专利名称：一种壳聚糖衍生物复合微球及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属于高分子材料学领域，特别涉及一种壳聚糖衍生物复合微球及其制备方
法和应用。
(二)
背景技术：
甲壳素(Chitin)又称聚N-乙酰-D-葡胺糖，广泛存在于虾、蟹和昆虫的外壳及菌 类和藻类的细胞壁中，是自然界中生成量仅次于纤维素的一种天然多糖。将甲壳素分子用 强碱水解或酶解脱去一部分或全部乙酰基，其产物称为壳聚糖(Chitosan)。壳聚糖含有游 离氨基，能与酸分子结合，是唯一的天然碱性多糖，具有许多特殊的物理化学性质和生理功 能。由于其对人体无毒、无害，生物相容性好、可被生物降解等优点，壳聚糖已经广泛用于制 备医药工业上的缓释载体。目前已有的载体形式包括壳聚糖微粒、壳聚糖片、壳聚糖微球及 壳聚糖珠等，其中壳聚糖微球的研究已引起人们的广泛关注，可用于制备激素、维生素、蛋 白及酶等各种生物活性物质的载体。 壳聚糖微球一般采用乳化化学交联法、溶剂蒸发法、喷雾干燥法及沉淀法等来制 备。如Jameela等用戊二醛化学交联法制备DNA嵌入型壳聚糖微球，将含有药物的壳聚糖溶 液分散于液体石蜡和汽油的混合油相中，加入表面活性剂，搅拌乳化，加入交联剂戊二醛， 所制得的载药微球可大大延长释药时间。Abd等用W/0乳化溶剂蒸发法制备荧光标记右旋 糖酐壳聚糖微球，即将右旋糖酐溶于壳聚糖溶液中形成药物/壳聚糖混合溶液，然后加入 含有乳化剂的矿物油中，搅拌形成W/0乳液，以2000rpm不断搅拌，同时加热至8(TC，搅拌、 加热保持4. 5小时，直至溶剂完全被蒸发除去，层析分离矿物油，收集微球，用正己烷清洗， 滤过、干燥即得，制得的壳聚糖载药微球24小时释药12%。 He等用喷雾干燥法制备甲氰咪 胍等壳聚糖微球，由喷雾干燥器制备，制得的微球有良好的球形和光滑的表面，药物以分子 状态分散于壳聚糖微球中，但释药速度较快，并且有突释效应；Huang等用喷雾干燥法制备 BTM壳聚糖微球，加入明胶等作修饰剂，则所制备微球有良好的药物稳定性和较高的载药效 率，同时由于明胶的作用，可使药物缓释达12h。 然而，壳聚糖在酸性条件下的溶解性使得壳聚糖微球在胃液中迅速崩解，从而使 壳聚糖微球的缓释效果受到影响；加入甲醛、戊二醛等化学交联剂可以提高壳聚糖微球的 缓释效果，但醛类的毒副作用限制了壳聚糖微球的应用；而喷雾干燥法制备微球时的高温 会使所包埋活性物质受到破坏；同时壳聚糖只溶于酸性溶液也使得酸不稳定性药物的包埋 受到限制。 因此研究制备新型的具有良好的生物相容性和缓释效果的壳聚糖微球具有重要 的意义。
(三)
发明内容
本发明的目的在于提供一种壳聚糖衍生物复合微球及其制备方法和应用，所述的 壳聚糖衍生物复合微球生物相容性以及缓释效果良好。
本发明采用的技术方案如下 —种壳聚糖衍生物复合微球，由下法制得利用壳聚糖制备壳聚糖亲水性衍生物， 然后制成质量体积比(g/ml)为1_10%的壳聚糖衍生物溶液；将壳聚糖衍生物溶液加入质 量体积比(g/ml)为l-10X的纤维素溶液中制得W/0乳液；将W/0乳液缓缓加入质量浓度为
1-10%的多聚磷酸钠溶液中，搅拌固化，过滤即得所述壳聚糖衍生物微球；壳聚糖衍生物溶
