层吸附，但是当界面吸附达到饱和，聚丙烯酸钠通过碳氢键的疏水作用缔合成胶团，使得黏度上升，本发明选用聚丙烯酸钠的质量为氯化钙质量的0.1?5%可以得到良好的分散效果而不形成胶团。本发明在纳米碳酸钙中添加这两种分散剂，既具有静电稳定又具有空间位阻效应，增加电位绝对值，提高颗粒间的排斥力，使得纳米碳酸钙的分散性更好、稳定性更强。
[0014]本发明的有益效果是，纳米碳酸钙是在晶型调节剂和聚丙烯酸钠、聚乙二醇两种分散剂存在下，由碳酸钠与氯化钙均质搅拌，发生化学沉淀反应制成，得到大小适宜、分散均匀、电位适中的球形纳米粒。所述的纳米碳酸钙粒径30?150nm，粒径分布窄，不含有毒物质、不含碱性物质，适用于制成人体肠道除铅的药剂。该纳米碳酸钙制剂经由十二指肠直接置换铅离子，形成不被肠道分解和吸收的碳酸铅，随粪便排出体外，所置换出的钙离子既能起到机体补钙的需要，还可阻止铅在肠道内的滞留与吸收。
【附图说明】
[0015]图1为实施例1中所制得的纳米碳酸钙颗粒的透射电镜图片。
[0016]图2为实施例2中所制得的纳米碳酸钙颗粒的Zeta电位。
[0017]图3为实施例2中所制得的纳米碳酸钙颗粒的粒径分布图片。
[0018]图4为对比例I所制得的纳米碳酸钙颗粒的扫描隧道显微镜图片。
[0019]图5为碳酸钙的体外模拟除铅效果。
【具体实施方式】
[0020]以下通过【具体实施方式】进一步描述本发明，由技术常识可知，本发明也可通过其它的不脱离本发明技术特征的方案来描述，因此所有在本发明范围内或等同本发明范围内的改变均被本发明包含。
[0021]实施例1:
[0022]称取5.3克似20)3粉末溶于25mL双蒸水中，在Na 20)3溶液中加入EDTA(2 %，w/W-Na2CO3)和 Na2HPO4(2%，w/w_Na2C03)，反应 10 分钟；然后搅拌下将含有 PEG 1000(10%,w/w-CaCl2)的5.55g CaCl2溶液25mL缓慢滴加到上述Na 2C(V混合溶液中，滴加速度为I滴/秒，浆液浓度为10%，充分反应30分钟后，加入聚丙烯酸钠溶液(1%，w/w-CaCl2) 50mL,间断超声20分钟，即每超声5秒，间断5秒；室温静置24小时，离心收集沉淀，双蒸水洗涤三次，无水乙醇洗涤三次；将沉淀置于烘箱中干燥，即可得到纳米碳酸钙粉末。其中，“EDTA(2%, W/W-Na2C03) ”表示EDTA的质量占Na2C0#量的2%，文中其他表述类同。
[0023]所得纳米碳酸钙粉末样品用透射电镜观察其微观形貌，如图1，可见呈球形，平均粒径为50nm，分散好，用双蒸水重建成混悬液后pH值7.0。
[0024]实施例2
[0025]称取5.3克似20)3粉末溶于25mL双蒸水中，在Na 20)3溶液中加入EDTA(1 %，w/W-Na2CO3)和 Na2HPO4(I%，w/w_Na2C03)，反应 10 分钟；然后搅拌下将含有 PEG 4000 (l%,w/W-CaCl2)的5.55g CaCl2溶液25mL缓慢滴加到上述Na 2C(V混合溶液中，滴加速度为I滴/秒，充分反应30分钟后，加入聚丙烯酸钠溶液(I %，w/w-CaCl2) 50mL，间断超声10分钟，即每超声5秒，间断5秒；室温静置72小时，离心收集沉淀，双蒸水洗涤三次，无水乙醇洗涤三次；将沉淀置于烘箱中干燥，即可得到纳米碳酸钙粉末。所得样品用粒径仪检测粒径分布及Zeta电位，平均电位为-28.8mV，如图2，平均粒径为122nm，如图3，粒径分布窄。
[0026]对比例I
[0027]在2moI/LNa2CO3Vf 液 25mL 中加入 EDTA(2 %, w/w-Na 2C03)和 Na2HPO4(2 %, w/W-Na2CO3)，反应10分钟；然后搅拌下将含有PEG 4000 (I %, w/w-CaCl2)的2mol/LCaCl2溶液25mL缓慢滴加到上述Na2CCV混合溶液中，充分反应30分钟后，间断超声20分钟；室温静置72小时，离心收集沉淀，双蒸水洗涤三次，无水乙醇洗涤三次，干燥后即可得到纳米碳酸钙粉末。所得样品用扫描隧道显微镜观察其微观形貌，如图4，可见呈球形，平均粒径为72nm，部分团聚。
