专利名称：纳米晶体纤维素－类肝素复合物及其制法的制作方法
技术领域：
本发明属于纤维素技术领域，尤其涉及纳米晶体纤维素与类肝素进行化合得到的纳米晶体纤维素-类肝素复合物及其制备方法。
背景技术：
心血管疾病是一种严重危害人们身体健康的疾病。中国是世界上人口最多的国家，同时也是患心血管疾病最多的国家。据统计数字，中国高血压患者已超过1亿人，且每年递增200多万人。心血管疾病多为慢性病，目前，治疗或控制该类疾病的理想药物不多，因此，研制和开发此类特效药物尤为迫切。
肝素是最常见治疗心血管疾病的药物之一。肝素是从猪、牛、羊等动物的肠粘膜或肝、肺等组织中提取的一种粘多糖硫酸酯类化合物，具有如下的结构通式 肝素能溶于水，有抗凝血性，临床上用于治疗因各种原因引起的血管血栓形成与栓塞，如心肌梗塞、肺栓塞、脑血管栓塞、外周静脉栓塞、血管手术及各种原因引起的弥散性血管内凝血症等。肝素的抗凝血作用主要有几个方面1.抑制凝血致活酶的形成及作用，从而妨碍凝血酶原转变为凝血酶；2.使纤维蛋白原不能变为纤维蛋白；3.能阻碍血小板的凝集和破坏作用等。近年来对肝素的研究新发现主要有溶血脂等功能。
类肝素是一种具有与肝素类似功能的物质，类肝素是一类人工合成肝素，含-SO3-，-COO-、-NHSO3-等功能基团，这些基团也能溶解血脂，也起到抑制凝血酶的作用，如聚葡萄糖硫酸钠、聚乙烯硫酸钠、聚丙烯酸硫酸钠等，类肝素分子量为7000左右。其典型的结构式为
肝素在动物血液中含量甚小。医学上用肝素或类肝素口服液无效，一般制成针剂输入到病人血液之中。用于治疗心血管疾病的肝素为的分子量肝素，分子量约6000左右。但肝素或类肝素在人体内停留时间短，1～2天后就被肾脏排出体外，达不到完全溶解血酯、疏通血管等目的。要延长药效，需用载体连接。
日本ゼォン公司用纤维素与高碘酸反应使部分纤维素断链，再通过共价键与肝素连接，这样既不损害高分子的机械强度，又能使肝素形成牢固的化学接合，用于肌肉注射，提高肝素的疗效。这里的纤维素为一般微晶纤维素，粒径5～50μm。由于该反应使用昂贵的高碘酸，使得成本提高。并且由于所用的纤维素是一般微晶纤维素，当与肝素结合后，考虑到毛细血管的直径为10μm，所得化学键相连的肝素的粒径大部分都大于毛细血管的直径，导致堵塞毛细血管，使得该药物不能进行血管注射，因此不能充分发挥肝素的作用。
发明内容
本发明的目的提供一种用纳米晶体纤维素(NCC)与类肝素结合的新型长效药物复合物，它能在血管中循环流动，提高类肝素在血液中的停留时间，用于治疗心血管疾病，以提高治疗效果。
本发明的另一个目的是提供该复合物的制备方法。
本发明提供的纳米晶体纤维素与类肝素的复合物为 其中x为10～20，y为25～75。
x优选12～16，y优选37～56。
本发明提供的纳米晶体纤维素与类肝素结合的复合物的制备方法，包括如下步骤先将粒径为10～80nm的纳米晶体纤维素加水配制成重量浓度为3～10％的悬浮液，氮气保护，60～100℃下，先加入过氧化物反应10～60min，再加入极性有机溶剂，然后加入甲基丙烯酸、甲基丙烯酸乙酯硫酸酯、硫酸胺基甲基丙烯酸乙酯，在60～100℃下连续搅拌反应1～5h，经分离、洗涤收集产物，其中纳米晶体纤维素与过氧化物、溶剂、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸乙酯硫酸酯、硫酸胺基甲基丙烯酸乙酯的摩尔比为100∶3～16∶1500～3500∶100～500∶100～400∶50～200，优选100∶4～6∶2000～3000∶250～400∶200～300∶100～150。
其中纳米晶体纤维素的粒径优选20～50nm。
过氧化物可选自过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢、过氧化苯甲酰等。
极性有机溶剂可选自乙醇、二甲基亚砜、N，N二甲基甲酰胺或N，N二甲基乙酰胺等溶剂。
