一種毛竹纖維素基納米口服藥物載體的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種毛竹纖維素基納米口服藥物載體的制備方法。采用方法的要點是以毛竹纖維素為基礎原料，將毛竹漿板經硫酸酸解得到毛竹納米微晶纖維素，再經過γ?氨基酸的化學修飾，構建一種毛竹纖維素基納米口服藥物載體。該藥物載體可以改善用藥順應性，減低傳統載體的毒副作用，提高給藥效率。同時，為資源化利用毛竹制備高附加值納米新材料開辟了嶄新的途徑。
【專利說明】
一種毛竹纖維素基納米口服藥物載體的制備方法
技術領域
[0001 ]本發明屬于有機高分子材料領域，涉及納米口服藥物載體的制備方法，尤其涉及 一種毛竹纖維素基納米口服藥物載體的制備方法。
【背景技術】
[0002] 目前，臨床中使用的常規藥物制劑，如溶液、懸液和乳液等，存在較多局限性，如首 過效應、藥物利用率低、具有毒副作用等，已經不能滿足臨床用藥的需求。納米藥物載體有 望在這一方面取得突破。
[0003] 與傳統藥物載體相比，納米藥物載體具備許多特定的優勢，表現在：（1)納米藥物 載體可通過血液循環進入毛細血管，還可透過內皮細胞間隙，進入病灶，被細胞以胞飲的方 式吸收，實現靶向用藥，提高藥物的生物利用率；（2)納米載體粒徑較小，擁有較高的比表面 積，可包埋疏水性藥物，提高其溶解性，減少常規用藥中助溶劑的副作用；（3)納米藥物載體 通過靶向基團修飾后可實現靶向藥物給藥，從而減少用藥劑量，降低其副作用；（4)納米載 體可延長藥物消除半衰期，提高有效血藥濃度時間，提高藥效，降低用藥頻率，減少其毒副 作用；（5)納米載體可以透過機體屏障對藥物作用的限制，如血腦屏障、血眼屏障及細胞生 物膜屏障等，使藥物可到達病灶，提高藥效。
[0004] 然而目前，制備原料等局限幾乎成為阻礙納米藥物載體商業化產品出爐的"瓶 頸"。現階段制備納米藥物載體采用的天然原料主要有殼聚糖，海藻酸鈉;合成原料主要有 γ-聚谷氨酸，金屬納米粒子、新半乳糖衍生物。殼聚糖由于現成的技術尚不能將甲殼素完 全脫去乙酰基變成100%的殼聚糖，也很難將兩者完全分離開;海藻酸鈉本身存在機械強度 低、凝膠穩定性差、降解慢、釋藥快且易突釋等不足；γ-聚谷氨酸、金屬納米粒子、新半乳糖 衍生物制備過程復雜性、價格較高。在納米藥物載體制備領域，中國專利(CN 100438915C) "靶向性納米藥物載體及其制備方法"通過海藻酸鈉-甘露聚糖聚合物，采用溶劑乳化蒸發 法，或超聲乳化法，或高壓乳均法，制備靶向性納米藥物載體，可以包裹抗腫瘤藥物，抑癌基 因以及基因疫苗；中國專利(CN 101711873ΒΓ-種兩親性殼聚糖納米藥物載體的制備方 法"在殼聚糖分子上接枝親油性小分子石膽酸，形成生物相容性好、可降解的兩親性殼聚糖 材料，在ρΗ〈6.5的酸性溶液中在超聲條件下通過分子自組裝的原理快速形成納米膠束；中 國專利(CN 102698279Β) "一種兩親性γ -聚谷氨酸納米藥物載體的制備方法"以γ -聚谷氨 酸為主鏈接枝疏水性基團，在水介質中自組裝形成納米膠束；美國專利(US 20120027861 A1)"Nano-carrier，complex of anticancer drug and nano-carrier,pharmaceutical composition thereof，method for manufacturing the complex，and method for treating cancer by using the pharmaceutical composition" 用于抗癌藥物的納米載 體包括金屬納米粒子和連接具有啼啶組或噪呤類抗癌藥物的多核苷酸，其中核苷酸連接到 金屬納米顆粒表面，與抗癌藥物結合的核苷酸通過嘧啶組或嘌呤組負載藥物;美國專利(US 20090292005A1)"Galactose derivative,drug carrier and medicinal composition"米 用一種新半乳糖衍生物，以半乳糖衍生物作為一個重要組成部分的藥物載體。