本發明屬于水凝膠領域和藥物緩釋領域，具體涉及一種可注射殼聚糖接枝環糊精復合載藥水凝膠的制備方法及其應用。
背景技術：
殼聚糖（cs）是一種天然存在的堿性多糖，具有良好的生物相容性、可降解性、抗菌性，廣泛的應用于醫藥衛生、生物組織工程領域。2000年，chenite等人利用殼聚糖溶液和甘油磷酸鈉混合后得到了具有溫度敏感性的殼聚糖水凝膠，殼聚糖水凝膠具有與關節軟骨的細胞外基質類似的三維多孔網狀結構，其化學性質穩定，且cs水凝膠呈生理中性，固化溫度約為37℃，與人體體溫相近。此外，殼聚糖分子中的主要結構單元葡糖胺與關節軟骨細胞外基質中的主要成分糖胺多糖的結構相類似，因而，利用殼聚糖水凝膠作為軟骨修復材料具有非常好的應用前景。但是，在關節軟骨受損傷后一般會伴隨著炎癥的發生，目前最為有效的處理方法是在水凝膠中復合一些消炎類藥物，從而起到消炎的目的，但是藥物一般是屬于小分子物質，其較容易從凝膠中釋放出來，從而造成在水凝膠植入的初期出現爆釋的現象，這雖然可以一直前期的炎癥，但是炎癥一般持續時間較長，因此這種方法起不到長期消炎的目的。
β-環糊精（β-cd）是目前應用較為廣泛的載藥體系，其分子結構呈“錐筒”狀，兩端呈開放狀態，環糊精內腔疏水，外壁親水，正由于這種特殊的結構使環糊精可以通過疏水作用、氫鍵和范德華力等作用，與藥物等形成穩定的包合物，達到對藥物的緩釋效果。目前β-cd緩釋體系一般是納米藥物，但是納米藥物用于軟骨炎癥的修復顯然不合適，這是由于在人體運動的過程中軟骨隨之運動，可能會使β-cd移位，從而達不到預期的治療效果。因此，本發明結合了cs水凝膠和β-cd載藥的優勢，制備了可注射殼聚糖接枝環糊精復合載藥水凝膠。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是針對現有的cs水凝膠容易造成藥物爆釋的現象和β-cd納米藥物在軟骨修復時適用性較差的問題，提供一種可注射殼聚糖接枝環糊精復合載藥水凝膠的制備方法及其應用，使藥物能夠長期有效的進行緩釋，從而提高藥物的利用率。
為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：
一種可注射殼聚糖接枝環糊精復合載藥水凝膠的制備方法，步驟如下：
（1）將硅烷偶聯劑溶解到乙醇水溶液中，使硅烷偶聯劑充分水解，然后加入β-環糊精（β-cd）粉末，70℃回流反應8-12h后，用丙酮將反應產物析出后，離心，洗滌得到氨基化的β-環糊精（β-cd-nh2）；
（2）配制二醛水溶液，然后將氨基化的β-環糊精（β-cd-nh2）加入到二醛水溶液中，在20℃的條件下攪拌反應6-8h后，將溶液離心、洗滌得到醛基化的β-環糊精（β-cd-cho）；
（3）配制殼聚糖溶液a，將醛基化的β-環糊精（β-cd-cho）加入到殼聚糖溶液中，60℃回流反應6-12h后，得到殼聚糖接枝β-環糊精（cs-β-cd），然后將殼聚糖接枝β-環糊精（cs-β-cd）浸入藥液中常溫浸泡12-24h后進行冷凍干燥得到載藥的殼聚糖接枝β-環糊精（cs-β-cd）粉末；
（4）配制殼聚糖溶液b，然后加入載藥的殼聚糖接枝β-環糊精（cs-β-cd）粉末，攪拌均勻后，加入β-甘油磷酸鈉溶液，并調節ph值為7.0-7.2，得到可注射的殼聚糖接枝環糊精復合載藥水凝膠。
所述步驟（1）中的硅烷偶聯劑為氨基硅烷偶聯劑，包括但不限于3-氨丙基乙氧基硅烷，乙醇水溶液的體積分數為90%。
所述步驟（1）中的β-環糊精（β-cd）粉末與硅烷偶聯劑的摩爾比為1:1-1:2.5。
