专利名称：壳聚糖药物载体及其制法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属制药技术领域，具体地，涉及一种药物载体技术。
背景技术：
以5-氟尿嘧啶(5-Fu)为代表的氟尿嘧啶类药物，是目前治疗消化道、乳腺和头颈部肿瘤的主要药物。由于5-Fu脂溶性小，口服吸收困难，生物半衰期短，临床上为了达到有效血药浓度，常常采取大剂量、持续给药或反复多次的给药途径，因此具有很大副作用，如骨髓抑制、胃肠道反应、白细胞及血小板减少等。理想的5-Fu纳米载药系统应具备如下条件具有生物降解性；有很好的稳定性，在到达肿瘤组织之前不会泄漏出包裹在其中的药物；具有靶向性；可选择性地浓聚于肿瘤组织；具有缓释效果，药物可以长期在血液中循环或者在到达靶向部位后，缓慢释放出来，发挥平稳的治疗作用。
壳聚糖是一种天然高分子(《壳聚糖》《甲壳素》，蒋挺大编著，化学工业出版社)，具有良好的生物相容性和生物降解性，可成为理想的医药填充料和载体。目前文献报道所得壳聚糖载药微球的粒径较大，粒径大小从几微米到几百微米，药物包封率和药物含量都比较低。
因此，本领域迫切需要开发粒径较小、比表面积大，药物包封率和药物含量较高的壳聚糖药物载体。
发明内容
所要解决的技术问题本发明需要解决的一个技术问题是提供一种壳聚糖药物载体，以及提供该壳聚糖载体进行药物包裹的制法和应用，以克服现有技术中以壳聚糖为载体包裹药物，所得的微球的粒径较大，粒径分布较宽，药物包封率和药物含量都比较低的缺陷。
技术方案本发明的第一方面，提供了一种壳聚糖药物载体，由壳聚糖和其内部空间构成，以此为载体制备粒径大小在50~200nm内可控，偏差为±20nm、均一的球形粒子。
在一优选例中上述的壳聚糖药物载体的药物包封率＞50％，药物含量＞20％。
在另一优选例中上述的壳聚糖药物载体，其制备过程包括以下步骤
(1)将壳聚糖溶液和药物的酸溶液作为水相，在25~60℃和超声的条件下，与溶有表面活性剂的油相混合，制备微乳液；(2)微乳液加入交联剂反应后贮存固化；其中，所用的壳聚糖、表面活性剂、交联剂、油相的重量比为1-3∶1000-2000∶100-300∶400-1200。优选方案为壳聚糖、表面活性剂、交联剂的重量比为1-2∶1000-1500∶200-300∶500-1000。
上述的各壳聚糖药物载体的一种优选技术方案为，其内部空间所包裹的药物为5-氟尿嘧啶。
上述的壳聚糖药物载体的另一种优选技术方案为，壳聚糖为脱乙酰度＞60％，分子量＞500范围内各种级别的壳聚糖，或者这些壳聚糖的两种或两种以上的组合。
上述的壳聚糖药物载体的另一种优选技术方案为，壳聚糖包括其经过化学修饰或物理修饰的各种衍生物。
上述的壳聚糖药物载体的另一种优选技术方案为，酸溶液为稀盐酸、甲酸、乙酸、柠檬酸、水杨酸、酒石酸、丙酮酸、乳酸、琥珀酸、苹果酸、乙二酸、抗坏血酸、磷酸，或者以上物质的两种或两种以上的组合。
上述的壳聚糖药物载体的另一种优选技术方案为，5-氟尿嘧啶包括其经过化学修饰或物理修饰的各种衍生物。
上述的壳聚糖药物载体的另一种优选技术方案为，交联剂包括醛类交联剂、环氧丙烷系交联剂、聚乙二醇系交联剂、冠醚系交联剂，或者以上物质的两种或两种以上的组合。
本发明的第二方面，提供了一种壳聚糖药物载体的制备方法，包括以下步骤(1)将壳聚糖溶液和药物酸溶液作为水相，在25~60℃和超声的条件下，与溶有表面活性剂的油相混合，制备微乳液；(2)微乳液加入交联剂反应后贮存固化；其中，所用的壳聚糖、表面活性剂、交联剂、油相的重量比为1-3∶1000-2000∶100-300∶400-1200。优选方案为壳聚糖、表面活性剂、交联剂、油相的重量比为1-2∶1000-1500∶200-300∶500-1000。
上述的壳聚糖药物载体的制备方法的一种优选方案为，制备中所用的药物为5-氟尿嘧啶。