截至目前，還 未見到利用毛竹纖維素作為藥物載體來源物，用以制備毛竹纖維素基納米口服藥物載體的 相關工藝技術出現。
[0005] 毛竹是我國最重要的經濟竹種，屬速生植物資源，具有生長速度快、成材周期短、 纖維素含量高等優點，其纖維形態和纖維細胞含量接近甚至高于一般闊葉木。通過毛竹制 備藥物載體可充分利用豐富的毛竹資源，低污染制備高附加值可再生納米新材料，成為切 實提高山區農民經濟收入，同時高值化利用毛竹資源的一條創新思路，符合國家發展循環 經濟政策。此外，納米微晶纖維素作為一種低污染、可再生的納米材料，由于其具備納米顆 粒的特性，可被廣泛的應用于諸多高附加值技術領域，尤其是在藥物運載方面有強大的優 勢，并且納米微晶纖維素的利用有利于藥物的持續釋放。因此，制備這一類安全、高效、環保 的藥物運載體系一一毛竹纖維素基納米口服藥物載體，應具有廣闊的應用和市場前景。
【發明內容】
[0006] 為了克服現有技術不足，本發明提供了一種原料來源豐富、產品附加值高的毛竹 纖維素基納米口服藥物載體的制備方法。
[0007] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種毛竹纖維素基納米口服藥物載 體的制備方法，包括以下步驟：
[0008] 1)將毛竹漿板粉碎后，經100目篩網過濾，得到粒徑小于等于0.15mm的毛竹紙漿粉 末；
[0009] 2)將步驟1)中得到的毛竹紙漿粉末置于35-55°C的酸性溶液中攪拌反應90-270min，采用10倍上述酸性溶液體積的室溫蒸餾水終止反應，用蒸餾水離心洗滌殘酸，并于 室溫下將反應后的混合物裝入透析袋，置于蒸餾水中透析至中性，冷凍干燥，獲得毛竹納米 微晶纖維素；
[0010] 3)將步驟2)中得到的毛竹納米微晶纖維素溶解于堿性溶液，置于-20°C環境下冷 凍l-3h，在機械攪拌作用下，于45-65Γ的黑暗遮光條件下用高碘酸鈉氧化150-210min，再 用體積比為8:2的乙醇/水混合物離心洗滌至中性，冷凍干燥，獲得毛竹納米二醛纖維素；
[0011] 4)將步驟3)中得到的毛竹納米二醛纖維素在磷酸鹽緩沖液中伴隨機械攪拌作用 下，加入γ -氨基酸于室溫下反應18_30h，加入氰基硼氫化鈉還原5-7h，室溫下將反應產物 裝入透析袋，置于蒸餾水中透析至中性，冷凍干燥，獲得毛竹纖維素基納米口服藥物載體。
[0012] 本發明克服了目前制備納米口服藥物載體的原料純化困難、價格昂貴、制備復雜 等問題，同時資源化利用我國豐富的毛竹資源，以制備高附加值可再生納米新材料。其利用 毛竹漿板，經過硫酸酸解和γ -氨基酸的化學修飾，構建一種毛竹纖維素基納米口服藥物載 體。
[0013] 作為優選，所述步驟2)中的酸性溶液為硫酸溶液，質量分數為55-65wt %，毛竹紙 漿粉末與硫酸溶液的質量體積比為1:10-20。
[0014] 作為優選，所述步驟3)中的堿性溶液為氫氧化鈉/尿素溶液，質量分數比為6:4,毛 竹納米微晶纖維素與氫氧化鈉/尿素溶液的質量體積比為1:40-60。
[0015] 作為優選，所述步驟3)中毛竹納米微晶纖維素與高碘酸鈉的質量比為1:0.5-2。
