专利名称：一种聚氰基丙烯酸烷基酯纳米囊及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属纳米囊技术领域，具体涉及一种聚乙二醇修饰聚氰基丙烯酸烷基酯纳米囊及其制备方法和应用。
背景技术：
氰基丙烯酸烷基酯(ACA)是一种常用的生物医学材料，因其具有良好的生物降解性、较低的毒性等特点，而被广泛应用于手术缝合、组织工程等医学领域。氰基丙烯酸烷基酯反应活性较高，常温下痕量的亲核物质(如水分子)就可引发聚合反应。20世纪70年代末，Couvreur首次在含有稳定剂的10-2～10-3mol·L-1的盐酸溶液中合成了聚氰基丙烯酸烷基酯纳米粒(Couvreur P，et al.，J.Pharm.Sci.1979，68，1521～1524)。此后，聚氰基丙烯酸烷基酯(PACA)纳米粒的研究日益受到重视。传统的制备方法包括乳液聚合法、界面聚合法等。PACA纳米粒易被网状内皮系统吞噬，血液中清除速度较快，主要靶向于肝、脾、骨髓等组织。对PACA纳米粒表面进行修饰可增强其亲水性、减少肝脏巨噬细胞吞噬、延长体内循环时间、增加对细胞膜的黏附能力等，另外，还可实现对其它器官的主动靶向。
聚乙二醇(PEG)为广泛使用的表面修饰材料，具有与水分子结合力强、柔性大、毒性和免疫原性低等特性。有研究将PEG与聚氰基丙烯酸烷基酯共聚形成纳米粒，利用聚乙二醇亲水长链的长循环特性逃避巨噬细胞的吞噬，从而延长药物在血液中的半衰期，并提高纳米粒的生物相容性(Peracchia MT，et al.，Biomaterials，1999，201269-1275)。PEG-PACA的制备多采用如下路线首先合成氰基乙酸聚乙二醇单甲醚酯和氰基乙酸酯，再将两者以一定比例混合反应，得到共聚物PEG-co-PACA(Peracchia MT，et al.，Macromolecules，1997，30(4)846-851；Peracchia MT，et al.，Pharm Res，1998，15(4)550-556)。该工艺过程复杂、控制困难、且需使用有毒试剂，使PEG-co-PACA的生物相容性受到质疑。聚乙二醇聚氰基丙烯酸烷基酯纳米粒因亲水性较强，以其为给药载体，脂溶性药物的载药量较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚乙二醇修饰聚氰基丙烯酸烷基酯纳米囊及其制备方法和应用。以克服现有技术的不足和缺陷。
本发明的构思如下首先将油相与含有聚乙二醇的酸性水溶液混合，通过超声形成高速剪切力使油水界面张力下降，从而得到稳定的微乳液，这种以疏水性油相为核心的纳米颗粒可看作一个纳米级反应器，并且油相核心抑制Ostwald熟化现象。加入氰基丙烯酸烷基酯单体，单体会自动向油相核心富集，在油水界面处被聚乙二醇引发，发生阴离子聚合反应，形成纳米囊。本发明将聚乙二醇偶联和氰基丙烯酸烷基酯聚合相结合，其中聚乙二醇分子既是聚合反应的引发剂，也是微乳体系的稳定剂。
聚乙二醇引发氰基丙烯酸烷基酯单体聚合的过程如下 Nu-为PEG分子。
本发明提出的聚乙二醇修饰聚氰基丙烯酸烷基酯纳米囊，以液态脂肪酸酯为囊芯，至少一种聚乙二醇修饰聚氰基丙烯酸烷基酯为囊壳组成。
所述的液态脂肪酸酯为油酸酯、亚油酸酯、月桂酸酯、肉豆蔻酸酯、棕榈酸酯或中链甘油三酸酯中的一种或一种以上。其中优选油酸乙酯和中链甘油三酸酯。
所述的氰基丙烯酸烷基酯为氰基丙烯酸乙酯、氰基丙烯酸丙酯、氰基丙烯酸丁酯、氰基丙烯酸异丁酯或氰基丙烯酸己酯中的一种或一种以上。
所述的聚乙二醇为聚乙二醇2000、聚乙二醇5000、单甲氧基聚乙二醇2000和单甲氧基聚乙二醇5000中的一种。
所述的聚乙二醇修饰聚氰基丙烯酸烷基酯纳米囊，其直径为110～280nm。
本发明的聚乙二醇修饰聚氰基丙烯酸烷基酯纳米囊，其制备方法如下(1)在浓度为2％～20％(mg/ml)\pH值低于2的聚乙二醇酸溶液中加入液态脂肪酸酯，液态脂肪酸酯在酸溶液中的浓度为0.1％-1％mg/ml；超声分散均匀，得微乳液；(2)将氰基丙烯酸烷基酯加至步骤(1)所得的微乳液中，超声，搅拌反应3～24h，得聚乙二醇修饰聚氰基丙烯酸烷基酯纳米囊混悬液；(3)将上述混悬液纯化，即得聚乙二醇修饰聚氰基丙烯酸烷基酯纳米囊。
所述的液态脂肪酸酯为油酸酯、亚油酸酯、月桂酸酯、肉豆蔻酸酯、棕榈酸酯或中链甘油三酸酯中的一种或一种以上。其中优选油酸乙酯和中链甘油三酸酯。
所述的氰基丙烯酸烷基酯为氰基丙烯酸乙酯、氰基丙烯酸丙酯、氰基丙烯酸丁酯、氰基丙烯酸异丁酯或氰基丙烯酸己酯中的一种或一种以上。
所述的聚乙二醇为聚乙二醇2000、聚乙二醇5000、单甲氧基聚乙二醇2000和单甲氧基聚乙二醇5000中的一种。
所述的酸溶液为盐酸溶液、磷酸溶液、柠檬酸溶液、硫酸溶液和硝酸溶液中的一种。
所述的液态脂肪酸酯，按重量体积比计，其浓度为0.1％～1％(mg/ml)。如其用量超过1％，则体系不稳定，易出现油水分层。
所述的聚乙二醇酸溶液浓度，按重量体积比计，其浓度为2％～20％(mg/ml)。如其用量低于2％，则体系不稳定，易出现沉淀。
步骤(1)中超声时间超过50s，时间过短则分散不均匀。
步骤(2)中反应时间为3～24h，时间过短则反应不完全。优选4h-6h。
本发明的纳米囊可作为药物活性成分的载体使用。具体而言本发明的纳米囊混悬液或粉状固体纳米囊可包载至少一种以下的活性成分(1)蛋白质和多肽胰岛素、血红蛋白、白蛋白、细胞色素、干扰素、抗原、抗体、红细胞生成素、生长激素、白介素或集落刺激因子等条件生长因子等。
(2)疫苗单独或与至少一种抗原结合。
(3)多糖特别是选择肝素。
(4)核酸RNA、DNA、低聚核苷酸或多核苷酸。
(5)属于不同抗癌化学治疗类型的非肽-蛋白质疏水性药物，如紫杉醇等。
(6)上述各种活性成分的混合物。
本发明的优点在于(1)本发明的纳米囊，其疏水核心可提高疏水性药物的载药量，降低药物用量。
(2)本发明的纳米囊，其聚乙二醇链的水化层包衣可提高药物的稳定性、降低药物毒性、延长药物的生物半衰期、减少用药次数、提高患者的依从性。
