一种药物载体空心纳米球的制备方法与流程

[0001]
本发明涉及一种药物载体空心纳米球的制备方法，属于材料制备技术领域。


背景技术：

[0002]
肿瘤的高通透性和滞留效应(erp效应)指的是，相对于正常组织，某些尺寸的分子或颗粒更趋向于聚集在肿瘤组织的性质。正常组织中的微血管内皮间隙致密、结构完整，大分子和脂质颗粒不易透过血管壁，而肿瘤组织中血管丰富、血管壁间隙较宽、结构完整性差，淋巴回流缺失，造成大分子类物质和脂质颗粒具有选择性高通透性和滞留性。
[0003]
epr效应促进了大分子类物质在肿瘤组织的选择性分布，可以增加药效并减少系统副作用。针对肿瘤的这一特性，将纳米材料作为药物载体，通过表面吸附或内部包裹药物的方式将药物转运至目标细胞，是目前化疗制剂研究的热点之一。纳米药物载体体积微小，可以通过肿瘤组织间隙并长期滞留，部分纳米材料还具有药物缓释的作用，可以实现安全高效的药物输送，提高药物利用率，延长给药周期。
[0004]
目前常用作药物载体的纳米材料主要有碳纳米材料、二氧化硅纳米粒、钙纳米材料、金纳米粒、磁性纳米粒、上转换纳米粒和量子点等，利用载体本身独特的光热电磁等性质，通过化学键断裂或结构解聚的方式，响应性释放药物，具有良好的靶向性。多种无机及金属纳米材料在某些文献中被报道具有遗传毒性，其中纳米金可能会导致dna断裂或是抑制其复制，但在另一些文献中纳米金又被认为具有生物惰性。目前认为纳米颗粒是通过物理阻塞微循环造成细胞损伤，从而引发细胞功能障碍或炎症反应等一系列毒性反应。无机材质的纳米载体不具备可生物降解性，易于在机体组织内堆积、自由移动，从而造成持续性物理损伤。生物可降解性和生物相容性是纳米材料能得以安全应用的前提。