液、纤维素溶液与多聚磷酸钠溶液的体积比为1 : 2-10 : 3-20。 所述的壳聚糖亲水性衍生物优选羧甲基壳聚糖或壳聚糖季铵盐亲水性衍生物。具 体可利用壳聚糖与氯乙酸、季铵盐试剂等进行制备。 所述的纤维素优选疏水性纤维素衍生物，如醋酸纤维素或乙基纤维素。 所述的纤维素溶液为纤维素或其衍生物溶于二氯甲烷和无水乙醇的溶液，二氯甲
烷与无水乙醇的体积比例为i : 4-4 : i。 此方法适用于不同性能的壳聚糖，如部分脱乙酰基壳聚糖、全部脱乙酰基壳聚糖、 低分子量壳聚糖、中分子量壳聚糖或高分子量壳聚糖等，壳聚糖的分子量大于38KDa，脱乙 酰度范围是50-100%。 在制备W/0乳液时需要添加的乳化剂可根据需要选择，如吐温-80等，不再赘述。
制备温度优选在25-4(TC进行；混合时所采用的搅拌速度可以是2000-5000rpm。
所述壳聚糖衍生物复合微球作为活性物质载体有良好的应用。如对于酸性环境不 稳定药物其具有保护活性物质不被破坏的作用。 具体的，将活性物质直接加入壳聚糖衍生物溶液或制备微球后通过吸附作用制备 壳聚糖衍生物载物微球。 所述的活性物质可以是亲水性药物或疏水性药物，也可以是蛋白质、疫苗、酶等活 性物质。活性物质的加入质量是壳聚糖质量的0. 01-1倍。 所述的将活性物质在壳聚糖复合微球制备过程中直接加入壳聚糖溶液是将模型药物 加入壳聚糖溶液中，溶解完全，然后再按照微球制备的方法制备壳聚糖载药复合微球，即先加 载再制备的方法；制备复合微球后通过吸附作用制备壳聚糖衍生物载药微球是先制备壳聚糖 复合微球，然后加入活性物质即模型药物继续搅拌，使药物吸附于微球，适用于水溶性物质。
本发明对原材料有广泛的适用性，所有具有亲水性取代基团的壳聚糖衍生物均可 以适用于本发明。本发明对纤维素也有广泛的适用性，适用于具有疏水性的一切纤维素衍 生物。因此，本发明的原料来源十分广泛。 本发明的重要意义还在于微球制备中采用壳聚糖亲水性衍生物与纤维素制得新 型的壳聚糖复合微球，由于复合微球具有亲水性核和疏水性膜的核壳型结构，其能使壳聚 糖复合微球的缓释性得到提高，性能更加稳定；可提高活性物质的稳定性，避免其毒副作 用。本发明有望成为活性物质的理想缓释系统，具有良好的研究和开发应用前景。
本发明相对于现有技术，有以下优点 本发明提供的壳聚糖衍生物复合微球生物相容性和缓释性能好，制备方法具有操 作简便、工艺稳定、制造成本低廉的优点。
图1为不同浓度壳聚糖季铵盐与2%醋酸纤维素溶液所制备的载药微球在p朋.8的磷酸缓冲液中的释药曲线。 具体实施例方式
以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此
实施例1 将0. 40g羧甲基壳聚糖加入40ml去离子水中制得质量体积百分比浓度为1 %的羧 甲基壳聚糖溶液，搅拌均匀，加入阿霉素0. 10g，以3000rpm速度搅拌溶解，加入体积浓度为 lX的Tween-80搅拌充分；制备质量体积百分比为2X (g/ml)的乙基纤维素溶液(溶剂为 二氯甲烷/无水乙醇体积比为1/4的混合溶剂，80ml);将羧甲基壳聚糖溶液缓缓加入乙基 纤维素溶液，搅拌乳化；将W/0乳液缓缓加入240ml质量浓度为3%的多聚磷酸钠(TPP)溶
液中，边搅拌边缓缓加入，搅拌固化，静置抽滤即得壳聚糖载药复合微球。
