一种葡萄糖/光双响应性核壳微球及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及药物控释与生物材料技术领域，尤其涉及一种葡萄糖/光双响应性核壳微球及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]糖尿病是一种严重的终身性疾病(分为I型和II型)，患者血糖代谢失衡，通常表现为持续高血糖，主要病因是胰岛β细胞受损而引起的胰岛素绝对或相对分泌不足，截止2014年底全世界已有3.87亿糖尿病患者，严重危害人类社会公共健康。糖尿病(I型以及严重的II型患者)最有效的治疗方法是每天多次皮下注射胰岛素，从而帮助人体血糖维持在正常水平。不幸的是，这种广泛应用的治疗方法常常会引发低血糖这一急性并发症，严重时甚至晕厥、休克，并且长期注射还会给病人带来很大不便，还可能引起过敏、水肿等副作用。因此，为寻求更有效舒适的治疗方法，人们致力于开发新的胰岛素递送体系，包括新的递送路线，新的胰岛素剂型等。葡萄糖响应性药物释放载体能够根据环境葡萄糖浓度变化调节药物释放量，用它作为胰岛素载体能模拟胰岛的智能分泌胰岛素功能，在降低血糖的同时能够有效避免低血糖的发生，因而对控制血糖平衡有很大帮助(MacromolecularB1science, 2013，13，1464-1477)。
[0003]近年来，核壳结构微球受到研究者们越来越多的关注。研究表明核层载药的核壳结构微球能够大大减低突释效应以及延长释放时间，实现零级释放，并且能够实现两种药物的控制释放，这是传统的单层载药微球很难达到的目标。具备化学稳定性的壳层能够保护内部药物，尤其是蛋白类药物，不受体内复杂环境的影响而失活(CarbohydratePolymers, 2010，79，437 - 444)。
[0004]目前，仍然没有关于能够实现针对糖尿病的两种药物控制释放的药物载体的相关报道。因此，我们需要一种新的药物载体，以填补现有技术的空白。
【发明内容】
[0005]本发明解决了上述问题，并且，本发明的第一个目标是提供一种葡萄糖/光双响应性核壳微球，通过引入核壳结构，有助于调控整个微球的释放速率及响应速度；同时，在壳层中引入光二聚基团，实现能够响应不同波长的光照而交联或解离，从而为核壳微球引入精确的时间和空间上的调控手段。
[0006]本发明的第二个目的是提供上述葡萄糖/光双响应性核壳微球的制备方法，通过两步高速剪切乳化制得目标产物，反应条件温和且方法简单。
[0007]本发明的第三个目的是上述葡萄糖/光双响应性核壳微球在药物载体中的应用。
[0008]为了实现上述目的，本发明首先提供一种葡萄糖/光双响应性核壳微球，具有核层和壳层，其中，所述核层包含双键化改性右旋糖酐和凝集素，所述壳层包含光二聚基团改性右旋糖酐。
[0009]在本发明一实施例中，所述双键化改性右旋糖酐选自甲基丙烯酸缩水甘油醚改性右旋糖酐、甲基丙烯酸酐改性右旋糖酐或者丙烯酸酐改性右旋糖酐中的一种，分子量为20?10kDa ;所述光二聚基团改性右旋糖酐选自肉桂酸改性右旋糖酐、甲氧基肉桂酸改性右旋糖酐或者4-羧基香豆素改性右旋糖酐中的一种，分子量为20?lOOkDa。
[0010]在本发明一实施例中，所述凝集素选自伴刀豆球蛋白A。
[0011]本发明还提供上述葡萄糖/光双响应性核壳微球的制备方法，包括:(I)将双键化改性右旋糖酐、活化后的凝集素以及交联剂混合搅拌后加入到环己烷体系中进行高速剪切乳化，随后加入氧化还原引发剂引发双键交联应，制得核层微球；(2)将步骤(I)制得的核层微球分散于溶有光二聚基团改性右旋糖酐的二氯甲烷油相中，并加入到聚乙烯醇水溶液中进一步高速剪切乳化，并搅拌至二氯甲烷完全挥发，获得葡萄糖/光双响应性核壳微球。
[0012]在本发明一实施例中，所述方法具体包括:
[0013](I)将双键化改性右旋糖酐溶液与活化后的凝集素溶液按照所述双键化改性右旋糖酐与所述凝集素的质量比为(I?10):1的比例混合并搅拌；随后，加入交联剂，所述交联剂与所述双键化改性右旋糖酐的质量比为(0.005?0.1):1 ;
[0014](2)制备环己烷体系:将乳化稳定剂与环己烷混合，高速搅拌后获得乳白色分散液，其中，所述环己烷的体积毫升数与所述述乳化稳定剂的质量克数之比为(50?100):1 ;
[0015](3)将步骤⑴的混合液缓慢加入所述步骤(2)的乳白色分散液中，高速剪切乳化后获得分散液；
[0016](4)向步骤(3)获得的分散液中加入氧化还原引发剂，使所述氧化还原引发剂与所述双键化改性右旋糖酐的质量比为(0.005?0.01):1，高速搅拌引发交联反应后，持续搅拌反应至完全，沉淀分离后获得核层微球；
[0017](5)将光二聚基团改性右旋糖酐溶于二氯甲烷中，获得浓度为(10?500)mg/ml的光二聚基团改性右旋糖酐溶液；将步骤(4)获得的核层微球分散到所述光二聚基团改性右旋糖酐溶液中，其中，所述核层微球与所述光二聚基团改性右旋糖酐溶液中的光二聚基团改性右旋糖酐的质量比为(0.1?I):1 ;
[0018](6)将步骤(5)的分散液加入聚乙烯醇水溶液中进行高速剪切乳化，并搅拌至二氯甲烷完全挥发，获得所述葡萄糖/光双响应性核壳微球。
[0019]在本发明一实施例中，所述步骤(6)包括以下步骤:
[0020](6-1)将步骤(5)的分散液加入聚乙烯醇水溶液①中进行高速剪切乳化，其中，所述步骤(5)的分散液的质量与所述聚乙烯醇水溶液①的体积毫升数之比为1: (20?50);
[0021](6-2)将步骤￠-1)的混合液加入聚乙烯醇水溶液②中，搅拌至二氯甲烷完全挥发，获得所述葡萄糖/光双响应性核壳微球；其中，
[0022]所述聚乙烯醇水溶液①的质量分数为0.5?3%，
[0023]所述聚乙烯醇水溶液②的质量分数与所述聚乙烯醇水溶液①的质量分数之比为(0.3 ?0.8):1 ;
[0024]所述聚乙烯醇水溶液②的体积与所述聚乙烯醇水溶液①的体积之比为(2?5):1。
[0025]在本发明一实施例中，所述步骤⑴中的所述交联剂选自聚乙二醇二甲基丙烯酸酯；所述步骤(2)中的所述乳化稳定剂选自吐温85、吐温80、司班80或者司班60中的一种；所述步骤(4)中的所述氧化还原引发剂选自过硫酸铵与亚硫酸氢钠的混合溶液，其中所述过硫酸铵与亚硫酸氢钠的质量比为1: (I?1.5)。
[0026]在本发明一实施例中，所述活化后的凝集素溶液通过以下方法获得:将凝集素溶于缓冲液中，使所述凝集素的浓度为I?20mg/ml，静置至少6小时；其中，所述缓冲液中包含0.lmol/1的氯化钾、0.1 mmol/1的氯化I丐及0.1 mmol/1的氯化猛。优选地，所述缓冲液选自磷酸盐缓冲液、三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液或者磷酸盐-柠檬酸缓冲液中的一种。
[0027]本发明还提供上述葡萄糖/光双响应性核壳微球在药物载体中的应用。
[0028]在本发明一较优实施例中，提供一种葡萄糖/光双响应性核壳微球的制备方法，包括以下步骤:
[0029](I)将双键化改性右旋糖酐溶液与活化后的凝集素溶液按照所述双键化改性右旋糖酐与所述凝集素的质量比为(I?10):1的比例混合并搅拌；随后，加入交联剂，所述交联剂与所述双键化改性右旋糖酐的质量比为(0.005?0.1):1 ;其中，
[0030]所述双键化改性右旋糖酐溶液指双键化改性右旋糖酐溶解于去离子水后获得的溶液，使所述双键化改性右旋糖酐的浓度为10?300mg/ml ;
[0031]所述活化后的凝集素溶液的制备步骤如下:将凝集素溶于缓冲液中，使所述凝集素的浓度为I?20mg/ml，静置至少6小时；