技术实现要素：

[0005]
本发的目的在于提供一种药物载体空心纳米球的制备方法，具体包括以下步骤：
[0006]
(1)在葡聚糖溶液中加入kio4，然后加入过量的氯化钡，再加入过量的k2so4得到醛基化的葡聚糖溶液。
[0007]
(2)将聚烯丙胺盐酸溶于蒸馏水中，制成浓度为10～50mmol/l的溶液，调节ph至8.0～11，搅拌过程中缓慢滴加醛基化的葡聚糖溶液，聚烯丙胺溶液与醛基化的葡聚糖溶液体积比为0.5-3:1，搅拌1-6h后加入过量的nabh4后继续反应8-16h，制得聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶。
[0008]
(3)按0.005～0.01g/l的比例将球形聚苯乙烯微粒加入质量百分比浓度为2～7％的聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶中，加热55～90℃并强力搅拌3～10min，高速离心后反复用水冲洗后氮吹干燥，同样操作连续2～5次，得到2～5层聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳包裹的纳米球。
[0009]
(4)聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳包裹的纳米球浸入四氢呋喃和异丙醇的混合液中，核心部分聚苯乙烯被溶剂溶解，形成聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳空心纳米球，离
心后反复用水清洗后氮吹干燥，制得聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳空心纳米球。
[0010]
优选的，本发明步骤(1)中葡聚糖溶液的质量百分比浓度为2～7％。
[0011]
优选的，本发明所述kio4、氯化钡、k2so4的加入量为过量。
[0012]
优选的，本发明步骤(2)中的ph调节剂为koh或naoh。
[0013]
优选的，本发明步骤(3)中球形聚苯乙烯微粒的直径为50～200nm。
[0014]
优选的，本发明所述步骤(4)中四氢呋喃和异丙醇的体积比为1:1～4:1。
[0015]
本发明的有益效果：
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(1)本发明所述方法制备得到的空心球使用的材料为生物可降解的聚烯丙胺盐酸-葡聚糖，相对于常见的纳米材料来说，能被生物体完全降解吸收，避免了纳米颗粒在生物体内蓄积导致的炎性反应；另外，葡聚糖醛基化后具备酸响应降解的性质，可以实现抗癌药物的酸性响应释放。
[0017]
(2)本方法制备工艺简单，聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳空心纳米球在纳米级别，密度小，比表面积大，载药量相对于实心纳米球更大，释药速度比实心纳米慢，部分小分子的药物不仅能够吸附在空心球表面还可以装载到空心球内部，可以进一步增大药物的吸附量，增强药物的缓释作用。
[0018]
(3)将抗肿瘤药物装载到空心纳米球中，能有效地提高抗肿瘤药物的生物利用度，并减少其毒副作用，有望抑制肿瘤的转移与复发，提高肿瘤的治疗效果。
附图说明
[0019]
图1聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳纳米球(100nm)；
[0020]
图2聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳空心纳米球(100nm)；
[0021]
图3实施例1中空心纳米球对紫杉醇的载药量随时间变化图；
[0022]
图4实施例1中紫杉醇溶出速度随时间变化图。
具体实施方式
[0023]
下面结合具体实施例本发明作进一步的详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
[0024]
实施例1
[0025]
一种药物载体空心纳米球的制备方法，具体包括以下步骤：
[0026]
(1)聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶的制备：
[0027]
葡聚糖中含有大量的羟基，采用kio4将葡聚糖部分羟基氧化为醛基，并加入过量的氯化钡使多余的io
4-和io
3-以沉淀的形式去除掉，再加入过量的k2so4去除多余的ba
+
，制成醛基化的葡聚糖溶液；将聚烯丙胺盐酸溶于蒸馏水中，制成浓度为25mmol/l的溶液，并用koh调节ph至9.8，用磁力搅拌器搅拌并缓慢滴加醛基化的葡聚糖溶液，聚烯丙胺溶液与醛基化的葡聚糖溶液体积比为1:1，搅拌2h后加入过量的nabh4后继续反应12h，制得聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶。
[0028]
(2)聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳纳米球的制备：
[0029]
将市售直径为100nm的球形聚苯乙烯(ps)微粒，将其加入浓度为5％的聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶溶液中，用磁力加热搅拌器加热至70℃并强力搅拌5min，高速离心后反复用
水冲洗后氮吹干燥，同样操作连续4次，得到4层聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳包裹的纳米球，如图1所示，由图可以看出制备得到的纳米球颗粒外壳包裹均匀，呈圆球型。
[0030]
(3)聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳空心纳米球的制备：
[0031]
聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳包裹的纳米球浸入四氢呋喃(thf)和异丙醇体积比为3:1的混合液中，核心部分聚苯乙烯被溶剂溶解，形成聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳空心纳米球，离心后反复用水清洗后氮吹干燥，制得聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳空心纳米球，如图1所示，由图可以看出经过内核溶解后，聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳发生变形，两面微凹，呈椭圆形或圆盘型。
