专利名称：以坡缕石、蒙脱石为载体的补锌剂及其制备使用方法
技术领域：
本发明涉及一种以坡缕石、蒙脱石为载体的补锌剂及其制备使用方法。
背景技术：
锌是一种人体必需的微量元素，也是细胞内最丰富的微量元素。成人需10～15mg/d，儿童约需10mg/d。锌分布在人体各个组织器官内，视网膜、脉络膜、前列腺等器官含量最多，胰腺、肝、肾、肌肉也含有较多的锌。据中国医学科学院对18个省市学龄前儿童头发中含锌量测定，大约60％儿童含锌量低于正常值。人体中锌主要从食物中来，我国人群的膳食构成基本以谷物类为主，而谷物类的锌含量普遍较低。因此，锌摄入量不足是较普遍的现象，在儿童中尤为突出。
锌参与体内许多酶的合成。人体内有近200种酶的活性与锌有关，如DNA聚合酶，RNA合成酶，与营养物质代谢有关的许多脱氢酶；与红细胞运送氧和二氧化碳功能有关的碳酸酐酶；与骨骼生长发育有关的碱性磷酸酶，等。
造成人体缺锌的因素主要有一是摄入量不足，谷物和果蔬类食物锌含量低，这是我国人口普遍缺锌的主要原因；二是需求量的增加，如孕妇和哺乳妇对锌的需求量增加，婴幼儿和少年由于生长发育的要求对锌需求量增加，这些人群更容易缺锌；三是体内锌丢失增加，长时间饥饿、烧伤、创伤和大手术病人由于组织破坏分解，可引起尿锌排泄增加；此外，肾病、慢性失血、糖尿病、寄生虫感染及慢性酒精中毒者都会使体内锌丢失。
缺锌对机体的负面影响是多方面的。一是对生长发育和组织再生的影响，锌广泛参与核酸和蛋白质的代谢，缺锌后人体中锌依赖酶的活性降低，妨碍细胞的正常复制和分化，研究证实发育期儿童缺锌的早期表现是生长迟缓或停滞，缺锌可妨碍正常的软骨生成和钙化过程，影响儿童生长发育。缺锌者胶元蛋白合成不足，伤口愈合不好，易发生感染。二是对性器官和性功能的影响。锌缺乏可引起男性第二性征及女性生殖器发育迟缓，青年男女均有性腺机能减退现象，性功能低下。三是锌和激素之间的相互作用，锌不但参与胰岛素合成，并有稳定胰岛素结构的作用，缺锌可使胰岛素降解加剧，引起血中胰岛素水平下降及对葡萄糖利用串减少，葡萄糖耐量下降，且多数随尿病患者伴有锌吸收不良。缺锌还导致体内胸腺素的产量和活性及T细胞的功能降低，机体免疫能力减退。四是缺锌可引起血液内视黄醇结合蛋白的浓度降低，影响组织对维生素A的利用，使人的视力和暗适应能力下降。
最早使用的补锌药物是硫酸锌，但是由于对胃肠粘膜有刺激性而引起恶心、呕吐等副作用，目前已较少使用。因此，近年来人们尝试使用有机锌制剂，包括醋酸锌、枸橼酸锌、乳清酸一精氨酸锌、甘草酸锌、葡萄糖酸锌、L-天门冬氨酸螯合锌、L-赖氨酸螯合锌、甘氨酸锌、L-苏糖酸锌、果糖二磷酸锌、乙酰谷酰胺锌，等。有机锌的制备复杂，价格不菲，且绝大多数效果尚不能肯定。
坡缕石和蒙脱石适合于用作Zn2+离子载体和它们的结晶化学成分及结晶结构有关。坡缕石的理论分子式为Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4·4H2O其中Mg的位置常有其它二价和三价阳离子置换。坡缕石的结晶结构具有晶内隧道孔，Mg和其它杂质离子暴露在隧道孔表面，易于被Zn2+离子置换。