上述的壳聚糖药物载体的制备方法的另一种优选技术方案为，壳聚糖为脱乙酰度＞60％，分子量＞500范围内各种级别的壳聚糖，或者这些壳聚糖的两种或两种以上的组合。
上述的壳聚糖药物载体的制备方法的另一种优选技术方案为，壳聚糖包括其经过化学修饰或物理修饰的各种衍生物。
上述的壳聚糖药物载体的制备方法的另一种优选技术方案为，酸溶液为稀盐酸、甲酸、乙酸、柠檬酸、水杨酸、酒石酸、丙酮酸、乳酸、琥珀酸、苹果酸、乙二酸、抗坏血酸、磷酸，或者以上物质的两种或两种以上的组合。
上述的壳聚糖药物载体的制备方法的另一种优选技术方案为，5-氟尿嘧啶包括其经过化学修饰或物理修饰的各种衍生物。
上述的壳聚糖药物载体的制备方法的另一种优选技术方案为，交联剂包括醛类交联剂、环氧丙烷系交联剂、聚乙二醇系交联剂、冠醚系交联剂，或者以上物质的两种或两种以上的组合。
上述的壳聚糖药物载体的制备方法的另一种优选方案为，制备中所用的油相为液体石蜡或者食用油，包括二者组合。
上述的壳聚糖药物载体的制备方法的另外一种优选方案为，制备中所用的表面活性剂为司盘系列或者吐温系列，包括采用组合。
本发明的第三方面，提供了一种壳聚糖药物载体的用途的技术方案，即壳聚糖载体粒子中包裹有5-氟尿嘧啶，用于抗肿瘤治疗。
上述的壳聚糖药物载体的应用的另一种优选方案在于，在载体上连接或包裹抗体、多肽、核酸、病毒、细菌、荧光物质、磁性物质、放射性物质，其中包括以上物质的两种或两种以上的组合。
以本发明的壳聚糖为载体和同样的制备方法建立平台，进行其它药物包裹，发挥生物纳米材料优势，提高更多药物的利用度和疗效，同时减小药物的毒副作用。
在本发明的药物载体球体粒子上连接抗体、多肽、核酸、病毒、细菌、荧光物质、磁性物质、放射性物质、磁性物质，其中包括以上物质的两种或两种以上的组合，实现癌细胞特异性识别，进行靶向研究和控释的应用。
对壳聚糖本身进行化学修饰，例如连接羧甲基、烟酰基，进行硫酸酯化等，即对壳聚糖衍生物进行药物包裹，可以实现包括癌症在内更多类型疾病的治疗。
对5-Fu进行化学修饰，将其连接在其它化合物上，再进行包裹，可以进一步加强缓释效果，对缓释控释和抗癌活性研究具有重要意义。
有益效果1、壳聚糖与其它药物包裹载体相比具有显著优点无毒、具有生物相容性、体内可降解性；2、人体和动物体的靶细胞或靶器官上有糖类受体，壳聚糖本身是多糖，易于实现细胞表面的特异性受体识别，对特定的癌细胞产生亲合力，从而抑制癌细胞生长，诱导肿瘤细胞死亡或使肿瘤细胞发生转染。以此为平台，可以针对性地进行抗癌药物在特定部位肿瘤治疗方面的靶向性。
3、本发明的壳聚糖制备方法中所使用试剂对人体无毒副作用；4、本发明所提供的壳聚糖载体粒子粒径小，且粒径分布范围较窄、分散均匀；且在50~200nm范围内，可以做到粒径可控，偏差为±20nm。
5、经过载体包裹后的药物粒子表面光滑圆整，为进一步修饰提供性质较为均一的前体物；6、本发明的壳聚糖载体对药物的包封率和药物含量都比较高，说明包裹的效果好；7、以本发明的壳聚糖为载体，运用同样方法，可以高效的进行其它药物包裹，发挥生物纳米材料优势，提高更多药物的利用度和疗效，同时减小药物的毒副作用；8、本发明由于粒径＜300nm，可以实现通过静脉注入纳米颗粒药物，在血管循环过程中穿透血管壁进入目标组织细胞，控制粒径＜100nm，纳米颗粒能进入骨髓，也可实现细胞摄入。因此同现有文献所报道的微米级载药粒子相比，本发明在壳聚糖载体药物应用上，开辟了更广阔的研究和治疗应用领域。
9、在本发明的药物载体球体粒子上连接抗体、多肽、核酸、病毒、细菌、荧光物质、磁性物质、放射性物质、磁性物质，其中包括以上物质的两种或两种以上的组合，实现癌细胞特异性识别，进行靶向研究和控释的应用。
10、对壳聚糖本身进行化学修饰(例如连接羧甲基、烟酰基，进行硫酸酯化等)，即对壳聚糖衍生物进行药物包裹，可以实现包括癌症在内更多类型疾病的治疗。
11、对5-Fu进行化学修饰，将其连接在其它化合物上，再进行包裹，可以进一步加强缓释效果，对缓释控释和抗癌活性研究具有重要意义。