(3)本发明的纳米囊粒径较小，具有靶向性，可提高胞内药物浓度减轻药物的不良反应。
(4)本发明中聚乙二醇分子在纳米囊表面形成包衣层，口服可抑制酶类降解药物，提高药物稳定性；(5)本发明的纳米囊用于注射时可显著降低红细胞溶血，减少血液内调理蛋白的吸附，发挥长循环的优势。
(6)本发明药物被包封于由聚合物膜包裹的油核中，可更好地避免药物的突释效应及与给药部位组织的直接接触，提高生物利用度和稳定性。
(7)本发明引入微乳化技术，以聚乙二醇作为亲核物质引发氰基丙烯酸烷基酯单体聚合形成一种偶联了聚乙二醇分子的聚氰基丙烯酸烷基酯纳米囊，该制备工艺过程简单、易控、无需使用有毒试剂。
图1为实施例1中纳米囊的透射电镜图(放大倍数为5万倍)。
具体实施例方式
通过下面的具体实施例可进一步描述本发明。但它们不是对本发明的限定。
实施例1将10mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加入10ml含有10％mPEG2000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散150s，得到纳米乳液。将100μl氰基丙烯酸正丁酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应4h，即得纳米囊溶液。
实施例2将50mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加至10ml含有2％mPEG2000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散50s，得到纳米乳液。将200μl氰基丙烯酸正丁酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应3h，即得纳米囊溶液。
实施例3将100mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加至10ml含有20％mPEG2000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散50s，得到纳米乳液。将100μl氰基丙烯酸正丁酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应24h，即得纳米囊溶液。
实施例4将50mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加至10ml含有20％mPEG5000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散50s，得到纳米乳液。将200μl氰基丙烯酸正丁酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应3h，即得纳米囊溶液。
实施例5将100mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加至10ml含有2％mPEG5000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散100s，得到纳米乳液。将100μl氰基丙烯酸正丁酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应24h，即得纳米囊溶液。
实施例6将10mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加至10ml含有10％mPEG5000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散250s，得到纳米乳液。将100μl氰基丙烯酸正丁酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应6h，即得纳米囊溶液。
实施例7将10mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加至10ml含有10％PEG2000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散150s，得到纳米乳液。将100μl氰基丙烯酸正丁酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应4h，即得纳米囊溶液。
实施例8将50mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加至10ml含有2％PEG2000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散50s，得到纳米乳液。将200μl氰基丙烯酸正丁酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应3h，即得纳米囊溶液。
实施例9将100mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加至10ml含有20％PEG2000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散50s，得到纳米乳液。将100μl氰基丙烯酸正丁酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应24h，即得纳米囊溶液。
实施例10将50mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加至10ml含有20％PEG5000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散50s，得到纳米乳液。将200μl氰基丙烯酸正丁酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应3h，即得纳米囊溶液。
