专利名称：嵌段共聚物mPEG-PLGA/无定形硅酸钙水合物复合纳米材料及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属于纳米生物材料领域，涉及一种有机/无机复合纳米材料，尤其是嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒及其制备方法。
背景技术：
在许多医学领域如组织工程、骨缺损修复以及药物传输等对药物载体材料具有庞大的需求。目前，有机药物载体材料已经被广泛研究，但有机材料具有热稳定性差、化学稳定性差和在体内容易被免疫细胞吞噬等缺点。无机材料/有机聚合物的复合纳米材料目前正受到广泛的关注。这种材料能将无机材料和有机聚合物的复合均匀度提高到纳米级，从而能将它们各自的优点有效地融合在一起。目前，在此类材料中以无机材料为核，聚合物为壳的复合纳米结构被研究得较多，而以无机材料为壳的纳米结构研究得极少。在无机材料/聚合物核壳纳米结构中，聚合物可以作为模板来调控无机材料的尺寸和形貌，而稳定性较好的无机材料外壳可以防止该核壳结构在药物释放过程中出现崩溃的现象，这对于循环系统和细胞内的药物输送十分重要。另外，便于临床应用，复合纳米材料的聚合物内核应该没有细胞毒性，并且无机物外壳应该具有良好的生物相容性。磷酸钙常被用作此类复合纳米材料的无机外壳，这是因为它是人骨的主要无机成分，在人体中不会产生免疫反应，生物相容性好。硅酸钙是一种新兴的生物材料，它可以在模拟体液中转化为类骨磷灰石，而且对成骨细胞的诱导分化功能比磷酸钙材料具有更大的优势，因此它在药物输送领域中的应用正受到越来越多的研究者关注。然而，硅酸钙材料的微观形貌和尺寸很不容易控制，尽管容易形成纤维状和片状的纳米结构(例如CN102923725A公开一种具有超高比表面积的硅酸钙超薄纳米片及其制备方法)，但在其三维结构中只要有一维超出纳米尺度就会严重影响它在循环系统和细胞内药物输送中的 应用。据我们所知，湿化学法制备的硅酸钙通常是半结晶或结晶的，而正是由于这种半结晶和结晶特性使得其微观形貌保持为片状或线状，从而使其整体尺寸超出纳米范畴。相对于半结晶和结晶的硅酸钙，无定形硅酸钙容易形成颗粒状结构，将其整体尺寸控制在纳米尺度也较容易实现。然而，在水体系中能稳定存在的无定形硅酸钙的制备目前仍是个难题。据知，因为无定形态很不稳定，水体系中的硅酸钙在其形成过程中会经历从无定形到半结晶态的快速转变，这限制了硅酸钙基材料作为药物载体材料的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种稳定的有机物/无定形硅酸钙的复合纳米材料。面对现有技术存在的问题，本发明人认识到可以通过添加一种稳定剂防止无定形硅酸钙向半结晶态或结晶态转变，进一步，本发明人认识到有机聚合物，尤其是嵌段共聚物mPEG-PLGA可以作为硅酸钙/有机物复合材料的模板剂控制复合材料的尺寸的同时还能保持硅酸钙为无定形，可望广泛应用于无定形娃酸I丐的合成中。首先，本发明提供一种嵌段共聚物mPEG-PLGA/无定形硅酸钙水合物复合纳米材料，其中，所述复合纳米材料具有球形或类球形的实心、核壳或多囊泡结构，所述复合纳米颗粒的尺寸为10 lOOnm，所述复合纳米材料的化学组成中钙与硅的摩尔比为0.3:1 0.7:1。本发明以生物相容性好、可降解的嵌段共聚物作为有机模板剂用于硅酸钙水合物复合材料的制备，可以有效地保持无定形硅酸钙，且嵌段共聚物的疏水性使得复合材料可作为对疏水性药物和蛋白质的储存库，进而可用作药物输送和蛋白吸附，在生物医药领域具有良好的应用前景。优选地，所述复合纳米材料包括无定形硅酸钙网络骨架和均匀分散在其中的嵌段共聚物 mPEG-PLGA。优选地，所述复合纳米材料包括无定形硅酸钙核壳和包裹在其内的嵌段共聚物mPEG-PLGA。本发明中，所述复合纳米材料的BET比表面积可为30 100m2/g。另一方面，本发明提供一种制备上述复合纳米材料的方法，包括:将可溶性硅酸盐水溶液缓慢滴加入嵌段共聚物mPEG-PLGA和可溶性钙盐的混合水溶液，并控制最终混合液中Ca和Si摩尔比为0.3:1 3.0:1，搅拌所述混合液0 60分钟，以及分离所得沉淀，洗涤、干燥后得到所述嵌段共聚物mPEG-PLGA/无定形硅酸钙水合物复合纳米材料。