一種pH響應性海藻酸鈉納米凝膠及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種pH響應性海藻酸鈉納米凝膠及其制備方法，屬于納米材料及其制備技術領域。
【背景技術】
[0002]納米凝膠是指尺寸為納米級(1-1OOOnm)的、由高分子經化學或物理交聯后形成的三維網狀結構。納米凝膠作為藥物載體，可顯著提高藥物的生物利用度和藥物在體內的輸送與釋放性能，是一類安全的、具有潛在生物醫學應用價值的體系。
[0003]在過去的十年中，多重刺激響應性的藥物傳輸系統已經在癌癥診斷和治療的研究中獲得快速發展。眾所周知，腫瘤細胞外環境PH值(pH?6.5)比血液pH值(pH?7.4)低，而且內涵體和溶酶體的pH值(pH 5.0?5.5)更低。因此，設計含有pH響應性的納米凝膠，如結構中含有羧基、氨基等含離子鍵、酯鍵、腙鍵等可水解斷裂的化學鍵，作為PH響應性的藥物輸送載體已被廣泛開發并應用于癌癥的治療中。
[0004]化學交聯的納米凝膠通常是由本體或微乳液等聚合合成。傳統的制備方法中，大多需要使用有機試劑，如有毒有害的溶劑、催化劑、偶聯劑或表面活性劑等。然而，這些化學物質在最終使用前很難除盡，從而影響健康。而且，這種多步制備策略經常會造成環境負荷、高成本、低產量以及質量可靠性差等問題。物理交聯的納米凝膠是通過分子結構中的疏水作用、靜電相互作用或氫鍵以及離子鍵的吸引力形成三維網狀結構的納米凝膠。此外，作為FDA認可的安全無毒的天然高分子，海藻酸鈉由于其良好的生物相容性、生物降解能力和螯合作用，已廣泛應用于各種生物醫學領域，如組織工程和藥物輸送等。
[0005]pH響應性海藻酸鈉納米凝膠以海藻酸鈉為基材，多價金屬鹽為交聯劑，采用超聲法一步制得。利用海藻酸鈉中存在的羧基與腫瘤藥物間的靜電相互作用，實現對藥物的包載；通過改變制備條件可以有效調控其尺寸大小。本發明以海藻酸鈉為基材成功制備了一系列高載藥量且粒徑在170nm-700nm的pH響應性海藻酸鈉載藥納米凝膠。本發明不需要使用任何有機試劑，可一步合成綠色納米載藥凝膠，該納米凝膠在藥物控釋領域的應用有十分重要的應用。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種pH響應性海藻酸鈉納米凝膠及其制備方法，該方法綠色環保、工藝簡單，具有廣闊的市場前景。
[0007]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是:一種pH響應性海藻酸鈉納米凝膠，其特征在于:所述PH響應性海藻酸鈉納米凝膠包括海藻酸鈉和交聯劑，所述交聯劑為氯化鈣、碳酸鈣/葡萄糖酸內酯、氯化鋁多價鹽中的一種或多種混合，其中所述海藻酸鈉與所述交聯劑的電荷配比為1.0:0.3-2.00
[0008]按上述方案，所述pH響應性海藻酸鈉納米凝膠還包括抗腫瘤藥物，所述抗腫瘤藥物為鹽酸阿霉素、甲氨蝶呤、絲裂霉素、羥基脲、博來霉素含氨基的親水性藥物中的一種或多種混合，所述海藻酸鈉中羧基與抗腫瘤藥物的摩爾比為10 - 3:1。
[0009]按上述方案，所述pH響應性海藻酸鈉納米凝膠平均粒徑為170nm-700nm。
[0010]按上述方案，所述pH響應性海藻酸鈉納米凝膠平均粒徑為170nm-220nm。
[0011 ] 所述的pH響應性海藻酸鈉納米凝膠的制備方法，包括如下步驟:
[0012](I)將海藻酸鈉溶解在超純水中；
[0013](2)超聲處理同時緩慢滴加交聯劑溶液，至海藻酸鈉與交聯劑的電荷配比為1.0:0.3-2.0時停止滴加，用超純水定容至海藻酸鈉的質量濃度為0.05?0.5mg/mL后繼續攪拌2h ；
[0014](3)將步驟(2)所得溶液在超純水中透析，經冷凍干燥，得到絮狀的海藻酸鈉納米凝膠。
[0015]按上述方案，步驟(I)所述溶液中還添加有抗腫瘤藥物，按海藻酸鈉中羧基和抗腫瘤藥物10 - 3:1的摩爾比進行溶液混合。
[0016]按上述方案，所述抗腫瘤藥物為鹽酸阿霉素、甲氨蝶呤、絲裂霉素、羥基脲、博來霉素含氨基的親水性藥物中的一種或多種混合，所述交聯劑為氯化鈣、碳酸鈣/葡萄糖酸內酯、氯化鋁多價鹽中的一種或多種混合。
[0017]按上述方案，超聲處理時間為10-60分鐘。
[0018]所述的pH響應性海藻酸鈉納米凝膠作為抗腫瘤藥物載體的應用。