实施例2 将0. 60g羧甲基壳聚糖加入20ml去离子水中，搅拌均匀，加入阿霉素0. 20g，以 2000rpm速度搅拌溶解，加入1% Tween-80搅拌充分；制备质量体积百分比为3%的醋酸纤 维素溶液(二氯甲烷/无水乙醇=l/4)80ml ;将羧甲基壳聚糖溶液缓缓加入醋酸纤维素溶 液，搅拌乳化；将W/0乳液缓缓加入300ml质量浓度为3 %的TPP溶液中，边搅拌边缓缓加 入，搅拌固化，静置抽滤即得壳聚糖衍生物载药复合微球。
实施例3 将0.40g壳聚糖季铵盐加入20ml去离子水中，搅拌均匀，加入白蛋白0. 15g，以 4500rpm速度搅拌溶解，加入1% Tween-80搅拌充分；制备质量体积百分比为3%的丁酸纤 维素溶液(溶剂二氯甲烷/无水乙醇=2/3)60ml ;将壳聚糖季铵盐溶液缓缓加入丁酸纤 维素溶液，搅拌乳化，形成W/0乳液；将W/0乳液缓缓加入质量浓度为3% TPP溶液200ml 中，边搅拌边缓缓加入，搅拌固化，静置抽滤即得壳聚糖衍生物载药复合微球。
实施例4 将O. 50g壳聚糖季铵盐加入20ml去离子水中，搅拌均匀，加入1% Tween-80搅 拌充分；制备质量体积百分比为2%的醋酸纤维素溶液(溶剂二氯甲烷/无水乙醇= 1/4) 60ml ;将壳聚糖季铵盐溶液缓缓加入醋酸纤维素溶液，搅拌乳化；将W/0乳液缓缓加入 250ml质量浓度为3%的TPP溶液中，边搅拌边缓缓加入，搅拌固化，静置抽滤即得壳聚糖复 合微球。然后将复合微球悬浮于水中，加入抗坏血酸O. 20g，3000rpm搅拌吸附，制备载药壳 聚糖衍生物复合微球。不同浓度壳聚糖季铵盐与2%醋酸纤维素溶液所制备的载药微球在 pH6. 8的磷酸缓冲液中的释药曲线见图1。
实施例5 将0. 30g磺化壳聚糖加入20ml去离子水中，搅拌均匀，加入1% Tween-80搅拌充 分，加入抗坏血酸0. 20g，搅拌溶解；制备质量体积百分比为2%的丁酸纤维素溶液(二溶 剂氯甲烷/无水乙醇=2/3)60ml ;将磺化壳聚糖溶液缓缓加入丁酸纤维素溶液，搅拌乳 化；将W/0乳液缓缓加入400ml质量浓度为5%的TPP溶液中，边搅拌边缓缓加入，搅拌固 化，静置抽滤即得磺化壳聚糖载药复合微球。
实施例6 将0. 50g羟乙基壳聚糖加入20ml去离子水中，搅拌均匀，加入1% Tween-80搅拌充分，加入巯嘌呤O. 30g，搅拌溶解；制备质量体积百分比为4%的醋酸纤维素丁酸酯溶液 (溶剂二氯甲烷/无水乙醇=4/1)60ml ;将羟乙基壳聚糖溶液缓缓加入醋酸纤维素丁酸 酯溶液，搅拌乳化；将W/0乳液缓缓加入180ml质量浓度为6 %的TPP溶液中，边搅拌边缓 缓加入，搅拌固化，静置抽滤即得羟乙基壳聚糖载药复合微球。
实施例7 将lg羧甲基壳聚糖加入10ml去离子水中制得质量体积百分比浓度为10%的羧 甲基壳聚糖溶液，搅拌均匀，加入阿霉素0. 10g，以3000rpm速度搅拌溶解，加入体积浓度为 lX的Tween-80搅拌充分；制备质量体积百分比为10% (g/ml)的乙基纤维素溶液(溶剂 为二氯甲烷/无水乙醇体积比为1/4的混合溶剂，80ml);将羧甲基壳聚糖溶液缓缓加入乙 基纤维素溶液，搅拌乳化；将W/0乳液缓缓加入90ml质量浓度为10 %的TPP溶液中，边搅 拌边缓缓加入，搅拌固化，静置抽滤即得壳聚糖载药复合微球。