蒙脱石是一种具有层状结构粘土矿物，化学成份为铝硅酸盐，化学结构式可写成(M+x+y·nH2O)(R3+2-y·R2+y)(Si4-x·Alx)O10(OH)2式中M+代表一价阳离子，如Na+、Li+和K+；R2+、R3+分别代表层间位置的二价和三价阳离子，如Ca2+、Mg2+、Fe2+和Fe3+。蒙脱石的层间阳离子易于被其它阳离子置换，是Zn2+离子的理想载体。
用坡缕石或蒙脱石作为Zn2+离子的载体，有利于减缓可能存在的副作用，同时可以利用载体矿物的生物亲和性，提高其吸收率。
发明内容
本发明的目的是提供一种以坡缕石、蒙脱石为载体的补锌剂及其制备与使用方法。
本发明的以坡缕石、蒙脱石为载体的补锌剂是一种含可交换锌离子的坡缕石、蒙脱石，按重量百分比计，锌元素在载体矿物中的含量为9～11％。
这种以坡缕石、蒙脱石为载体的补锌剂的制备方法包括以下步骤1)按常规方法分离提纯坡缕石、蒙脱石，将提纯后的矿物和重量为3～5倍的酸溶液混合，搅拌均匀，进行活化反应，然后离心或过滤脱水，用水清洗后，再加水搅拌，制成浓度为3～20％的悬浮液矿浆；2)将含锌量为坡缕石、蒙脱石重量9～11％的锌盐，溶于水配置成溶液，在搅拌的同时缓缓倒入矿浆，进行离子交换反应；3)检测矿浆的pH值，用浓度为0.5～2摩尔的NaOH溶液调节，使矿浆pH值为8.0～9.5；4)用沉淀、离心或压滤等方法，使矿浆脱水；5)将步骤4)所得物自然凉晒干燥或在低于80℃温度下烘干，研磨至小于300目，得到含水量小于10％的粉体；在本发明制备方法中所说的坡缕石是一种具有层链状结构的镁硅酸盐矿物，所说的蒙脱石是一种具有层状结构的铝硅酸盐矿物，它们在自然界的产出形态为粘土、泥岩、页岩或较疏松的块状矿石。
对矿物进行活化可使用浓度为1～5摩尔的盐酸、硝酸或硫酸溶液，从环境、成本等因素综合考虑，推荐使用盐酸，矿物和酸溶液的重量比控制在1∶3至1∶5。锌盐选用氯化锌、硝酸锌和硫酸锌或者是这些盐类的水合物中的一种或几种。
将上述方法制得的补锌剂制成片剂或粉剂，适用于人类口服。儿童每天0.05～0.1克，成人每天0.1～0.15克，孕妇与老年人每天0.15～0.20克，分2～3次于饭前半小时服用。
本发明的优点是1)利用天然坡缕石、蒙脱石的阳离子交换能力搭载二价锌离子，生产成本低；2)载体矿物坡缕石、蒙脱石与胃肠道粘膜的亲和性高，大大提高了Zn2+离子在体内的吸收率，同时也降低了排泄量和环境残留量；3)矿物的缓释效应提高了Zn2+离子的使用安全性；4)载体矿物具有遇水膨胀散开的特点，使用方便。
具体实施例方式
选用坡缕石和蒙脱石作为Zn2+离子的载体，一方面是因为它们的层链状、层状结晶结构对阳离子具有缓释作用，降低了Zn2+离子在胃肠道中的瞬间浓度，提高了使用安全性；此外这两种矿物都具有很好的生物亲和性，易于附着在胃肠粘膜的表面，从而提高Zn2+离子在体内的吸收率从天然矿石中分离提纯坡缕石(又名凹凸棒石)和蒙脱石(又名膨润土)的技术是众所周知的，它包括粉碎、打浆制成悬浮液、分级收集小于2μ的颗粒等。提纯后的坡缕石、蒙脱石是浅绿色、浅黄色粘土矿物，在水中具有良好的分散性。