NCC是从植物纤维如棉、麻、木材浆粕中经酸水解得到的纳米粒径的纤维素晶体，其制备方法在中国发明专利ZL 94115873.X及公开号为CN 1405218A、CN 1341663A、CN 1267699A的发明专利申请都有介绍，一般粒径为3～100nm，聚合度在37～56，使用时可根据实验情况调节水解工艺，从而得到一定径粒的NCC；NCC的晶胞参数如下a为0.835nm，b为0.790nm，c为0.103nm；NCC的结晶度为60～80％，它保留了纤维素的结构与化学成份，仍属天然纤维素结构，仅粒子属纳米颗粒。NCC不溶于水，但能分散于水中；NCC与人体相容性好，不起化学反应，也不影响人体正常的生理功能。作为药用NCC需经提纯，除去杂质，并符合医药药典指标才能应用。
NCC与肝素或类肝素通过化学连接制得的NCC-肝素或类肝素复合体药物。首先要确定NCC的粒径大小，以不能通过肾滤管孔径为原则，一般约为30nm，而肾的孔径为2～8nm。另外，NCC更不能妨碍血液循环流动，如果粒径太大，在人体的动脉与静脉连接的毛细血管(孔径约10μm)中，在进行微循环时，就会堵塞血管，直接影响人体细胞的营养供给和氧的交换，严重的会使局部组织坏死。NCC与肝素或类肝素通过化学键结合后，制成的药物为纳米级药物，将其输入人体血管后，便在血管中循环流动，能通过心脏、肺部、脑部，也能通过微循环系统，从动脉到静脉，畅通无阻，因为粒径几十纳米的药物相对于孔径10μm的微循环毛细血管就显得相当渺小了。因此，纳米药物便能长时间接触聚合血脂和聚合的纤维蛋白，使之逐渐溶解，通过人体代谢后排出体外，达到疏通血管，治疗高血压目的。纳米药物在血液中不易分解，也不起其它化学反应，在经过一年多时间后，纳米药物会被血液中的酶逐渐分解，肝素或类肝素会从NCC中脱落，由肾脏排出体外，NCC也会变为低分子量的纤维二糖、三糖、甚至葡萄糖而被人体吸收代谢，其代谢物对人体无害。
NCC与类肝素以化学键相连，得到类似肝素作用的纳米药物。类肝素是一类人工合成肝素，含-SO3-，-COO-、-NHSO3-等功能基团，这些基团也能溶解血脂，也起到抑制凝血酶的作用，如聚葡萄糖硫酸钠、聚乙烯硫酸钠、聚丙烯酸硫酸钠等，类肝素分子量为7000左右。含上述基团化合物也能通过化学方法与NCC连接；也可用含以上基团的一些高分子单体，用过氧化物引发NCC使之产生自由基，再与这些单体进行接枝共聚反应，制得NCC-类肝素复合体纳米药物，用于治疗心血管疾病。
产物经红外分析、核磁共振分析、X-射线衍射、元素分析、液相色谱分析、质谱分析、电镜分析、原子力显微镜分析等分析测试确定复合体纳米药物的结构与组成。
NCC-类肝素复合体药物的消除。当人体受外伤或需要动手术时，需要终止类肝素的抗凝血作用，恢复血液的凝血功能，可静脉注射聚己烷二甲胺基丙基溴化物，马上中和类肝素，恢复血液凝血功能，防止失血现象发生。
本发明提供的用纳米晶体纤维素(NCC)与类肝素通过化学键连接，制得抗心血管疾病的纳米药物，它既保持了类肝素的抗凝血性和溶血脂功能，又由于药物粒径大于肾小管孔径，使药物不被排出体外，变为长效药物；纳米药物能循环于人体大小血管之中，在溶解血脂的同时，不堵塞血管，与人体相容性好，能达到治愈心血管疾病目的，具有良好的应用前景。
具体实施例方式
实施例1在250ml三口烧瓶中，加入浓度为5wt％粒径30nm(±5nm)的NCC悬浮液(去离子水配置)150ml于反应烧瓶中，氮气保护，60℃反应，用0.14g过氧化氢于NCC中引发20min，使NCC产生自由基后，再加入含有0.9ml分析纯乙醇、0.22g丙烯酸、0.42g甲基丙烯酸乙酯硫酸酯、0.21g硫酸胺基甲基丙烯酸乙酯的混合液，70℃下连续搅拌反应5h，产物经膜分离，用去离子水洗涤，50％乙醇洗涤，再用去离子水洗涤至无杂质为止，得5％的NCC-合成类肝素复合物悬浮液，经消毒灭菌后，配成针剂应用。
实施例2在250ml三口烧瓶中，加入浓度为7wt％粒径40nm(±5nm)的NCC悬浮液(去离子水配置)107ml于反应烧瓶中，氮气保护，70℃反应，用0.10g过氧化苯甲酰，于NCC中引发30min，使NCC产生自由基后，再加入含有1.4ml分析纯二甲基亚砜、0.25g丙烯酸、0.50g甲基丙烯酸乙酯硫酸酯、0.25g硫酸胺基甲基丙烯酸乙酯的混合液，100℃下连续搅拌反应1.5h，产物经膜分离，用去离子水洗涤，50％乙醇洗涤，再用去离子水洗涤至无杂质为止，用去离子水稀释得5％的NCC-合成类肝素复合物悬浮液，经消毒灭菌后，配成针剂应用。