较佳地，所述可溶性硅酸盐水溶液中，Si032—离子浓度为0.01 2mol/L ;所述嵌段共聚物mPEG-PLGA和可溶性钙盐的混合水溶液中，mPEG-PLGA浓度为0.5 15g/L，Ca2+离子浓度为0.01 2mol/L。较佳地，所述干燥的温度范围可为室温到100°C。本发明的制备方法使用环境友好的原料，在室温下进行，产率高，且节约能源；操作方便，制备工艺简单，易于实现工业化生产。再一方面，本发明还提供一种上述复合纳米材料的在生物医药领域中的应用。较佳地，所述复合纳米材料可用作输送药物的药物载体。例如，所述复合纳米材料可以用于输送布洛芬，所述复合纳米材料对布洛芬的装载量可为每克载体装载1.8 2.5g布洛芬药物。又，例如所述复合纳米材料可以用于输送多烯紫杉醇，所述复合纳米材料对多烯紫杉醇的药物装载量可为每克载体装载50 IOOmg多烯紫杉醇药物。所述复合纳米材料还可用作蛋白吸附剂。例如，所述复合纳米材料对牛血红蛋白的最高吸附量为每克复合纳米材料吸附995±40mg牛血红蛋白。
图1为本发明的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒的制备工艺流程示意 图2为本发明实施例1制得的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒的一张透射电子显微镜(TEM)照片；
图3为本发明实施例1制得的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒的另一张透射电子显微镜(TEM)照片；图4为本发明实施例1制得的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒的X-射线粉末衍射(XRD)谱 图5为本发明实施例1制得的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒的能谱图(EDS)；
图6为本发明实施例1制得的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒粉末及其经过800°C和1000°C煅烧(空气气氛)后的实物照片；
图7为本发明实施例2制得的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒的一张透射电子显微镜(TEM)照片；
图8为本发明实施例2制得的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒的另一张透射电子显微镜(TEM)照片；
图9为本发明实施例3制得的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒的透射电子显微镜(TEM)照片；
图10为本发明实施例3制得的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒的能谱图(EDS)；
图11为本发明实施例7中嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒装载水难溶药物布洛芬前后，布洛芬正己烷溶液的紫外-可见吸收光谱对比图(测定时布洛芬正己烷溶液稀释了 50倍)；
图12为本发明实施例7中装载了水难溶药物布洛芬的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒在模拟体液中的药物缓释曲线；
图13为本发明实施例7中装载了水难溶药物布洛芬的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒在将其所载布洛芬药物完全释放后所剩产物的X-射线粉末衍射(XRD)谱 图14为本发明实施例8中装载了水溶性药物多烯紫杉醇的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒在PH值为7.4和5.5的磷酸盐缓冲液中的药物缓释对比图； 图15为本发明实施例8中嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒在装载水溶性药物多烯紫杉醇前对人胃癌细胞形态的影响图(复合纳米颗粒浓度为500mg/L)；