所述步驟（2）中的二醛為戊二醛或己二醛，二醛水溶液的體積濃度為1%-3%（v/v）；所述的氨基化的β-環糊精（β-cd-nh2）在二醛水溶液中的質量體積濃度為0.01g/ml-0.03g/ml。
所述步驟（3）中殼聚糖溶液a的質量體積濃度為0.005g/ml-0.015g/ml。
所述步驟（3）殼聚糖溶液a中的殼聚糖與醛基化的β-環糊精（β-cd-cho）的質量比為1:0.5-1:1.5。
所述步驟（3）中藥液的質量體積濃度為0.05g/ml-0.1g/ml，且殼聚糖接枝β-環糊精與藥液中藥物的質量比為1:1-1:3，所述藥物為抗菌消炎類藥物，所述抗菌消炎類藥物包括但不限于萬古霉素，氨芐青霉素，甲氧西林。
所述步驟（4）中殼聚糖溶液b的質量體積濃度為0.02g/ml-0.04g/ml，殼聚糖溶液b中的殼聚糖與載藥的殼聚糖接枝β-環糊精（cs-β-cd）粉末的質量比為1:0.5-1:1。
所述的可注射殼聚糖接枝環糊精復合載藥水凝膠的制備方法制得的殼聚糖接枝環糊精復合載藥水凝膠應用于藥物的緩控釋。
與現有技術相比，本發明的有益效果為：本發明解決了現有殼聚糖載藥水凝膠容易導致藥物爆釋的現象。同時，單純的納米β-環糊精藥物載體用于軟骨缺損修復時操作較為困難，且納米粒子不能夠很好的富集在缺損區域，適用性較差；本發明中所有反應條件溫和，操作較為簡便，且本發明制備的凝膠可以使藥物緩慢的釋放到軟骨缺損區域，且當凝膠中的藥物濃度降低時，環糊精中的藥物可以釋放到凝膠中，可以長期保持凝膠體系中藥物濃度的穩定，使藥物能夠長期有效的進行緩釋，從而提高藥物的利用率，應用前景較為廣泛。
具體實施方式
下面結合具體實施例，對本發明做進一步說明。應理解，以下實施例僅用于說明本發明而非用于限制本發明的范圍，該領域的技術熟練人員可以根據上述發明的內容作出一些非本質的改進和調整。
實施例1
本實施例的可注射殼聚糖接枝環糊精復合載藥水凝膠的制備方法，步驟如下：
（1）將0.41ml（0.00176mol）3-氨丙基乙氧基硅烷偶聯劑溶解到100ml90%（v/v）的乙醇水溶液中，使硅烷偶聯劑充分水解，然后將1gβ-cd（0.00088mol）粉末加入到溶液中，70℃回流反應8h后，用丙酮將反應產物析出后，離心，洗滌即可得到氨基化的β-環糊精（β-cd-nh2）；
（2）然后將1ml戊二醛溶液加入到100ml去離子水中，然后將1gβ-cd-nh2加入到戊二醛溶液中，20℃下攪拌反應6h后，將溶液離心、洗滌即可得到醛基化的β-環糊精（β-cd-cho）；
（3）配制濃度為0.005g/ml的殼聚糖溶液100ml，然后將0.25gβ-cd-cho加入到殼聚糖溶液中，60℃回流反應12h后，即可得到殼聚糖接枝β-cd（cs-β-cd），然后將0.5gcs-β-cd浸入10ml濃度為0.05g/ml的萬古霉素藥液中浸泡12h后進行冷凍干燥得到載藥的cs-β-cd粉末；
（4）配制10ml濃度為0.02g/ml殼聚糖溶液，然后加入0.1g的載藥的cs-β-cd粉末，攪拌均勻后，加入β-甘油磷酸鈉溶液，并調節ph值為7.0，即可得到可注射的殼聚糖環糊精復合載藥水凝膠。
實施例2
本實施例的可注射殼聚糖接枝環糊精復合載藥水凝膠的制備方法，步驟如下：
（1）將0.205ml（0.00088mol）3-氨丙基乙氧基硅烷偶聯劑溶解到100ml90%（v/v）的乙醇水溶液中，使硅烷偶聯劑充分水解，然后將1gβ-cd（0.00088mol）粉末加入到溶液中，70℃回流反應10h后，用丙酮將反應產物析出后，離心，洗滌即可得到氨基化的β-cd（β-cd-nh2）；