[0016] 作為優選，所述步驟4)中磷酸鹽緩沖液為磷酸二氫鉀或磷酸氫二鈉或氯化鈉或氯 化鉀或其組合，pH為7.2，毛竹納米二醛纖維素與磷酸鹽緩沖液的質量體積比為1:40-60，毛 竹納米二醛纖維素與γ -氨基酸的質量比為1:1-3,毛竹納米二醛纖維素與氰基硼氫化鈉的 質量比為1:1_3。
[0017] 作為優選，所述步驟2)和4)中透析過程所采用的透析袋的截留分子量為120-140kDa〇
[0018] 本發明的有益效果是，在制備納米口服藥物載體的原料中引入毛竹資源，擴充了 制備納米口服藥物載體的原料范圍，有利于加快突破納米口服藥物載體的原料來源局限， 早日實現納米口服藥物載體商業化產品出爐；同時是高值化利用毛竹資源的一條創新思 路，符合國家發展循環經濟政策，可指導建立利用毛竹纖維素低污染制備納米藥物載體的 新方法，為資源化利用毛竹制備高附加值納米新材料開辟嶄新途徑;此外以毛竹制備的納 米微晶纖維素由于其納米尺寸、表面積大、親水性、生物相容性和生物降解性更顯現了其潛 在的生物醫學應用，具有良好的發展前景。本發明提供的納米口服藥物載體可以改善用藥 順應性，減低傳統載體毒副作用，提高給藥效率。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發明實施例1制備的毛竹纖維素基納米口服藥物載體的SEM掃描電鏡照 片。
[0020] 圖2是實施例1制備的毛竹纖維素基納米口服藥物載體負載布洛芬后，在pH 7.4的 PBS緩沖液中的控制釋放曲線。
【具體實施方式】
[0021] 為了使本技術領域的人員更好的理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的 附圖，對發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本 發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護的范圍。
[0022] 上述
【發明內容】
所述的評價毛竹纖維素基納米口服藥物載體運載性能，主要通過對 特定藥物磺胺和布洛芬的負載和緩釋實驗來實現，其具體方法為：
[0023] 1)藥物負載
[0024]將100mg毛竹纖維素基納米口服藥物載體加入50mL含有lmg/mL布洛芬/磺胺的roS 緩沖液中（pH = 7.4)進行藥物負載，室溫下攪拌24h，負載藥物后的毛竹纖維素基納米口服 藥物載體通過離心收集，再用PBS清洗幾次去除其表面物理吸附的殘留藥物。最后，采用紫 外分光光度計在最大吸收波長處測其溶液的吸光度，檢測藥物負載量。
[0025]毛竹纖維素基納米口服藥物載體的藥物負載量(LC)可以通過負載前后的PBS緩沖 液中藥物的濃度變化算出，其濃度變化可采用紫外分光光度計測定。據此，計算出毛竹纖維 素基納米口服藥物載體的藥物負載量(LC):
[0027]其中：Co:藥物在PBS緩沖液中的初始濃度(mg/mL);
[0028] Ce:負載后藥物在PBS緩沖液中的濃度(mg/mL);
[0029] V:PBS緩沖液的體積(mL);
[0030] Wd:毛竹纖維素基納米口服藥物載體的質量(g)。
[0031] 2)藥物緩釋
[0032]將負載藥物后的毛竹纖維素基納米口服藥物載體轉移至PBS緩沖液中，設定釋放 條件為pH=7.4、37°C (模擬腸液環境）；pH= 1.4、37°C (模擬胃液環境）。每隔30min從釋放體 系中取出lmL緩沖溶液用于分析，同時加入lmL新緩沖溶液以維持釋放體系體積不變。藥物 釋放量通過紫外分光光度計分析測定。據此，計算出毛竹纖維素基納米口服藥物載體的累 積藥物釋放量(Qt):