图16为本发明实施例8中嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒在装载水溶性药物多烯紫杉醇后对人胃癌细胞形态的影响图(复合纳米颗粒药物载体系统的浓度为 500mg/L)；
图17为本发明实施例9中嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒在水体系中对不同浓度的牛血红蛋白的吸附曲线。
具体实施例方式以下结合附图及下述具体实施方式
进一步说明本发明，应理解，下述实施方式和/或附图仅用于说明本发明，而非限制本发明。本发明在此提供一种可应用于生物医药领域中的嵌段共聚物mPEG-PLGA/无定形硅酸钙水合物复合纳米颗粒。本发明的复合纳米颗粒为球形或类球形颗粒(实心、核壳或多囊泡结构)，形貌和尺寸比较均一，三维尺寸为10 -1OOnm ;其化学组成中钙与硅的摩尔比为0.3:1 — 0.7:1 ;BET比表面积为30 - 100m2/g ;基本上没有细胞毒性，并具有良好的生物相容性和生物活性。本发明提供的制备嵌段共聚物mPEG-PLGA/无定形硅酸钙水合物复合纳米颗粒的方法的工艺流程示意图如图1所示，首先，将可溶性硅酸盐溶于水中形成均一的可溶性硅酸盐水溶液，将嵌段共聚物mPEG-PLGA和可溶性钙盐溶于水中形成混合液。将可溶性硅酸盐水溶液缓慢滴加入嵌段共聚物mPEG-PLGA和可溶性钙盐的混合水溶液中形成悬浊液，控制钙盐水溶液的加入量使最终混合液中Ca和Si摩尔比为0.3:1 — 3.0:1 ;搅拌所述混合液一定时间，例如0 — 60分钟，得白色沉淀，分离沉淀产物，洗涤，干燥后得到所述嵌段共聚物mPEG-PLGA/无定形硅酸钙水合物复合纳米颗粒。其中，最终混合液中Ca和Si摩尔比优选为0.5 — 2.0 ;搅拌时间优选为10 — 30分钟。优选地，可溶性硅酸盐水溶液中SiO32 一离子浓度为0.01 - 2mol/L，嵌段共聚物mPEG-PLGA和可溶性钙盐的混合水溶液中mPEG-PLGA浓度为0.5 — 15g/L，Ca2+离子浓度为0.01 - 2mol/L。更优选地，可溶性硅酸盐水溶液中的Si032 —离子浓度为0.1 — 0.8mol/L,嵌段共聚物mPEG-PLGA和可溶性钙盐的混合水溶液中的mPEG-PLGA浓度为2 — 8g/L，Ca2+尚子浓度为0.03 一 0.3mol/L。并且，可溶性钙盐优选为0&(勵3)2、0&(:12、乙酸钙等。可溶性硅酸盐优选为似23103、K2SiO3 等。此外，在本发明的方法中，干燥温度范围为室温到100°C。本发明的嵌段共聚物mPEG-PLGA/无定形硅酸钙水合物复合纳米颗粒的制备方法，使用环境友好的 原料，在室温下进行，产率高，且节约能源；操作方便，制备工艺简单，易于实现工业化生产。本发明的复合纳米颗粒可用作药物载体，对水难溶性药物具有超高的载药量、装载效率以及优良的药物缓释性能，布洛芬的最高装载量为每克载体装载1.8 — 2.5g布洛芬药物，布洛芬的装载效率接近100% ;对水溶性药物具有较高的载药量以及pH控释的药物缓释性能，多烯紫杉醇(Docetaxel)的装载量为每克载体装载50 — IOOmg多烯紫杉醇药物，人胃癌细胞完全致死浓度为200 - 600mg/L (以装载多烯紫杉醇后的复合纳米颗粒计)。本发明的复合纳米颗粒还可用作蛋白质吸附剂，具有极高的吸附量:牛血红蛋白的最高吸附量为每克载体装载995mg 土 40mg牛血红蛋白。下面通过具体实施例进一步描述本发明所述的嵌段共聚物mPEG-PLGA/无定形硅酸钙水合物复合纳米颗粒的制备方法、药物装载释放性能以及蛋白质吸附性能。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，而不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的反应温度、时间、投料量等也仅是合适范围中的一个示例，即、本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。实施例1:制备嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒
分别配制0.5mol/L的Na2SiO3水溶液，以及包含6g/L嵌段共聚物mPEG-PLGA和0.06mol/L CaCl2的混合水溶液。在室温、搅拌的条件下，往50mL上述混合水溶液中缓慢滴加6mL上述Na2SiO3水溶液，待加入完毕后将得到的悬浊液继续搅拌30分钟，然后用离心法分离产物，分离的产物用去离子水和乙醇分别洗涤数次，60°C空气气氛干燥，得到嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒。本实施例制得的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒的BET比表面积经测定为68m2/g (测定仪器:Micromeritics ASAP-2010比表面仪；测定方法:将样品100°C干燥6h后，通过氮分子吸附法计算得到BET比表面积)。图2和图3为本实施例制得的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒的两张透射电子显微镜照片，说明该复合纳米颗粒的尺寸为20 - 80nm，且兼具两种纳米结构:(I)类球形的实心纳米颗粒，其中嵌段共聚物mPEG-PLGA很可能较均匀地分散于硅酸钙水合物的网络结构中；(2)以嵌段共聚物mPEG-PLGA为核和以硅酸钙水合物为壳的复合纳米球。图4为本实施例制得的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒的X-射线粉末衍射谱图，说明该复合纳米颗粒为无定形态结构。图5为本实施例制得的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒的能谱图，说明该复合纳米颗粒的组成元素有钙、硅、氧等，且钙和硅元素摩尔含量比为0.53:
1图6为本实施例制得的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒粉末及其经过800°C和1000°C煅烧(空气气氛)后的实物照片，从图中可以看出，煅烧后复合纳米颗粒会出现碳化现象，即使温度提升到1000°C也不能将碳完全除去，说明在复合纳米颗粒中，嵌段共聚物mPEG-PLGA分子被很好地包裹于硅酸钙水合物纳米结构中，这与图2和图3所示结果相吻合。实施例2:制备嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒
分别配制0.5mol/L的Na2SiO3水溶液，以及包含6g/L嵌段共聚物mPEG-PLGA和0.06mol/L Ca(NO3)2的混合水溶液。在室温、搅拌的条件下，往50mL上述混合水溶液中缓慢滴加6mL上述Na2SiO3水溶液，待加入完毕后将得到的悬浊液继续搅拌30分钟，然后用离心法分离产物，分离的产物用去离子水和乙醇分别洗涤数次，60°C空气气氛干燥，得到嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒。图7和图8为本实施例制得的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒的两张透射电子显微镜照片，说明该复合纳米颗粒的尺寸为15 - 45nm，且兼具两种纳米结构:(1)以嵌段共聚物mPEG-PLGA为核和以硅酸钙水合物为壳的类球形复合纳米颗粒；
(2)类球形的多囊泡纳米颗粒，其中嵌段共聚物mPEG-PLGA形成的囊泡较均匀地分散于硅酸钙水合物的网络结构中。实施例3:制备嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒
分别配制0.25mol/L的Na2SiO3水溶液，以及包含3g/L嵌段共聚物mPEG-PLGA和0.06mol/L CaCl2的混合水溶液。在室温、搅拌的条件下，往50mL上述混合水溶液中缓慢滴加6mL上述Na2SiO3水溶液，待 加入完毕后将得到的悬浊液继续搅拌30分钟，然后用离心法分离产物，分离的产物用去离子水和乙醇分别洗涤数次，60°C空气气氛干燥，得到嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒。图9为本实施例制得的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒的一张透射电子显微镜照片，说明该复合纳米颗粒的尺寸为10 - 25nm，且兼具两种纳米结构:
(I)类球形的实心纳米颗粒，其中嵌段共聚物mPEG-PLGA很可能较均匀地分散于硅酸钙水合物的网络结构中；(2)以嵌段共聚物mPEG-PLGA为核和以硅酸钙水合物为壳的类球形复合纳米颗粒。图10为本实施例制得的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒的能谱图(EDS)，说明该复合纳米颗粒的组成元素有钙、硅、氧等，且钙和硅元素摩尔含量比为0.55:1。以下实施例4 6制备嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒的条件与实施例1稍有不同，但应理解，其制备的嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒与实施例1相似，为无定形态，尺寸为20 - 80nm，且兼具两种纳米结构:(1)类球形的实心纳米颗粒，其中嵌段共聚物mPEG-PLGA很可能较均匀地分散于硅酸钙水合物的网络结构中；(2)以嵌段共聚物mPEG-PLGA为核和以硅酸钙水合物为壳的复合纳米球。从能谱图可能确认产品由钙、硅、氧等元素组成，且钙和硅元素摩尔比为0.3:1 — 0.7:1。实施例4:制备嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒
分别配制0.5mol/I^^K2Si0jK溶液，以及包含6g/L嵌段共聚物mPEG-PLGA和0.06mol/L CaCl2的混合水溶液。在室温、搅拌的条件下，往50mL上述混合水溶液中缓慢滴加6mL上述Na2SiO3水溶液，待加入完毕后将得到的悬浊液继续搅拌30分钟，然后用离心法分离产物，分离的产物用去离子水和乙醇分别洗涤数次，60°C空气气氛干燥，得到嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒。 实施例5:制备嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒
分别配制0.5mol/L的Na2SiO3水溶液，以及包含6g/L嵌段共聚物mPEG-PLGA和0.06moI/L(CH3COO)2Ca的混合水溶液。在室温、搅拌的条件下，往50mL上述混合水溶液中缓慢滴加6mL上述Na2SiO3水溶液，待加入完毕后将得到的悬浊液继续搅拌30分钟，然后用离心法分离产物，分离的产物用去离子水和乙醇分别洗涤数次，60°C空气气氛干燥，得到嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒。实施例6:制备嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒
分别配制0.5mol/L的Na2SiO3水溶液，以及包含6g/L嵌段共聚物mPEG-PLGA和
0.06mol/L CaCl2的混合水溶液。在室温、搅拌的条件下，往50mL上述混合水溶液中缓慢滴加6mL上述Na2SiO3水溶液，待加入完毕后将得到的悬浊液继续搅拌10分钟，然后用离心法分离产物，分离的产物用去离子水和乙醇分别洗涤数次，60°C空气气氛干燥，得到嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒。实施例7:嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒用于水难溶性的消炎镇痛药物布洛芬的装载和缓释
装载:将1.0实施例1所得嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒加入到50mL浓度为40mg/mL的布洛芬正己烷溶液中，密封后在37°C条件下摇晃24小时，然后将载药后的复合纳米颗粒分离，取上清液稀释50倍后进行 紫外-可见吸收光谱测试，通过对比同样测试条件下布洛芬正己烷母液的紫外-可见吸收光谱，如图11所示，并对波长为460nm处的可见吸收峰强度进行分析，得出布洛芬药物的装载效率接近100%。