专利名称：壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用作药物载体的壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料及其制备方法，属纳米技术领域。
背景技术：
壳聚糖由于其独特的分子结构，在生物体内具有正电荷，因而具有良好的粘附性和促进药物吸收的能力，可以提高药物的生物利用度，减少药物使用剂量和副作用。但是，壳聚糖在pH为6以上不溶于水，使它不适合在中性条件下吸附离子。而壳聚糖季铵盐原始氨基被甲基所取代，阻止了壳聚糖的氨基和羟基生成氢键，从而提高了壳聚糖的水溶性，并拓展了壳聚糖在医药方面的应用，但纯壳聚糖季铵盐纳米粒子作为药物载体对药物的包封率及缓释效果并不十分理想。累托石是层状硅酸盐，因其化学组成和特异的矿物晶体结构而具有特殊的物理化学性能，这种特性能够使累托石作为一种新矿物药，可起到吸附病原菌、毒素及有害因子的作用；并可维持生物膜的电荷平衡及细胞组织代谢。同时，层状硅酸盐有大的吸附表面、凝胶性、流变性等特点，适合作为药物的载体、混悬剂、稀释剂等。如果将壳聚糖季铵盐和粘土结合用作药物载体，将为医药的发展开拓新的途径，但目前现有技术中尚未出现将壳聚糖季铵盐和累托石相结合的复合材料。
发明内容
为获得更好的药物载体，本发明提供了一种用作药物载体的壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料及其制备方法，壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料的纳米粒子对药物的包封率高，缓释效果好，且其制备方法简单有效、无污染、可操作性强。
本发明所采用的技术方案为壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料的组成包括壳聚糖季铵盐和累托石，其中壳聚糖季铵盐所占总重量百分比为33.3～80％、累托石所占总重量百分比为20～66.7％，壳聚糖季铵盐插层于累托石层间。壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料中累托石层间距在2.9nm-3.5nm间。所用壳聚糖季铵盐的分子量为1.1×105～1.5×105，取代度为75～95％。所用的累托石为未改性的天然钙基累托石。
本发明提供的壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料的制备方法包括以下步骤按配比确定壳聚糖季铵盐和累托石的量后，将累托石制成w/v比为1-2％的水悬浮液，搅拌并加热至70～80℃，然后按壳聚糖季铵盐累托石质量比为1∶4-1∶1的量取壳聚糖季铵盐制成将w/v比为0.25～0.5％的壳聚糖季铵盐水溶液滴加到累托石水悬浮液中搅拌反应1～2d后，再将其余壳聚糖季铵盐制成w/v比为0.5～1％壳聚糖季铵盐水溶液滴加到正在反应的溶液中，继续搅拌1～2d，冷冻干燥即得壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料。
再按重量百分比为12∶1∶2～12∶2∶3的比例称量出海藻酸钠、氯化钙及壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料，将壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料包载模型药物并制成0.6～1.8mg/ml水溶液待用，将海藻酸钠制成0.6～1.2mg/ml水溶液，滴加入0.3～0.6mg/ml的氯化钙水溶液中，搅拌0.5～1h，然后再滴加入包载模型药物的壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料水溶液交联成纳米粒子，高速离心分离，冷冻干燥，获得壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料的纳米粒子，其粒径在100～200nm之间。
由于壳聚糖季铵盐是壳聚糖的一种水溶性衍生物，可由壳聚糖和环氧丙烷-三甲基-氯化铵反应制备，它比壳聚糖具有更好的促进药物吸收的能力。而累托石又具有特殊的物理化学性能，因此本发明提供的壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料结合了有机和无机材料的结构、物理及化学性能，对药物的包封率及缓释性能与纯壳聚糖季铵盐纳米粒子相比都有较大提高，经测试其最高包封率可达88％，药物缓释时间长达8d以上。更重要的是，其纳米粒子可以结合粘土片层对药物的吸附作用、对黏膜的保护作用及吸附体内毒素的作用和壳聚糖季铵盐的增强胃黏膜的渗透性和吸收性，比纯壳聚糖季铵盐更适合在医药上应用。
本发明提供的壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料的插层方法不需要对累托石进行改性，直接利用壳聚糖季铵盐上的正离子与累托石层间的钙离子进行交换，以及依靠搅拌的剪切力将高分子链插入到硅酸盐片层并将片层撑开，使粘土达到纳米尺度的均匀分散，形成复合材料，所以具有简单有效、无污染、可操作性强的优点。