权利要求
一种壳聚糖衍生物复合微球，其特征在于，由下法制得利用壳聚糖制备壳聚糖亲水性衍生物，然后制成质量体积比(g/ml)为1-10％的壳聚糖衍生物溶液；将壳聚糖衍生物溶液加入质量体积比(g/ml)为1-10％的纤维素溶液中制得W/O乳液；将W/O乳液缓缓加入质量浓度为1-10％的多聚磷酸钠溶液中，搅拌固化，过滤即得所述壳聚糖衍生物微球；壳聚糖衍生物溶液、纤维素溶液与多聚磷酸钠溶液的体积比为1∶2-10∶3-20。
2. 如权利要求1所述的壳聚糖衍生物复合微球，其特征在于，所述的壳聚糖亲水性衍 生物为羧甲基壳聚糖或壳聚糖季铵盐亲水性衍生物。
3. 如权利要求1所述的壳聚糖衍生物复合微球，其特征在于，所述的纤维素溶液为 纤维素或其衍生物溶于二氯甲烷和无水乙醇的溶液，二氯甲烷与无水乙醇的体积比例为l:4-4:i。
4. 权利要求1所述的壳聚糖衍生物复合微球的制备方法，其特征在于，利用壳聚糖制 备壳聚糖亲水性衍生物，然后制成质量体积比(g/ml)为1_10%的壳聚糖衍生物溶液；将壳 聚糖衍生物溶液加入质量体积比为l-10X的纤维素溶液中制得W/0乳液；将W/0乳液缓缓加入质量浓度为1-10%的多聚磷酸钠溶液中，搅拌固化，过滤即得所述壳聚糖衍生物微球；壳聚糖衍生物溶液、纤维素溶液与多聚磷酸钠溶液的体积比为i : 2-10 : 3-20。
5. 如权利要求4所述的壳聚糖衍生物复合微球的制备方法，其特征在于，所述的壳聚糖亲水性衍生物为羧甲基壳聚糖或壳聚糖季铵盐亲水性衍生物。
6. 如权利要求4所述的壳聚糖衍生物复合微球的制备方法，其特征在于，纤维素溶液 为纤维素或其衍生物溶于二氯甲烷和无水乙醇的溶液，二氯甲烷与无水乙醇的体积比例为l:4-4:i。
7. 如权利要求6所述的壳聚糖衍生物复合微球的制备方法，其特征在于，纤维素衍生物为醋酸纤维素或乙基纤维素。
8 权利要求1所述壳聚糖衍生物复合微球作为活性物质载体的应用。
9. 如权利要求8所述的壳聚糖衍生物复合微球作为活性物质载体的应用，其特征在 于，将活性物质直接加入壳聚糖衍生物溶液或制备微球后通过吸附作用制备壳聚糖衍生物 载物微球。
10. 如权利要求9所述的壳聚糖衍生物复合微球作为活性物质载体的应用，其特征在 于，活性物质的加入质量是壳聚糖质量的0. 01-1倍。
全文摘要
本发明属于高分子材料学领域，特别涉及一种壳聚糖衍生物复合微球及其制备方法和应用。利用壳聚糖制备壳聚糖亲水性衍生物，然后制成质量体积比(g/ml)为1-10％的壳聚糖衍生物溶液；将壳聚糖衍生物溶液加入质量体积比为1-10％的纤维素溶液中制得W/O乳液；将W/O乳液缓缓加入质量浓度为1-10％的多聚磷酸钠溶液中，搅拌固化，过滤即得所述壳聚糖衍生物微球。本发明提供的壳聚糖衍生物复合微球生物相容性和缓释性能好，制备方法具有操作简便、工艺稳定、制造成本低廉的优点。
文档编号C08L1/10GK101724163SQ20091026364
公开日2010年6月9日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年6月23日
发明者任云利, 凡趁杰, 周惠云, 张延萍, 李军波, 王新胜 申请人:河南科技大学