12、与同类药物载体技术相比，本发明的药物载体粒径更小，开辟了更广阔的研究和治疗应用领域，可以在粒径＜1μm尺度范围进行壳聚糖载药粒子在血液循环系统、骨髓领域进行研究应用，同时也可进行细胞摄入研究。
图1是本发明的壳聚糖药物载体的电镜扫描2是本发明的壳聚糖药物载体的IR图谱，其中在5-Fu-CS微球的IR光谱中，1722.00cm-1处出现了5-FU中环酰胺C＝O伸缩振动红移的吸收峰(5-Fu中在1727.47cm-1处)，在1570.51cm-1处出现了席夫碱反应产物C＝N的伸缩振动吸收峰，1255.11cm-1处出现5-Fu.中C-N伸缩振动吸收峰，891.65cm-1-处出现5FU中-CF＝CH-中的C-H的面外弯曲振动吸收峰；2863.33cm-1处出现CS中饱和C-H伸缩振动峰，1028.22cm-1和1071.46cm-1处出现CS中CH2-OH的特征吸收峰。本图的结果是为显示微球中含有5-Fu和CS。
具体实施例方式
本发明在壳聚糖制备及应用、纳米基因载体等技术的基础上进行壳聚糖载体的制备和包裹药物如抗肿瘤药物5-Fu的应用。选择适当的交联剂和乳化体系，根据肿瘤的组织学特性，首次完成了制备粒径大小适宜的5-Fu壳聚糖纳米制剂，进而在包覆层上连接抗体或多肽等生物识别系统，使5-Fu壳聚糖纳米制剂具有生物靶向性。实施过程中对制备的纳米制剂用TEM(透射电镜)、IR(红外光谱法)、UV(紫外可见光谱法)、等多种实验技术进行药物纳米制剂的特性检测。以证明本发明得以完成。
如本文所用，术语“药物含量”指描述载药多少的百分比数，计算方式为微球中药物重量与微球重量之比，包括包埋、镶嵌在其中的药物，也包括吸附在表面的药物。
如本文所用术语“药物包封率”指描述药物包封效率的百分比数，计算方式为制得的纳米粒重量乘以药物含量后再除以投药总重量，投药总重量指纳米载体药物制备过程中在反应体系中投放的药物重量。
如本文所用，术语“交联”指通过化学作用使产物不溶解，甚至溶胀也很小，本发明的交联剂没有特别的限制，可以是任何对壳聚糖起交联作用且对包裹药物功能没有实质性损害的物质。代表性的例子包括但不限于戊二醛、甘油醛、乙二醇二环氧甘油醚等。
如本文所用，术语“表面活性剂”通常指在浓度很低时就能显著地降低界(表)面张力的物质，此处功能为具有强烈的趋势在液-液界面发生定位或吸附，产生屏障阻止或减缓液滴接触、絮凝和聚结作用的有机物质，本发明的表面活性剂没有特别的限制，可以是任何不与水相发生相溶作用且对包裹药物功能没有实质性损害的物质。代表性的例子包括但不限于司盘80、吐温80等。
如本文所用，术语“5-氟尿嘧啶”指结构式为 的化学分子。
下面结合具体具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，如精细化工产品手册，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1本实施例采用微乳液法以及应用均匀设计理论用壳聚糖对5-氟尿嘧啶进行包裹，得到粒径大小约为70±20nm的球形粒子，具体实施方式
如下制备过程以均匀设计法拟定数据，按以下步骤进行试验优化设计与分析1、微乳液制备将溶有10~30mg壳聚糖(不同脱乙酰度)和氟尿嘧啶的醋酸溶液作为水相，在25~45℃和超声的条件下，与5ml的油相混合，溶入10~20ml司盘80，制备W/O型微乳液；2、将所制得的微乳液加入1~3ml戊二醛(交联剂)反应后贮存15min~150min；3、用红外，TEM等测试仪器进行粒子表征；4、分析各组实验数据所制得的粒子，取最优数据制取粒子，结果见附图1和附图2。
实施例2
本实施例采用微乳液法以及应用均匀设计理论用壳聚糖对5-氟尿嘧啶进行包裹，得到粒径大小约为180±20nm的球形粒子，具体实施方式