具体实施例方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，实施例中所用的壳聚糖季铵盐其分子量为1.1×105～1.5×105，取代度为75～95％。所用的累托石为未改性的天然钙基累托石。
实施例1将累托石制成w/v比为2％的水悬浮液，搅拌并加热至70℃，将0.05g壳聚糖季铵盐制成0.25％水溶液，滴加到0.2g 2％(w/v)的累托石水悬浮液中，搅拌反应1d后，再将其余壳聚糖季铵盐制成0.5％(w/v)的壳聚糖季铵盐水溶液滴加到正在反应的溶液中，继续搅拌1d。冷冻干燥即得壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料。该复合材料的各组分所占总重量百分比分别为壳聚糖季铵盐33.3％、累托石66.7％。该壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料中累托石层间距在2.9nm-3.5nm间。将海藻酸钠制成0.6mg/ml水溶液，滴加入0.3mg/ml氯化钙水溶液，搅拌0.5h。然后将包载模型药物双氯芬酸钠的壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料制成0.6mg/ml水溶液，滴加入上述溶液中交联即得纳米粒子，高速离心分离，冷冻干燥，获得壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料的纳米粒子，其粒径在100～200nm之间，海藻酸钠∶氯化钙∶壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料的重量百分比为12∶1∶2。该纳米粒子对双氯芬酸钠的包封率为88％，在模拟胃液中，六天累积缓释达15％，在模拟肠液中，八天累积缓释达36％。
实施例2将累托石制成w/v比为1.5％的水悬浮液，搅拌并加热至75℃，将0.075g的壳聚糖季铵盐制成0.3％水溶液，滴加到0.2g 1.5％(w/v)的累托石水悬浮液中，搅拌反应1d后，再将其余壳聚糖季铵盐制成0.75％(w/v)壳聚糖季铵盐水溶液滴加到正在反应的溶液中，继续搅拌1.5d。冷冻干燥即得复合材料。该复合材料的各组分所占总重量百分比分别为壳聚糖季铵盐50％、累托石50％。该壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料中累托石层间距在2.9nm-3.5nm间。将海藻酸钠制成0.8mg/ml水溶液，滴加入0.36mg/ml氯化钙水溶液，搅拌0.6h。然后将包载模型药物双氯芬酸钠的壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料制成0.96mg/ml水溶液，滴加入上述溶液中交联即得纳米粒子，高速离心分离，冷冻干燥，获得壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料的纳米粒子，其粒径在100～200nm之间，海藻酸钠∶氯化钙∶壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料的重量百分比为8∶1.2∶1.6。该纳米粒子对双氯芬酸钠的包封率为85％，在模拟胃液中，六天累积缓释达17％，在模拟肠液中，八天累积缓释达40％。
实施例3将累托石制成w/v比为1.5％的水悬浮液，搅拌并加热至80℃，将0.1g的壳聚糖季铵盐制成0.4％水溶液，滴加到0.2g 1.5％(w/v)的累托石水悬浮液中，搅拌反应1.5d后，再将其余壳聚糖季铵盐制成1％(w/v)壳聚糖季铵盐水溶液滴加到正在反应的溶液中，继续搅拌1.5d。冷冻干燥即得复合材料。该复合材料的各组分所占总重量百分比分别为壳聚糖季铵盐66.7％、累托石33.3％。该壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料中累托石层间距在2.9nm-3.5nm间。将海藻酸钠制成1mg/ml水溶液，滴加入0.4mg/ml氯化钙水溶液，搅拌0.8h。然后将包载模型药物双氯芬酸钠的壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料制成1.2g/ml水溶液，滴加入上述溶液中交联即得纳米粒子，高速离心分离，冷冻干燥，获得壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料的纳米粒子，其粒径在100～200nm之间，海藻酸钠∶氯化钙∶壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料的重量百分比为6∶0.8∶1.2。纳米粒子对双氯芬酸钠的包封率为82％，在模拟胃液中，六天累积缓释达20％，在模拟肠液中，八天累积缓释达42％。