[0034] 其中：Ct:在t時亥ijPBS緩沖液中釋放藥物的濃度(mg/mL);
[0035] V:PBS緩沖液的體積(mL)。
[0036] 實施例1
[0037] 1、毛竹纖維素基納米口服藥物載體的制備
[0038] 1)將毛竹漿板粉碎后，經100目篩網過濾，得到粒徑小于等于0.15_的毛竹紙漿粉 末。
[0039] 2)將步驟1)中得到的毛竹紙漿粉末在置于45°C，60wt%硫酸溶液中反應180min， 毛竹紙漿粉末與硫酸溶液的質量比為1:15,采用10倍上述硫酸溶液體積的室溫蒸餾水終止 反應，用蒸餾水離心洗滌殘酸，并于室溫下將反應后的混合物裝入截留分子量為120kDa的 透析袋，置于蒸餾水中透析至中性，冷凍干燥，獲得毛竹納米微晶纖維素。
[0040] 3)將步驟2)中得到的毛竹納米微晶纖維素溶解在氫氧化鈉/尿素溶液中，氫氧化 鈉/尿素溶液的質量分數比為6:4,毛竹納米微晶纖維素與氫氧化鈉/尿素溶液的質量體積 比為1:40,置于-20°C環境下冷凍2h，在機械攪拌作用下，于55°C的黑暗遮光條件下用高碘 酸鈉氧化180min，毛竹納米微晶纖維素與高碘酸鈉的質量比為1:1，再用體積比為8:2的乙 醇/水混合物離心洗滌至中性，冷凍干燥，獲得毛竹納米二醛纖維素。
[0041 ] 4)將步驟3)中得到的毛竹納米二醛纖維素在pH為7.2的磷酸鹽緩沖液中伴隨機械 攪拌作用下，加入γ -氨基酸于室溫下反應24h，毛竹納米二醛纖維素與磷酸鹽緩沖液的質 量體積比為1:50,毛竹納米二醛纖維素與γ-氨基酸的質量比為1:2,加入氰基硼氫化鈉還 原6h，毛竹納米二醛纖維素與氰基硼氫化鈉的質量比為1:1，室溫下將反應產物裝入截留分 子量為120kDa的透析袋，置于蒸餾水中透析至中性，冷凍干燥，獲得毛竹纖維素基納米口服 藥物載體(a)。
[0042] 2、藥物負載與緩釋
[0043] 1)將lOOmg毛竹纖維素基納米口服藥物載體(a)加入50mL含有lmg/mL布洛芬/磺胺 的roS緩沖液中（pH = 7.4)進行藥物負載，室溫下攪拌24h，負載藥物后的毛竹纖維素基納米 口服藥物載體通過離心收集，再用PBS清洗幾次去除其表面物理吸附的殘留藥物。最后，采 用紫外分光光度計在最大吸收波長處測其溶液的吸光度，檢測藥物負載量。毛竹纖維素基 納米口服藥物載體的藥物負載量(LC)可以通過負載前后的PBS緩沖液中藥物的濃度變化算 出，其濃度變化可采用紫外分光光度計測定。據此，計算出毛竹纖維素基納米口服藥物載體 (a)的藥物負載量(LC)。
[0044] 2)將負載藥物后的毛竹纖維素基納米口服藥物載體(a)轉移至PBS緩沖液中，設定 釋放條件為pH=7.4、37 °C (模擬腸液環境）；pH= 1.4、37 °C (模擬胃液環境）。每隔30min從釋 放體系中取出lmL緩沖溶液用于分析，同時加入lmL新緩沖溶液以維持釋放體系體積不變。 藥物釋放量通過紫外分光光度計分析測定。據此，計算出毛竹纖維素基納米口服藥物載體 (a)的累積藥物釋放量(Qt)。
[0045] 實施例2
[0046] 1、毛竹纖維素基納米口服藥物載體的制備 [0047] 1)同實施例1。
[0048] 2)將步驟1)中得到的毛竹紙漿粉末在置于55°C，65wt %硫酸溶液中反應90min，毛 竹紙漿粉末與硫酸溶液的質量比為1:10,采用10倍上述硫酸溶液體積的室溫蒸餾水終止反 應，用蒸餾水離心洗滌殘酸，并于室溫下將反應后的混合物裝入截留分子量為130kDa的透 析袋，置于蒸餾水中透析至中性，冷凍干燥，獲得毛竹納米微晶纖維素。