（2）然后將2ml戊二醛溶液加入到100ml去離子水中，然后將1gβ-cd-nh2加入到戊二醛溶液中，20℃下攪拌反應7h后，將溶液離心、洗滌即可得到醛基化的β-cd（β-cd-cho）；
（3）配制濃度為0.01g/ml的殼聚糖稀溶液100ml，然后將1.0gβ-cd-cho加入到殼聚糖溶液中，60℃回流反應6h后，即可得到殼聚糖接枝β-cd（cs-β-cd），然后將0.5gcs-β-cd浸入10ml濃度為0.1g/ml氨芐青霉素藥液中浸泡24h后進行冷凍干燥得到載藥的cs-β-cd粉末；
（4）配制10ml濃度為0.03g/ml殼聚糖溶液，然后加入0.3g的載藥的cs-β-cd粉末，攪拌均勻后，加入β-甘油磷酸鈉溶液，并調節ph值為7.2，即可得到可注射的殼聚糖環糊精復合載藥水凝膠。
實施例3
本實施例的可注射殼聚糖接枝環糊精復合載藥水凝膠的制備方法，步驟如下：
（1）將0.513ml（0.0022mol）3-氨丙基乙氧基硅烷偶聯劑溶解到100ml90%的乙醇水溶液中，使硅烷偶聯劑充分水解，然后將1gβ-cd（0.00088mol）粉末加入到溶液中，70℃回流反應8h后，用丙酮將反應產物析出后，離心，洗滌即可得到氨基化的β-cd（β-cd-nh2）；
（2）然后將3ml戊二醛溶液加入到100ml去離子水中，然后將3gβ-cd-nh2加入到戊二醛溶液中，20℃下攪拌反應7h后，將溶液離心、洗滌即可得到醛基化的β-cd（β-cd-cho）；
（3）配制濃度為0.015g/ml殼聚糖的稀溶液100ml，然后將2.25gβ-cd-cho加入到殼聚糖溶液中，60℃回流反應8h后，即可得到殼聚糖接枝β-cd（cs-β-cd），然后將0.5gcs-β-cd浸入10ml濃度為0.05g/ml甲氧西林藥液中浸泡20h后進行冷凍干燥得到載藥的cs-β-cd粉末；
（4）配制10ml濃度為0.04g/ml殼聚糖溶液，然后加入0.2g的載藥的cs-β-cd粉末，攪拌均勻后，加入β-甘油磷酸鈉溶液，并調節ph值為7.0，即可得到可注射的殼聚糖環糊精復合載藥水凝膠。
實施例4
本實施例的可注射殼聚糖接枝環糊精復合載藥水凝膠的制備方法，步驟如下：
（1）將0.315ml（0.00132mol）3-氨丙基乙氧基硅烷偶聯劑溶解到100ml90%（v/v）的乙醇水溶液中，使硅烷偶聯劑充分水解，然后將1gβ-cd（0.00088mol）粉末加入到溶液中，70℃回流反應12h后，用丙酮將反應產物析出后，離心，洗滌即可得到氨基化的β-cd（β-cd-nh2）；
（2）然后將2ml戊二醛溶液加入到100ml去離子水中，然后將3gβ-cd-nh2加入到戊二醛溶液中，20℃下攪拌反應8h后，將溶液離心、洗滌即可得到醛基化的β-cd（β-cd-cho）；
（3）配制濃度為0.01g/ml殼聚糖的稀溶液100ml，然后將1.5gβ-cd-cho加入到殼聚糖溶液中，60℃回流反應6h后，即可得到殼聚糖接枝β-cd（cs-β-cd），然后將0.25gcs-β-cd浸入10ml濃度為0.075g/ml的萬古霉素藥液中浸泡18h后進行冷凍干燥得到載藥的cs-β-cd粉末；
（4）配制10ml濃度為0.02g/ml殼聚糖溶液，然后加入0.2g的載藥的cs-β-cd粉末，攪拌均勻后，加入β-甘油磷酸鈉溶液，并調節ph值為7.2，即可得到可注射的殼聚糖環糊精復合載藥水凝膠。
以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征以及本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。