实施例4将累托石制成w/v比为1％的水悬浮液，搅拌并加热至80℃，将0.2g的壳聚糖季铵盐制成0.5％水溶液，滴加到0.2g 1％(w/v)的累托石悬浮液中，搅拌反应2d后，再将其余壳聚糖季铵盐制成1％(w/v)壳聚糖季铵盐水溶液滴加到正在反应的溶液中，继续搅拌2d。冷冻干燥即得复合材料。该复合材料的各组分所占总重量百分比分别为壳聚糖季铵盐80％、累托石20％。该壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料中累托石层间距在2.9nm-3.5nm间。将海藻酸钠制成1.2mg/ml水溶液，滴加入0.6mg/ml氯化钙水溶液，搅拌1h。然后将包载模型药物双氯芬酸钠的壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料制成1.8mg/ml水溶液，滴加入上述溶液中交联即得纳米粒子，高速离心分离，冷冻干燥，获得壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料的纳米粒子，其粒径在100～200nm之间，海藻酸钠∶氯化钙∶壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料的重量百分比为12∶2∶3。纳米粒子对双氯芬酸钠的包封率为79％，在模拟胃液中，六天累积缓释达23％，在模拟肠液中，八天累积缓释达45％。
权利要求
1.一种壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料，其特征在于组成包括壳聚糖季铵盐和累托石，其中壳聚糖季铵盐所占总重量百分比为33.3～80％、累托石所占总重量百分比为20～66.7％，壳聚糖季铵盐插层于累托石层间。
2.根据权利要求1所述的壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料，其特征在于壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料中累托石层间距在2.9nm-3.5nm间。
3.根据权利要求1所述的壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料，其特征在于所用壳聚糖季铵盐的分子量为1.1×105～1.5×105，取代度为75～95％。
4.根据权利要求1所述的壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料，其特征在于所用的累托石为未改性的天然钙基累托石。
5.一种权利要求1所述的壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料的制备方法，其特征在于包括具体步骤如下按配比确定壳聚糖季铵盐和累托石的量后，将累托石制成w/v比为1-2％的水悬浮液，搅拌并加热至70～80℃，然后按壳聚糖季铵盐累托石质量比为1∶4-1∶1的量取壳聚糖季铵盐制成将w/v比为0.25～0.5％的壳聚糖季铵盐水溶液滴加到累托石水悬浮液中搅拌反应1～2d后，再将其余壳聚糖季铵盐制成w/v比为0.5～1％壳聚糖季铵盐水溶液滴加到正在反应的溶液中，继续搅拌1～2d，冷冻干燥即得壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料。
6.根据权利要求5所述的壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料的的制备方法，其特征在于按重量百分比为12∶1∶2～12∶2∶3的比例称量出海藻酸钠、氯化钙及壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料，将壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料包载模型药物并制成0.6～1.8mg/ml水溶液待用，将海藻酸钠制成0.6～1.2mg/ml水溶液，滴加入0.3～0.6mg/ml的氯化钙水溶液中，搅拌0.5～1h，然后再滴加入包载模型药物的壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料水溶液交联成纳米粒子，高速离心分离，冷冻干燥，获得壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料的纳米粒子，其粒径在100～200nm之间。
全文摘要
本发明涉及一种用作药物载体的壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料及其制备方法，壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料的基本组成为壳聚糖季铵盐和累托石，由壳聚糖季铵盐插层进入天然钙基累托石层间而生成，插层后累托石层间距在2.9nm－3.5nm间。其制备方法是在70－80℃搅拌条件下将一定浓度的壳聚糖季铵盐溶液分两次滴加到累托石水悬浮液中，冷冻干燥后即获得壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料。壳聚糖季铵盐/累托石纳米复合材料的纳米粒子结合了粘土片层对药物的吸附作用、对黏膜的保护作用和吸附体内毒素的作用以及壳聚糖季铵盐的增强胃黏膜的渗透性和吸收性，非常适合在医药上应用，与纯壳聚糖季铵盐纳米粒子相比，其对药物的包封率要高，且缓释效果也好很多。
文档编号A61K47/02GK1915430SQ20061012448
公开日2007年2月21日 申请日期2006年9月8日 优先权日2006年9月8日
发明者杜予民, 王小英 申请人:武汉大学