[0028]对比例2
[0029]称取5.3克Na2CO3粉末溶于25mL双蒸水中，搅拌下将5.55g CaCl 2溶液25mL加到上述Na2CCV混合溶液中，充分反应后，间断超声5分钟，离心收集沉淀，双蒸水洗涤三次，无水乙醇洗涤三次；将沉淀置于烘箱中干燥，得到碳酸钙粉末，包含立方体、球形、纺锤形等多种形态，平均粒径为2.6 μπι，聚合明显。
[0030]实施例3
[0031]取实施例2所制备的纳米碳酸钙与对比例2所制备的普通碳酸钙进行体外除铅实验，具体的实施过程如下:
[0032]配置模拟十二指肠液:取磷酸二氢钾6.8g，加水500ml使溶解，用0.4%氢氧化钠溶液调节pH值至6.8 ;另取胰酶10g，加水适量使溶解；将两液混合后，加水稀释成100ml即可。
[0033]精密称量定量醋酸铅固体分别加入至10ml模拟肠液中，使铅离子的终浓度分别为 0、150、250、500 yg/L。
[0034]精密称取实施例2所制备的纳米碳酸钙粉末与对比例2所制备的普通碳酸钙粉末各40mg分别加入到上述含不同铅离子浓度的模拟肠液中，37°C恒温水浴，低速搅拌(10r/min)，按一定时间间隔，精密抽取2ml溶液，0.40 μm微孔滤膜过滤，滤液用原子吸收光谱仪测定铅离子浓度。
[0035]所得结果如图5所示，A表示纳米碳酸钙，B表示微米碳酸钙。两种碳酸钙均能降低模拟肠液中的铅离子浓度，与微米级碳酸钙相比，纳米碳酸钙粒径小，比表面积大，起效快、效果更明显，4小时左右能将铅离子浓度降低至30 μ g/L以下，达到满意的除铅效果，两者差异具有显著性意义(P〈0.01)。
【主权项】
1.一种用于肠道除铅的纳米碳酸钙，其特征在于，所述纳米碳酸钙的粒径为30?150nm ;其制备方法包括以下步骤: (1)在含有晶型调节剂的碳酸钠溶液中滴加含聚乙二醇的氯化钙溶液，搅拌、反应；其中，所述晶型调节剂为乙二胺四乙酸和可溶性无机磷酸盐的混合物，所述乙二胺四乙酸的质量为碳酸钠质量的0.1?5%，所述可溶性无机磷酸盐的质量为碳酸钠质量的0.1?5%，所述碳酸钠溶液和氯化钙溶液的浓度均为1.5?3mol/L，所述聚乙二醇的分子量为1000?20000，含聚乙二醇的氯化钙溶液中聚乙二醇的质量为氯化钙质量的0.5?10% ; (2)将反应完成后的混合液与0.5?5g/L聚丙烯酸钠溶液混合并间断超声10?30min，静置24h以上，然后收集沉淀，洗涤后烘干，即得所述纳米碳酸钙；其中，所述聚丙烯酸钠溶液中聚丙烯酸钠的质量为氯化钙质量的0.1?5%。
2.根据权利要求1所述的纳米碳酸钙，其特征在于，所述碳酸钠溶液中晶型调节剂的质量为碳酸钠质量的0.1?5%。
3.根据权利要求1或2所述的纳米碳酸钙，其特征在于，所述氯化钙溶液的滴加速度为I?3滴/秒。
4.根据权利要求1或2所述的纳米碳酸钙，其特征在于，所述间断超声为每超声5?10秒，间断5?10秒。
5.根据权利要求1或2所述的纳米碳酸钙，其特征在于，所述收集沉淀是使用离心收集沉淀。
【专利摘要】本发明涉及一种用于肠道除铅的纳米碳酸钙，属于纳米材料领域。所述纳米碳酸钙的粒径为30～150nm；其制备方法包括以下步骤：(1)在含有晶型调节剂的碳酸钠溶液中滴加含聚乙二醇的氯化钙溶液，搅拌、反应；(2)将反应完成后的混合液与0.5～5g/L聚丙烯酸钠溶液混合并间断超声10～30min，静置24h以上，然后收集沉淀，洗涤后烘干，即得所述纳米碳酸钙。所述纳米碳酸钙粒径小，比表面积大，起效快，4小时左右能将铅离子浓度降低至30μg/L以下，达到满意的除铅效果。
【IPC分类】A61K9-14, A61P3-14, A61K47-10, A61P39-02, A61K33-10, A61K47-34
【公开号】CN104784205
【申请号】CN201510177648
【发明人】廖明媚, 肖平, 潘一峰, 王吉伟, 黄彦凝, 刘雨涛
【申请人】中南大学湘雅医院
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月15日