[0019]本發明的pH響應性海藻酸鈉載藥納米凝膠制備工藝簡單、條件溫和、凝膠尺寸可控，反應可選擇的交聯劑種類多。針對不同病情及部位，本發明所制備的海藻酸鈉納米凝膠可負載不同抗腫瘤藥物及負載量以達到更好的治療目的，在腫瘤治療領域具有很好的應用前景。
【附圖說明】
[0020]附圖1為本發明實施例1-5制備的pH響應性海藻酸鈉納米凝膠粒徑和電位分布圖；
[0021 ] 附圖2為本發明實施例6-8制備的pH響應性海藻酸鈉納米凝膠粒徑和電位分布圖；
[0022]附圖3為本發明實施例9-11制備的pH響應性海藻酸鈉載藥納米凝膠粒徑和電位分布圖；
[0023]附圖4為本發明實施例10制備的pH響應性海藻酸鈉載藥納米凝膠粒徑(a)、電位(b)分布圖和透射電鏡圖(C)；
[0024]附圖5為本發明實施例13制備的pH響應性海藻酸鈉載藥納米凝膠藥物釋放圖；
[0025]附圖6為本發明實施例14制備的pH響應性海藻酸鈉載藥納米凝膠的細胞毒性圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明做各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0027]實施例1
[0028]在三口燒瓶中，加入0.2mL 5mg/mL海藻酸鈉水溶液，并用超純水進行稀釋，攪拌0.5h ;然后在超聲條件下，將0.225mL 0.01mol/L氯化鈣溶液緩慢滴加到上述反應液中，用超純水定容至最終體積為20.0mL，攪拌2h。所得粗產品溶液在超純水中透析四次，所用透析袋的截留分子量為lOKDa，得到納米凝膠的水溶液，經冷凍干燥，得到絮狀的海藻酸鈉納米凝膠。
[0029]所得納米凝膠的平均粒徑和電位如圖1所示，分別為350-375nm、-31.2mV。
[0030]實施例2
[0031]在三口燒瓶中，加入0.2mL 5mg/mL海藻酸鈉水溶液，并用超純水進行稀釋，攪拌0.5h ;然后在超聲條件下，將0.225mL 0.01mol/L氯化鈣溶液緩慢滴加到上述反應液中，用超純水定容至最終體積為13.3mL，攪拌2h。所得粗產品溶液在超純水中透析四次，所用透析袋的截留分子量為lOKDa，得到納米凝膠的水溶液，經冷凍干燥，得到絮狀的海藻酸鈉納米凝膠。
[0032]所得納米凝膠的平均粒徑和電位如圖1所示，分別為300-355nm、-34.2mV。
[0033]實施例3
[0034]在三口燒瓶中，加入0.4mL 5mg/mL海藻酸鈉水溶液，并用超純水進行稀釋，攪拌0.5h ;然后在超聲條件下，將0.45mL 0.01mol/L氯化鈣溶液緩慢滴加到上述反應液中，用超純水定容至最終體積為20.0mL，攪拌2h。所得粗產品溶液在超純水中透析四次，所用透析袋的截留分子量為lOKDa，得到納米凝膠的水溶液，經冷凍干燥，得到絮狀的海藻酸鈉納米凝膠。
[0035]所得納米凝膠的平均粒徑和電位如圖1所示，分別為170-210nm、-37.2mV。
[0036]實施例4
[0037]在三口燒瓶中，加入0.4mL 5mg/mL海藻酸鈉水溶液，并用超純水進行稀釋，攪拌0.5h ;然后在超聲條件下，將0.45mL 0.01mol/L氯化鈣溶液緩慢滴加到上述反應液中，用超純水定容至最終體積為8.0mL，攪拌2h。所得粗產品溶液在超純水中透析四次，所用透析袋的截留分子量為lOKDa，得到納米凝膠的水溶液，經冷凍干燥，得到絮狀的海藻酸鈉納米凝膠。
[0038]所得納米凝膠的平均粒徑和電位如圖1所示，分別為375-410nm、-39.8mV。
[0039]實施例5
[0040]在三口燒瓶中，加入0.8mL 5mg/mL海藻酸鈉水溶液，并用超純水進行稀釋，攪拌0.5h ;然后在超聲條件下，將0.90mL 0.01mol/L氯化鈣溶液緩慢滴加到上述反應液中，用超純水定容至最終體積為8.0mL，攪拌2h。所得粗產品溶液在超純水中透析四次，所用透析袋的截留分子量為lOKDa，得到納米凝膠的水溶液，經冷凍干燥，得到絮狀的海藻酸鈉納米凝膠。
[0041 ] 所得納米凝膠的平均粒徑和電位如圖1所示，分別為600-700nm、-42.5mV。
[0042]實施例6
[0043]在三口燒瓶中，加入0.4mL 5mg/mL海藻酸鈉水溶液，并用超純水進行稀釋，攪拌0.5h ;然后在超聲條件下，將0.225mL 0.01mol/L氯化鈣溶液緩慢滴加到上述反應液中，用超純水定容至最終體積為20.0m