实施例11将100mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加至10ml含有2％PEG2000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散100s，得到纳米乳液。将100μl氰基丙烯酸正丁酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应24h，即得纳米囊溶液。
实施例12将10mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加至10ml含有10％PEG2000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散250s，得到纳米乳液。将100μl氰基丙烯酸正丁酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应6h，即得纳米囊溶液。
实施例13将10mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加至10ml含有10％mPEG2000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散150s，得到纳米乳液。将100μl氰基丙烯酸乙酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应4h，即得纳米囊溶液。
实施例14
将50mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加至10ml含有2％mPEG2000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散50s，得到纳米乳液。将200μl氰基丙烯酸乙酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应3h，即得纳米囊溶液。
实施例15将100mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加至10ml含有20％mPEG2000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散50s，得到纳米乳液。将100μl氰基丙烯酸乙酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应24h，即得纳米囊溶液。
实施例16将50mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加至10ml含有20％mPEG5000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散50s，得到纳米乳液。将200μl氰基丙烯酸乙酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应3h，即得纳米囊溶液。
实施例17将100mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加至10ml含有2％mPEG5000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散100s，得到纳米乳液。将100μl氰基丙烯酸乙酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应24h，即得纳米囊溶液。
实施例18将10mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加至10ml含有10％mPEG5000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散250s，得到纳米乳液。将100μl氰基丙烯酸乙酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应6h，即得纳米囊溶液。
实施例19将10mg油酸乙酯，加至10ml含有10％mPEG2000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散150s，得到纳米乳液。将100μl氰基丙烯酸正丁酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应4h，即得纳米囊溶液。
实施例20将50mg油酸乙酯，加至10ml含有2％mPEG2000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散50s，得到纳米乳液。将200μl氰基丙烯酸正丁酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应3h，即得纳米囊溶液。
实施例21将100mg油酸乙酯，加至10ml含有20％mPEG2000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散50s，得到纳米乳液。将100μl氰基丙烯酸正丁酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应24h，即得纳米囊溶液。
实施例22将50mg油酸乙酯，加至10ml含有20％mPEG5000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散50s，得到纳米乳液。将200μl氰基丙烯酸正丁酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应3h，即得纳米囊溶液。