[0049] 3)將步驟2)中得到的毛竹納米微晶纖維素溶解在氫氧化鈉/尿素溶液中，氫氧化 鈉/尿素溶液的質量分數比為6:4,毛竹納米微晶纖維素與氫氧化鈉/尿素溶液的質量體積 比為1:60，置于-20°C環境下冷凍lh，在機械攪拌作用下，于45°C的黑暗遮光條件下用高碘 酸鈉氧化210min，毛竹納米微晶纖維素與高碘酸鈉的質量比為1:0.5，再用體積比為8: 2的 乙醇/水混合物離心洗滌至中性，冷凍干燥，獲得毛竹納米二醛纖維素。
[0050] 4)將步驟3)中得到的毛竹納米二醛纖維素在pH為7.2的磷酸鹽緩沖液中伴隨機械 攪拌作用下，加入γ -氨基酸于室溫下反應30h，毛竹納米二醛纖維素與磷酸鹽緩沖液的質 量體積比為1:60，毛竹納米二醛纖維素與γ -氨基酸的質量比為1:1，加入氰基硼氫化鈉還 原7h，毛竹納米二醛纖維素與氰基硼氫化鈉的質量比為1:3,室溫下將反應產物裝入截留分 子量為130kDa的透析袋，置于蒸餾水中透析至中性，冷凍干燥，獲得毛竹纖維素基納米口服 藥物載體(b)。
[0051] 2、藥物負載與緩釋
[0052] 1)同實施例1，計算出毛竹纖維素基納米口服藥物載體(b)的藥物負載量(LC)。
[0053] 2)同實施例1，計算出毛竹纖維素基納米口服藥物載體（b)的累積藥物釋放量 (Qt) 〇
[0054] 實施例3
[0055] 1、毛竹纖維素基納米口服藥物載體的制備 [0056] 1)同實施例1。
[0057] 2)將步驟1)中得到的毛竹紙漿粉末在置于35°C，55wt%硫酸溶液中反應270min， 毛竹紙漿粉末與硫酸溶液的質量比為1:20,采用10倍上述硫酸溶液體積的室溫蒸餾水終止 反應，用蒸餾水離心洗滌殘酸，并于室溫下將反應后的混合物裝入截留分子量為140kDa的 透析袋，置于蒸餾水中透析至中性，冷凍干燥，獲得毛竹納米微晶纖維素。
[0058] 3)將步驟2)中得到的毛竹納米微晶纖維素溶解在氫氧化鈉/尿素溶液中，氫氧化 鈉/尿素溶液的質量分數比為6:4,毛竹納米微晶纖維素與氫氧化鈉/尿素溶液的質量體積 比為1:50,置于-20°C環境下冷凍3h，在機械攪拌作用下，于65°C的黑暗遮光條件下用高碘 酸鈉氧化150min，毛竹納米微晶纖維素與高碘酸鈉的質量比為1:2,再用體積比為8:2的乙 醇/水混合物離心洗滌至中性，冷凍干燥，獲得毛竹納米二醛纖維素。
[0059] 4)將步驟3)中得到的毛竹納米二醛纖維素在pH為7.2的磷酸鹽緩沖液中伴隨機械 攪拌作用下，加入γ -氨基酸于室溫下反應18h，毛竹納米二醛纖維素與磷酸鹽緩沖液的質 量體積比為1:40，毛竹納米二醛纖維素與γ -氨基酸的質量比為1:3，加入氰基硼氫化鈉還 原5h，毛竹納米二醛纖維素與氰基硼氫化鈉的質量比為1:2,室溫下將反應產物裝入截留分 子量為140kDa的透析袋，置于蒸餾水中透析至中性，冷凍干燥，獲得毛竹纖維素基納米口服 藥物載體(c)。
[0060] 2、藥物負載與緩釋
[0061 ] 1)同實施例1，計算出毛竹纖維素基納米口服藥物載體(c)的藥物負載量(LC)。
[0062] 2)同實施例1，計算出毛竹纖維素基納米口服藥物載體（c)的累積藥物釋放量 (Qt) 〇
[0063] 測定實施例1、2、3制備得到的三種毛竹纖維素基納米口服藥物載體的藥物負載 量。表1為由實施例1、2、3所制備的三種毛竹纖維素基納米口服藥物載體的藥物負載量測定 結果。由表1中數據可知，采用本發明所述方法制備的毛竹纖維素基納米口服藥物載體(a)、 (b)、（c)對磺胺和布洛芬的藥物負載量分別在0.41-0.46mg/mg和0.48-0.62mg/mg，藥物負 載能力均較強，符合口服藥物載體產品要求。