将分离得到的产物干燥后压成药片(每片0.2g)，通过热重分析法得出每克该复合纳米颗粒能装载布洛芬药物约1.9g (测定仪器:Netzsch STA-409PC热分析仪；测定方法:通过对比药物装载前后该复合纳米颗粒在900°C附近的重量损失，计算得到药物装载量，所用升温速率为10°C /min，所用气氛为流动空气气氛)，这远高于目前已知的其它材料。缓释:将压成的药片浸入200mL模拟体液(pH7.4)中，在37°C的环境中摇晃，每隔一段时间取出2ml释放介质，同时向原混合液中补加2mL新鲜模拟体液。对取出的释放介质进行紫外吸收光谱测试，并对波长为263nm处的紫外吸收峰强度进行分析，得到装载了布洛芬药物的复合纳米颗粒在模拟体液中的药物缓释曲线，如图12所示，其药物释放时间可以长达288小时，并且最终几乎能将药物完全释放，说明该复合纳米颗粒能使布洛芬药物有较好的缓释功能。在将药物完全释放后，对所剩产物进行X-射线粉末衍射谱图分析，如图13所示，经确认，其物相已完全转变为羟基磷灰石(Caltl(PO4)6(OH)2)，说明该复合纳米颗粒形成的药物载体系统具有良好的生物活性，在药物输送领域具有较好的应用前景。实施例8:嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒用于水溶性的抗癌药物多烯紫杉醇的装载和缓释
装载:将60mg实施例1所得嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒加入到2.5mL浓度为40mg/mL的多烯紫杉醇水溶液中，密封后在37°C条件下摇晃24小时，然后将载药后的复合纳米颗粒分离，用乙醇洗涤一次，干燥，得到装载了多烯紫杉醇的复合纳米颗粒。通过热重分析法得出每克该复合纳米颗粒能装载多烯紫杉醇药物约82mg(测定仪器:Netzsch STA-409PC热分析仪；测定方法:通过对比药物装载前后该复合纳米颗粒在900°C附近的重量损失，计算得到药物装载量，所用升温速率为10°C /min，所用气氛为流动空气气氛)。缓释:将5mg装载了多烯紫杉醇的复合纳米颗粒浸入IOmL pH分别为7.4和5.5的磷酸盐缓冲液中，在37°C的环境中摇晃，每隔一段时间取出0.2ml释放介质，同时向原混合液中补加0.2mL新鲜磷酸盐缓冲液。对取出的释放介质进行紫外吸收光谱测试，并对波长为230nm处的紫外吸收峰 强度进行分析，得到装载了多烯紫杉醇药物的复合纳米颗粒在PH7.4和pH5.5的磷酸盐缓冲液中的药物缓释曲线，如图14所示，其药物释放时间超过72小时，并且在PH5.5的磷酸盐缓冲液中的释放速率快于在pH7.4的磷酸盐缓冲液中的释放速率，这对于癌症治疗具有重要意义，因为肿瘤组织的PH值一般低于正常组织，而该药物载体系统具有引导药物在肿瘤组织释放的潜力。图14和图15分别为本实施例中嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒在进行多烯紫杉醇药物装载之前和之后对人胃癌细胞形态的影响图，可以看出，在有复合纳米颗粒或复合纳米颗粒药物载体系统存在的条件下，药物装载前细胞能够很好地附着在基底上，而药物装载后细胞被杀死，脱离基底并变为圆形形态，且细胞的杀灭率接近100%。因此，嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒药物载体系统在癌症治疗上具有较好的应用前景。实施例9:嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒用于牛血红蛋白的吸附
将5.5mg实施例1所得嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗粒分散在2mL不同浓度的牛血红蛋白的水溶液(50, 100，200，300，500，700，1000，1500，2000，3000，4000，5000，6000, 7000mg/L)中，密封后在37°C条件下摇晃2小时，然后将混合物离心，取上清液适当稀释后进行紫外-可见吸收光谱测试，并对波长为460nm处的可见吸收峰强度进行分析，得到复合纳米颗粒在牛血红蛋白的水溶液中的吸附曲线，如图17所示，牛血红蛋白的吸附量与其起始浓度基本上成正比，最高吸附量为每克复合纳米颗粒吸附995±40mg牛血红蛋白，远远高于其它材料，并且具有进一步提升的空间，说明嵌段共聚物mPEG-PLGA/硅酸钙水合物复合纳米颗在蛋白质吸附方面具有较好的应用前景。产业应用性