制备方法分两步进行，第一步使用酸溶液对载体矿物进行活化，使矿物八面体位置和层间位置的阳离子备淋漓带出，形成晶格空穴。所说的酸溶液为浓度为1～5摩尔的盐酸、硝酸或硫酸溶液，推荐使用盐酸，矿物和酸溶液的重量比控制在1∶3至1∶5，搅拌使二者混和均匀，反应过程应持续搅拌。活化反应可在室温下进行，如有廉价热源，也可对矿浆加热。加热可缩短反应时间。
第二步使用锌盐溶液，使溶液中的Zn2+离子置换坡缕石、蒙脱石矿物晶格中的Ca2+、Mg2+、Na+和其它层间阳离子，或填入晶格空穴中。所说的锌盐可选用氯化锌、硝酸锌和硫酸锌中的一种或几种，本发明推荐使用氯化锌。锌盐用量应使锌元素相当于蒙脱石重量的9～11％，推荐值为10％。
在本发明的制作过程中，有关步骤添加的水量要求不是很严格，在搅拌、混合及喷雾干燥等设备能正常运转的前提下，应尽量减少用水，以降低生产成本。搅拌和混合可选用常规设备，混合的时限以能够形成明显均匀的浆料为宜。
控制调节矿浆的pH值是本发明的关键之一。Zn2+离子交换反应结束后，应检测矿浆的pH值，若其pH＜8，则加入适量NaOH溶液，使矿浆pH介于8.0～9.5。调节pH值的目的，是使溶液中残存的Zn2+离子沉淀，以免污染环境。调节pH后，应再次将矿浆搅拌均匀。
矿浆的脱水工艺，可因地制宜，选用滤布过滤、沉淀池、离心机或压滤机进行脱水。
脱水后若使用烘干设备干燥，应注意烘干温度不得超过90℃，最好控制在80℃以下，温度过高会使蒙脱石发生相变，失去阳离子交换能力，Zn2+离子也随之失去活性。
烘干后的载锌坡缕石、蒙脱石为坚硬的块状，可选用常规设备破碎研磨至粒度不大于300目。装袋后即为最终产品。
需精确测定最终产品的锌含量，并明确标识在外包装上。
以下结合具体实例进一步说明本发明。
实施例1以坡缕石为载体的补锌剂及其制备，包括以下步骤1.称取10Kg分离提纯的坡缕石，加入50Kg浓度为5摩尔的盐酸，在搅拌桶中搅拌均匀；在室温下进行离子交换反应24小时，其间持续搅拌，然后离心脱水，用水清洗、搅拌、离心1～2次后，再加90Kg水搅拌，制成浓度为10％的坡缕石悬浮液矿浆；2.称取2.08公斤ZnCl2(含锌元素1Kg)，溶入一升水中，在搅拌的同时，将ZnCl2溶液缓缓倒入盛有矿浆的搅拌桶中。让矿浆与含锌溶液在搅拌桶中反应六小时，期间每隔一小时搅拌3～5分钟，以使矿浆保持悬浮态。
3.在搅拌的同时缓缓加入浓度为1摩尔的NaOH溶液，直至矿浆的pH值为8.0。
4.矿浆在搅拌桶中静置一昼夜，使坡缕石自然沉淀，用虹吸法吸除上层清液，将沉淀物倒在滤布上进一步脱水。将脱水后的矿浆用切碎机或铁铲分割成小块，在温度70℃环境下烘干、破碎、研磨，使产品粒度小于300目，装袋。所得产品即为以坡缕石为载体的补锌剂，此产品中锌元素含量为10％(每克产品含锌元素100毫克)。
实施例2以蒙脱石为载体的补锌剂及其制备，包括以下步骤1.称取10Kg分离提纯的蒙脱石，加入30Kg浓度为3摩尔的盐酸，在搅拌桶中搅拌均匀；在室温下进行离子交换反应至少12小时，其间持续搅拌，然后离心脱水，用水清洗、搅拌、离心1～2次后，再加90Kg水搅拌，制成浓度为10％的蒙脱石悬浮液矿浆；2.称取2.08 KgZnCl2(含锌元素1Kg)，溶入一升水中，在搅拌的同时，将ZnCl2溶液缓缓倒入盛有矿浆的搅拌桶中。让矿浆与含锌溶液在搅拌桶中反应六小时，期间每隔一小时搅拌3～5分钟，以使矿浆保持悬浮态。