[0032]
将本实施例制备得到的聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳空心纳米球用做化疗药物紫杉醇(ptx)的载体，具体过程如下：
[0033]
(1)最大载药量的测试：取紫杉醇dmso母液若干溶解于ph为7.4的磷酸缓冲盐溶液中，加入聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳空心纳米球，紫杉醇与纳米球的质量比分别为10:1；分别振摇2h，6h，12h，18h，24h后，离心洗涤数次，收集溶液与洗涤液，浓缩处理后用高效液相色谱法检测溶液中剩余的紫杉醇含量，获得空心纳米球最大紫杉醇载药量，实验结果表明，18h后，纳米空心球基本已达到吸附饱和，最大载药量为1.21g/g，如图3所示。
[0034]
(2)药物溶出度实验：选择ph为7.4的磷酸缓冲盐溶液为释放媒介，在37℃下以100rmp搅拌速度采用转篮法研究紫杉醇-聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳空心纳米球的药物释放速度，每隔一定的时间，取1ml溶液，离心取上层液，过滤后用高效液相色谱法检测其含量，得到的溶出度曲线；可以看出，在2-30h左右，药物溶出速度均匀，可以实现药物的缓释给药，如图4所示。
[0035]
实施例2
[0036]
一种药物载体空心纳米球的制备方法，具体包括以下步骤：
[0037]
(1)聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶的制备：
[0038]
葡聚糖中含有大量的羟基，采用kio4将葡聚糖部分羟基氧化为醛基，并加入过量的氯化钡使多余的io
4-和io
3-以沉淀的形式去除掉，再加入过量的k2so4去除多余的ba
+
，制成醛基化的葡聚糖溶液；将聚烯丙胺盐酸溶于蒸馏水中，制成浓度为10mmol/l的溶液，并用koh调节ph至8，用磁力搅拌器搅拌并缓慢滴加醛基化的葡聚糖溶液，聚烯丙胺溶液与醛基化的葡聚糖溶液体积比为3:1，搅拌1h后加入过量的nabh4后继续反应16h，制得聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶。
[0039]
(2)聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳纳米球的制备：
[0040]
将市售直径为50nm的球形聚苯乙烯(ps)微粒，将其加入浓度为7％的聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶溶液中，用磁力加热搅拌器加热至55℃并强力搅拌10min，高速离心后反复用水冲洗后氮吹干燥，同样操作连续4次，得到4层聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳包裹的纳米球，本实施例制备得到的纳米球颗粒与实施例1类似，外壳包裹均匀，呈圆球型。
[0041]
(3)聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳空心纳米球的制备：
[0042]
聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳包裹的纳米球浸入四氢呋喃(thf)和异丙醇体积比为4:1的混合液中，核心部分聚苯乙烯被溶剂溶解，形成聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳空心纳米球，离心后反复用水清洗后氮吹干燥，制得聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳空心纳米球。通过和实施例1相同的方法测试，本实施例所述聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳空心
纳米球最大载药量为1.23g/g，且药物溶出速度均匀，可以实现药物的缓释给药。
[0043]
实施例3
[0044]
一种药物载体空心纳米球的制备方法，具体包括以下步骤：
[0045]
(1)聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶的制备：
[0046]
葡聚糖中含有大量的羟基，采用kio4将葡聚糖部分羟基氧化为醛基，并加入过量的氯化钡使多余的io
4-和io
3-以沉淀的形式去除掉，再加入过量的k2so4去除多余的ba
+
，制成醛基化的葡聚糖溶液；将聚烯丙胺盐酸溶于蒸馏水中，制成浓度为50mmol/l的溶液，并用koh调节ph至11，用磁力搅拌器搅拌并缓慢滴加醛基化的葡聚糖溶液，聚烯丙胺溶液与醛基化的葡聚糖溶液体积比为0.5:1，搅拌6h后加入过量的nabh4后继续反应8h，制得聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶。
[0047]
(2)聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳纳米球的制备：
[0048]
将市售直径为200nm的球形聚苯乙烯(ps)微粒，将其加入浓度为2％的聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶溶液中，用磁力加热搅拌器加热至90℃并强力搅拌10min，高速离心后反复用水冲洗后氮吹干燥，同样操作连续5次，得到5层聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳包裹的纳米球，本实施例制备得到的纳米球颗粒与实施例1类似，外壳包裹均匀，呈圆球型。
[0049]
(3)聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳空心纳米球的制备：
[0050]
聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳包裹的纳米球浸入四氢呋喃(thf)和异丙醇体积比为1:1的混合液中，核心部分聚苯乙烯被溶剂溶解，形成聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳空心纳米球，离心后反复用水清洗后氮吹干燥，制得聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳空心纳米球，通过和实施例1相同的方法测试，本实施例所述聚烯丙胺盐酸-葡聚糖凝胶外壳空心纳米球最大载药量为1.18g/g，且药物溶出速度均匀，可以实现药物的缓释给药。