[0064] 如圖1，從實施例1制備的毛竹纖維素基納米口服藥物載體的SEM掃描電鏡照片可 看出，其形貌接近于棒狀，且尺寸為納米級。
[0065]如圖2,從實施例1制備的毛竹纖維素基納米口服藥物載體負載布洛芬后，在pH 7.4的PBS緩沖液中的控制釋放曲線中可以看出，其藥物緩釋時間可達900min，具有良好的 控制藥物緩釋性能。
[0066] 表 1
[0067]
[0068] 上述【具體實施方式】用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的 精神和權利要求的保護范圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落入本發明的保護范 圍。
【主權項】
1. 一種毛竹纖維素基納米口服藥物載體的制備方法，其特征在于包括以下步驟： 1) 將毛竹漿板粉碎后，經100目篩網過濾，得到粒徑小于等于0.15mm的毛竹紙漿粉末； 2) 將步驟1)中得到的毛竹紙漿粉末置于35-55°C的酸性溶液中攪拌反應90-270min，采 用10倍上述酸性溶液體積的室溫蒸餾水終止反應，用蒸餾水離心洗滌殘酸，并于室溫下將 反應后的混合物裝入透析袋，置于蒸餾水中透析至中性，冷凍干燥，獲得毛竹納米微晶纖維 素； 3) 將步驟2)中得到的毛竹納米微晶纖維素溶解于堿性溶液，置于-20°C環境下冷凍1-3h，在機械攪拌作用下，于45-65°C的黑暗遮光條件下用高碘酸鈉氧化150-2IOmin，再用體 積比為8:2的乙醇/水混合物離心洗滌至中性，冷凍干燥，獲得毛竹納米二醛纖維素； 4) 將步驟3)中得到的毛竹納米二醛纖維素在磷酸鹽緩沖液中伴隨機械攪拌作用下，加 入γ_氨基酸于室溫下反應18_30h，加入氰基硼氫化鈉還原5-7h，室溫下將反應產物裝入透 析袋，置于蒸餾水中透析至中性，冷凍干燥，獲得毛竹纖維素基納米口服藥物載體。2. 根據權利要求1所述的毛竹纖維素基納米口服藥物載體的制備方法，其特征在于:所 述步驟2)中的酸性溶液為硫酸溶液，質量分數為55-65wt%，毛竹紙漿粉末與硫酸溶液的質 量體積比為1:10-20。3. 根據權利要求1所述的毛竹纖維素基納米口服藥物載體的制備方法，其特征在于:所 述步驟3)中的堿性溶液為氫氧化鈉/尿素溶液，質量分數比為6:4,毛竹納米微晶纖維素與 氫氧化鈉/尿素溶液的質量體積比為1:40-60。4. 根據權利要求1所述的毛竹纖維素基納米口服藥物載體的制備方法，其特征在于:所 述步驟3)中毛竹納米微晶纖維素與高碘酸鈉的質量比為1:0.5-2。5. 根據權利要求1所述的毛竹纖維素基納米口服藥物載體的制備方法，其特征在于:所 述步驟4)中磷酸鹽緩沖液為磷酸二氫鉀或磷酸氫二鈉或氯化鈉或氯化鉀或其組合，pH為 7.2，毛竹納米二醛纖維素與磷酸鹽緩沖液的質量體積比為1:40-60，毛竹納米二醛纖維素 與γ -氨基酸的質量比為1:1-3,毛竹納米二醛纖維素與氰基硼氫化鈉的質量比為1:1-3。6. 根據權利要求1所述的毛竹纖維素基納米口服藥物載體的制備方法，其特征在于:所 述步驟2)和4)中透析過程所采用的透析袋的截留分子量為120-140kDa。
【文檔編號】A61K31/192GK105903025SQ201610269118
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月26日
【發明人】張勇, 張瀟, 姚菊明, 麻景淇, 陳可忻
【申請人】浙江理工大學