3.在搅拌的同时缓缓加入浓度为1摩尔的NaOH溶液，直至矿浆的pH值为9.5。
4.矿浆在搅拌桶中静置一昼夜，使蒙脱石自然沉淀，用虹吸法吸除上层清液，将沉淀物倒在滤布上进一步脱水，将脱水后的矿浆用切碎机或铁铲分割成小块，在温度80℃环境下烘干、破碎、研磨，使产品粒度小于300目，装袋，所得产品即为以蒙脱石为载体的补锌剂，此产品中锌元素含量为10％(每克产品含锌元素100毫克)。
实施例3以坡缕石为载体的补锌剂及其制备，包括以下步骤1.称取10Kg用常规方法分离提纯的坡缕石，加入50Kg浓度为3摩尔的盐酸，在搅拌桶中搅拌均匀；在室温下进行离子交换反应24小时，其间持续搅拌，然后离心脱水，用水清洗、搅拌、离心1～2次后，再加90Kg水搅拌，制成浓度为10％的坡缕石悬浮液矿浆；2.称取1.88公斤ZnCl2(含锌元素0.9Kg)，溶入一升水中，在搅拌的同时，将ZnCl2溶液缓缓倒入盛有矿浆的搅拌桶中。让矿浆与含锌溶液在搅拌桶中反应六小时，期间每隔一小时搅拌3～5分钟，以使矿浆保持悬浮态。
3.用pH计测得矿浆的pH为4.5。在搅拌的同时缓缓加入浓度为0.5摩尔的NaOH溶液，直至pH值为9.0。
4.矿浆在搅拌桶中静置一昼夜，使坡缕石自然沉淀，用虹吸法吸除上层清液，将沉淀物倒在滤布上进一步脱水。将脱水后的矿浆用切碎机或铁铲分割成小块，在温度70℃环境下烘干、破碎、研磨，使产品粒度小于300目，装袋。所得产品即为以坡缕石为载体的补锌剂，此产品中锌元素含量为9％(每克产品含锌元素90毫克)。
实施例4以蒙脱石为载体的补锌剂及其制备，包括以下步骤1.称取10Kg分离提纯的蒙脱石，加入30Kg浓度为5摩尔的盐酸，在搅拌桶中搅拌均匀；在室温下进行离子交换反应至少12小时，其间持续搅拌，然后离心脱水，用水清洗、搅拌、离心1～2次后，再加90Kg水搅拌，制成浓度为10％的蒙脱石悬浮液矿浆；2.称取2.29 KgZnCl2(含锌元素1.1Kg)，溶入一升水中，在搅拌的同时，将ZnCl2溶液缓缓倒入盛有矿浆的搅拌桶中。让矿浆与含锌溶液在搅拌桶中反应六小时，期间每隔一小时搅拌3～5分钟，以使矿浆保持悬浮态。
3.在搅拌的同时缓缓加入浓度为1摩尔的NaOH溶液，直至矿浆的pH值为8.5。
4.矿浆在搅拌桶中静置一昼夜，使蒙脱石自然沉淀，用虹吸法吸除上层清液，将沉淀物倒在滤布上进一步脱水，将脱水后的矿浆用切碎机或铁铲分割成小块，在温度80℃环境下烘干、破碎、研磨，使产品粒度小于300目，装袋，所得产品即为以蒙脱石为载体的补锌剂，此产品中锌元素含量为11％(每克产品含锌元素110毫克)。
实施例5以坡缕石为载体的补锌剂的使用方法实施例1和实施例2制备的补锌剂，压制成片重0.05克的片剂，每片含锌5毫克，供日常补锌，每天1～4片，分2～3次于饭前半小时。
实施例6以蒙脱石为载体的补锌剂的使用方法实施例3制备的补锌剂，压制成片重0.05克的片剂，每片含锌4.5毫克，供日常补锌，每天1～4片，分2～3次于饭前半小时。