如下制备过程以均匀设计法拟定数据，按以下步骤进行试验优化设计与分析5、微乳液制备将溶有10~30mg壳聚糖(不同脱乙酰度)和氟尿嘧啶的醋酸溶液作为水相，在45~60℃和超声的条件下，与15ml的油相混合，溶入10~20ml吐温20，制备W/O型微乳液；6、将所制得的微乳液加入1~3ml聚乙二醇(交联剂)反应后贮存15min~150min；7、用红外，TEM等测试仪器进行粒子表征；8、分析各组实验数据所制得的粒子，取最优数据制取粒子。
实施例3药物包封率和药物含量的测定。
将制得的壳聚糖微球在PH＝7.4的磷酸盐缓冲液中溶解，由于5-Fu在碱性条件下溶解，将从微球中释出，用UV检测其含量，计算载药量与包封率。
计算结果药物包封率最低为50％。药物含量最低为20％。
实施例4抗体包被壳聚糖载体。
抗体采用抗人肝癌单克隆抗体HAb18。
将5-Fu-CS-NP超声分散在10ml、浓度为0.05mmol/L、PH＝4.5的HAc缓冲液中，加戊二醛，室温搅拌30min，离心除去剩余戊二醛，用PBS洗涤沉淀。将所得沉淀悬浮于3mlPBS中，立即与10mgHAb18混合，室温搅拌24h，离心，用PBS洗涤沉淀，得HAb-18-5-Fu-CS-NP。4C储存备用。
抗体检测结果呈强阳性，显示壳聚糖载体被抗体包被。
本发明所提供的包覆药物、制备纳米制剂的技术平台，可用于其他药物或基因的包裹，而所制成的5-Fu壳聚糖纳米制剂对肿瘤治疗有实际的临床应用价值。
权利要求
1.一种壳聚糖药物载体，由壳聚糖和其内部空间构成，其特征在于，所述载体为粒径大小在50~200nm内且可控，偏差为±20nm的球形粒子。
2.根据权利要求1所述的壳聚糖药物载体，其特征在于药物包封率＞50％，药物含量＞20％。
3.根据权利要求1所述的壳聚糖药物载体，其制备反应包括以下步骤(1)将壳聚糖溶液和药物酸溶液作为水相，在25~60℃和超声的条件下，与溶有表面活性剂的油相混合，制备微乳液；(2)微乳液加入交联剂反应后贮存固化；其特征在于，所用的壳聚糖、表面活性剂、交联剂、油相的重量比为1-3∶1000-2000∶100-300∶400-1200。
4.根据权利要求1-3所述的壳聚糖药物载体，其特征在于，内部空间所包裹的药物为5-氟尿嘧啶。
5.一种壳聚糖药物载体的制备方法，包括以下步骤(1)将壳聚糖溶液和药物酸溶液作为水相，在25~60℃和超声的条件下，与溶有表面活性剂的油相混合，制备微乳液；(2)微乳液加入交联剂反应后贮存固化；其特征在于，所用的壳聚糖、表面活性剂、交联剂、油相的重量比为1-3∶1000-2000∶100-300∶400-1200。
6.根据权利要求5所述的壳聚糖药物载体的制备方法，其特征在于，所用的壳聚糖、表面活性剂、交联剂、油相的重量比为1-2∶1000-1500∶200-300∶500-1000。
7.根据权利要求5所述的壳聚糖药物载体的制备方法，其特征在于所用的药物为5-氟尿嘧啶。
8.根据权利要求5所述的壳聚糖药物载体的制备方法，其特征在于，所用的表面活性剂为司盘系列或者吐温系列或者二组合，所用的油相为液体石蜡或食用油或二者组合。
9.一种壳聚糖药物载体的应用，其特征在于，载体中包裹有5-氟尿嘧啶，用于抗肿瘤治疗。
10.根据权利要求9所述的壳聚糖药物载体的应用，其特征在于，在载体上连接或包裹抗体、多肽、核酸、病毒、细菌、荧光物质、磁性物质、放射性物质，或者以上物质的两种或两种以上的组合。
全文摘要
本发明提供壳聚糖药物载体及其制法和应用。所述的壳聚糖药物载体为粒径大小在50~200nm内且可控，偏差为±20nm的球形粒子，药物包封率＞50％，药物含量＞20％。采用微乳液法制备上述包裹药物的壳聚糖粒子的方法，特别的，应用于5－氟尿嘧啶的包裹，所得产物具有粒径分布较窄、分散均匀、表面圆整光滑等特点，适用于生物纳米研究、药物靶向、细胞摄入和抗肿瘤治疗等领域。
文档编号A61K47/36GK1903367SQ20051002819
公开日2007年1月31日 申请日期2005年7月27日 优先权日2005年7月27日
发明者沈鹤柏, 陈燕, 朱晨华 申请人:沈鹤柏