实施例23将100mg油酸乙酯，加至10ml含有2％mPEG5000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散100s，得到纳米乳液。将100μl氰基丙烯酸正丁酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应24h，即得纳米囊溶液。
实施例24将10mg油酸乙酯，加至10ml含有10％mPEG5000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散250s，得到纳米乳液。将100μl氰基丙烯酸正丁酯滴入上述微乳液。超声，室温搅拌反应6h，即得纳米囊溶液。
实施例25将10mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加入10ml含有2％mPEG5000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散150s，得到纳米乳液。将含紫杉醇浓度为10mg·mL-1的氰基丙烯酸正丁酯100μl滴入上述微乳液，超声，室温搅拌反应4 h，即得含药纳米囊溶液。
实施例26将100mg中链甘油三酸酯Miglyol812，加入10ml含有10％mPEG5000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散50s，得到纳米乳液。将含紫杉醇浓度为10mg·mL-1的氰基丙烯酸正丁酯100μl滴入上述微乳液，超声，室温搅拌反应6 h，即得含药纳米囊溶液。
实施例27将10mg油酸乙酯，加入10ml含有2％mPEG5000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散150s，得到纳米乳液。将含紫杉醇浓度为10mg·mL-1的氰基丙烯酸正丁酯100μl滴入上述微乳液，超声，室温搅拌反应4h，即得含药纳米囊溶液。
实施例28将100mg油酸乙酯，加入10ml含有10％mPEG5000的浓度为0.1mol·L-1的盐酸溶液，探头式超声分散50s，得到纳米乳液。将含紫杉醇浓度为10mg·mL-1的氰基丙烯酸正丁酯100μl滴入上述微乳液，超声，室温搅拌反应6h，即得含药纳米囊溶液。
上述实施例中得到的纳米囊溶液经纯化处理，即得所需纳米囊。
权利要求
1.一种聚氰基丙烯酸烷基酯纳米囊，其特征在于以液态脂肪酸酯为囊芯，以聚乙二醇修饰聚氰基丙烯酸烷基酯为囊壳组成；其中所述的液态脂肪酸酯为油酸酯、亚油酸酯、月桂酸酯、肉豆蔻酸酯、棕榈酸酯或中链甘油三酸酯中的一种或一种以上，所述的液态脂肪酸酯为油酸乙酯和中链甘油三酸酯中的一种或一种以上；所述的氰基丙烯酸烷基酯为氰基丙烯酸乙酯、氰基丙烯酸丙酯、氰基丙烯酸丁酯、氰基丙烯酸异丁酯或氰基丙烯酸己酯中的一种或一种以上；囊的直径为110-280nm。
2.根据权利要求1所述的纳米囊，其特征在于所述的聚乙二醇为聚乙二醇2000、聚乙二醇5000、单甲氧基聚乙二醇2000和单甲氧基聚乙二醇5000中的一种。
3.一种如权利要求1所述的聚氰基丙烯酸烷基酯纳米囊的制备方法，其特征在于具体步骤如下(1)在浓度为2％～20％mg/ml、pH值低于2聚乙二醇酸溶液中加入液态脂肪酸酯，液态脂肪酸酯在酸溶液中的浓度为0.1％-1％mg/ml，超声，分散均匀，得微乳液；(2)将氰基丙烯酸烷基酯加至步骤(1)所得的微乳液中，超声，搅拌反应3～24h，得聚乙二醇修饰聚氰基丙烯酸烷基酯纳米囊混悬液；(3)将上述混悬液纯化，即得聚乙二醇修饰聚氰基丙烯酸烷基酯纳米囊。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的液态脂肪酸酯为油酸酯、亚油酸酯、月桂酸酯、肉豆蔻酸酯、棕榈酸酯或中链甘油三酸酯中的一种或一种以上。
5.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述的氰基丙烯酸烷基酯为氰基丙烯酸乙酯、氰基丙烯酸丙酯、氰基丙烯酸丁酯、氰基丙烯酸异丁酯或氰基丙烯酸己酯中的一种或一种以上。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的聚乙二醇为聚乙二醇2000、聚乙二醇5000、单甲氧基聚乙二醇2000和单甲氧基聚乙二醇5000中的一种。
7.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中反应时间为4h--6h。
8.一种如权利要求1所述的聚氰基丙烯酸烷基酯纳米囊作为药物活性成分载体的应用，其所应用的活性成分如下(1)蛋白质和多肽胰岛素、血红蛋白、白蛋白、细胞色素、干扰素、抗原、抗体、红细胞生成素、生长激素、白介素或集落刺激因子中的一种；(2)疫苗单独或与至少一种抗原结合；(3)多糖特别是选择肝素；(4)核酸RNA、DNA、低聚核苷酸或多核苷酸；(5)属于不同抗癌化学治疗类型的非肽-蛋白质疏水性药物；(6)上述各种活性成分的混合物。
全文摘要
本发明属于纳米囊技术领域，具体公开了一种聚氰基丙烯酸烷基酯纳米囊及其制备方法和应用。本发明的聚氰基丙烯酸烷基酯纳米囊以液态脂肪酸酯为囊芯，以聚乙二醇修饰聚氰基丙烯酸烷基酯为囊壳组成。其按如下步骤制备将液态脂肪酸酯加至含聚乙二醇的酸溶液中，超声得微乳；氰基丙烯酸烷基酯加至上述微乳液中，超声，搅拌反应，即得。其可用作药物载体。与现有技术相比，该纳米囊具有稳定性较好及载疏水性成分量高的特点。该制备工艺过程简单、易控、无需使用有毒试剂。
文档编号B01J13/14GK101084882SQ20071004233
公开日2007年12月12日 申请日期2007年6月21日 优先权日2007年6月21日
发明者印春华, 张昱 申请人:复旦大学