本发明提供的嵌段共聚物mPEG-PLGA/无定形硅酸钙水合物复合纳米材料生物相容性好，药物装载量高，蛋白吸附性好，在生物医药领域有良好的应用前景。本发明的制备方法使用环境友好的原料，在室温下进行，产率高，且节约能源；操作方便，制备工艺简单，易于实现工业 化生产。
权利要求
1.一种嵌段共聚物mPEG-PLGA/无定形硅酸钙水合物复合纳米材料，其特征在于，所述复合纳米材料具有球形或类球形的实心、核壳或多囊泡结构，所述复合纳米颗粒的尺寸为10 lOOnm，所述复合纳米材料的化学组成中钙与硅的摩尔比为0.3:1 0.7:1。
2.根据权利要求1所述的所述复合纳米材料，其特征在于，所述复合纳米材料包括无定形硅酸钙网络骨架和均匀分散在其中的嵌段共聚物mPEG-PLGA。
3.根据权利要求1所述的所述复合纳米材料，其特征在于，所述复合纳米材料包括无定形硅酸钙核壳和包裹在其内的嵌段共聚物mPEG-PLGA。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的所述复合纳米材料，其特征在于，所述复合纳米材料的BET比表面积为30 100 m2/g。
5.一种制备权利要求1 4中任一项所述的复合纳米材料的方法，其特征在于，包括: 将可溶性硅酸盐水溶液缓慢滴加入嵌段共聚物mPEG-PLGA和可溶性钙盐的混合水溶液，并控制最终混合液中Ca和 Si摩尔比为0.3:1 3.0:1，搅拌所述混合液0 60分钟，以及 分离所得沉淀，洗涤、干燥后得到所述嵌段共聚物mPEG-PLGA/无定形硅酸钙水合物复合纳米材料。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于， 所述可溶性硅酸盐水溶液中，SiO32 —离子浓度为0.01 2 mol/L ； 所述嵌段共聚物mPEG-PLGA和可溶性钙盐的混合水溶液中，mPEG-PLGA浓度为0.5 15 g/L, Ca2+ 离子浓度为 0.01 2 mol/L。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述干燥的温度范围为室温到100。。。
8.一种权利要求1 4中任一项所述的复合纳米材料的在生物医药领域中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述复合纳米材料用作输送药物的药物载体。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述复合纳米材料用于输送布洛芬，所述复合纳米材料对布洛芬的装载量为每克载体装载1.8 2.5 g布洛芬药物。
11.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述复合纳米材料用于输送多烯紫杉醇，所述复合纳米材料对多烯紫杉醇的药物装载量为每克载体装载50 100 mg多烯紫杉醇药物。
12.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述复合纳米材料用作蛋白吸附剂。
13.根据权利要求12所述的应用，其特征在于，所述复合纳米材料对牛血红蛋白的最高吸附量为每克复合纳米材料吸附995±40 mg牛血红蛋白。
全文摘要
本发明涉及一种嵌段共聚物mPEG-PLGA/无定形硅酸钙水合物复合纳米材料及其制备方法和应用，所述复合纳米材料具有球形或类球形的实心、核壳或多囊泡结构，所述复合纳米颗粒的尺寸为10～100nm，所述复合纳米材料的化学组成中钙与硅的摩尔比为0.31～0.71。本发明以生物相容性好、可降解的嵌段共聚物作为有机模板剂用于硅酸钙水合物复合材料的制备，可以有效地保持无定形硅酸钙，且嵌段共聚物的疏水性使得复合材料可作为对疏水性药物和蛋白质的储存库，进而可用作药物输送和蛋白吸附，在生物医药领域具有良好的应用前景。
文档编号A61P29/00GK103143026SQ20131006694
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月4日 优先权日2013年3月4日
发明者朱英杰, 吴进 申请人:中国科学院上海硅酸盐研究所