实施例3在250ml三口烧瓶中，加入浓度为8wt％粒径50nm(±5nm)的NCC悬浮液(去离子水配置)94ml于反应烧瓶中，氮气保护，80℃反应，用0.13g过硫酸铵于NCC中引发40min，使NCC产生自由基后，再加入含有2.0ml分析纯N，N二甲基甲酰胺中、0.30g丙烯酸、0.56g甲基丙烯酸乙酯硫酸酯、0.28g硫酸胺基甲基丙烯酸亚乙酯的混合液，90℃下连续搅拌反应2h，产物经膜分离，用去离子水洗涤，50％乙醇洗涤，再用去离子水洗涤至无杂质为止，得5％的NCC-合成类肝素复合物悬浮液，经消毒灭菌后，配成针剂应用。
实施例4在250ml三口烧瓶中，加入浓度为10wt％粒径50nm(±5nm)的NCC悬浮液(去离子水配置)75ml于反应烧瓶中，氮气保护，90℃反应，用0.1g过硫酸钾于NCC中引发50min，使NCC产生自由基后，再加入含有2.6ml分析纯N，N二甲基乙酰胺中、0.34g丙烯酸、0.62g甲基丙烯酸乙酯硫酸酯、0.31g硫酸胺基甲基丙烯酸亚乙酯的混合液，80℃下连续搅拌反应2.5h，产物经膜分离，用去离子水洗涤，50％乙醇洗涤，再用去离子水洗涤至无杂质为止，得5％的NCC-合成类肝素复合物悬浮液，经消毒灭菌后，配成针剂应用。
权利要求
1.一种结构如下的纳米晶体纤维素与类肝素的复合物 其中x为10～20，y为25～75。
2.权利要求1的复合物，其中x为12～16，y为37～56。
3.权利要求1或2的复合物的制备方法，包括如下步骤先将粒径为10～80nm的纳米晶体纤维素加水配制成重量浓度为3～10％的悬浮液，氮气保护，60～100℃下，先加入过氧化物反应10～60min，再加入极性有机溶剂，然后加入甲基丙烯酸、甲基丙烯酸乙酯硫酸酯、硫酸胺基甲基丙烯酸乙酯，在60～100℃下连续搅拌反应1～5h，经分离、洗涤收集产物，其中纳米晶体纤维素与过氧化物、溶剂、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸乙酯硫酸酯、硫酸胺基甲基丙烯酸乙酯的摩尔比为100∶3～16∶1500～3500∶100～500∶100～400∶50～200。
4.权利要求3的制备方法，其中纳米晶体纤维素与过氧化物、溶剂、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸乙酯硫酸酯、硫酸胺基甲基丙烯酸乙酯的摩尔比为100∶4～6∶2000～3000∶250～400∶200～300∶100～150。
5.权利要求3或4的方法，其中纳米晶体纤维素的粒径为20～50nm。
6.权利要求3或4的方法，其中过氧化物选自过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化氢、过氧化苯甲酰。
7.权利要求3或4的方法，其中极性有机溶剂选自乙醇、二甲基亚砜、N，N二甲基甲酰胺或N，N二甲基乙酰胺。
全文摘要
本发明涉及结构如下的纳米晶体纤维素与类肝素进行化合得到的纳米晶体纤维素－类肝素复合物(见化学式)其中x为10～20，y为25～75。其制法是先将粒径为10～80nm的纳米晶体纤维素加水配制成重量浓度为3～10％的悬浮液，氮气保护，60～100℃下，先加入过氧化物反应，再加入极性有机溶剂，然后加入甲基丙烯酸、甲基丙烯酸乙酯硫酸酯、硫酸胺基甲基丙烯酸乙酯，在60～100℃下连续搅拌反应而制得。该复合物既保持了类肝素的抗凝血性和溶血脂功能，又不易不被排出体外，变为长效药物，且不堵塞血管，与人体相容性好，具有良好的应用前景。
文档编号C08L5/00GK1491976SQ0314026
公开日2004年4月28日 申请日期2003年8月25日 优先权日2003年8月25日
发明者王东山, 黎国康, 黄勇 申请人:中国科学院广州化学研究所