实施例6以蒙脱石为载体的补锌剂的使用方法实施例3制备的补锌剂，压制成片重0.05克的片剂，每片含锌5.5毫克，供日常补锌，每天1～4片，分2～3次于饭前半小时。
本发明提供了一种以坡缕石、蒙脱石为载体的补锌剂及其制备与使用方法。该发明利用天然矿物的阳离子交换能力搭载二价锌离子，生产成本低；载体矿物与胃肠道粘膜的亲和性高，大大提高了Zn2+离子在体内的吸收率，同时也降低了排泄量和环境残留量；矿物的缓释效应提高了Zn2+离子的使用安全性；载锌坡缕石、蒙脱石具有遇水膨胀散开的特点，使用方便。基于本发明所制得的补锌剂，能通过缓释作用为人或动物提供必需的微量元素锌，减轻了直接服用无机锌盐、锌酸盐带来的各种副作用，增加了锌的吸收率。所补充的锌元素能够预防和治疗因锌缺乏引起的各种疾病。
权利要求
1.一种以坡缕石、蒙脱石为载体的补锌剂，其特征在于它是一种含可交换锌离子的坡缕石、蒙脱石，按重量百分比计，锌元素在坡缕石、蒙脱石中的含量为9～11％。
2.根据权利要求1所述的以坡缕石、蒙脱石为载体的补锌剂的制备方法，其特征在于它包括以下步骤1)按常规方法分离提纯坡缕石、蒙脱石，将提纯后的矿物和重量为3～5倍的酸溶液混合，搅拌均匀，进行活化反应，然后离心或过滤脱水，用水清洗后，再加水搅拌，制成浓度为3～20％的悬浮液矿浆；2)将含锌量为坡缕石、蒙脱石重量9～11％的锌盐，溶于水配置成溶液，在搅拌的同时缓缓倒入矿浆，进行离子交换反应；3)检测矿浆的pH值，用浓度为0.5～2摩尔的NaOH溶液调节，使矿浆pH值为8.0～9.5；4)用沉淀、离心或压滤等方法，使矿浆脱水；5)将步骤4)所得物自然凉晒干燥或在低于80℃温度下烘干，研磨至小于300目，得到含水量小于10％的粉体；
3.根据权利要求一种以坡缕石、蒙脱石为载体的补锌剂，其特征在于所说的坡缕石是一种具有层链状结构的镁硅酸盐矿物，所说的蒙脱石是一种具有层状结构的铝硅酸盐矿物，它们在自然界的产出形态为粘土、泥岩、页岩或较疏松的块状矿石。
4.根据权利要求2所述的以坡缕石、蒙脱石为载体的补锌剂的制备方法，其特征在于所说的酸溶液为浓度为1～5摩尔的盐酸、硝酸或硫酸。
5.根据权利要求2所述的以坡缕石、蒙脱石为载体的补锌剂的制备方法，其特征在于所说的锌盐为氯化锌、硝酸锌和硫酸锌或者是这些盐类的水合物。
6.根据权利要求1所述的以坡缕石、蒙脱石为载体的补锌剂的使用方法，其特征是适用于人类日常补锌，剂量控制儿童每天0.05～0.1克，成人每天0.1～0.15克，孕妇与老年人每天0.15～0.20克，分2～3次于饭前半小时服用。
全文摘要
本发明公开了一种以坡缕石、蒙脱石为载体的补锌剂及其制备与使用方法，这种补锌剂是一种含活性锌的坡缕石、蒙脱石。按重量百分比计，锌在坡缕石、蒙脱石中的含量为含量为9～11％。其制备方法是利用离子交换反应将微量元素锌植入矿物晶格，制成含活性Zn
文档编号A61K47/02GK1706499SQ20051004987
公开日2005年12月14日 申请日期2005年5月30日 优先权日2005年5月30日
发明者叶瑛, 邬黛黛, 季珊珊, 李俊, 陈雪刚, 黄霞, 张维睿 申请人:浙江大学