专利名称：酰胺接枝的海藻酸钠纳米材料及其制备方法与应用的制作方法
醐娥枝的海Wrt纳糊料及其制备方法与应用
駄领域
本发明涉及一种翻安接枝的海 内纳3^才料及其制备方法与应用。 背景狱
海繊内是存在于褐藻类中的天然高好多糖，由于其^mih有大量的羧^f吏得
其具有很好的亲水性，而具剤艮多优良的特性如^^性^i子，稳定性较高，且妇K溶液
中具剤艮高的粘度，因而在食品业、化妆品行 医药业中具有广泛的卿。其中，在 医药行业中，海藻酸钠作为药物载体多年来^r泛的用作制备丸剂、粉剂、片剂等多种 药辦俞送系统。但在包埋疏冰性药wm战剂飾仑从缓释效果、包埋率，还是在 药物稳定性增加方面鹏在着很大的缺陷，使得总的生物利用度较小。
然而，许多优良的疏水性药嫩機杉醇、阿霉素、伊曲康唑^治疗,方面都是 相当优良的药物，但由于水溶性小限制了其应用，離解度极小使得服药后吸收^>， 利用度较低，多年以来为了提高利用^^取了多禾种开究方法，如通过研磨增加总的比表 面积来增加溶解度的方法、微粒结晶法、喷雾千傲縛等，但这些方法都有各自的缺点 如分謝亍差、稳定'瞎、繊分布过宽等。不仅誠冰性药物，蛋白质药鹏顿过程 中也存在体内半衰期短、易隞率、易失活、在胃肠道内不易被吸TO需要大量月睏以维 持药效的问题，而且，由于多数蛋白质和多肽类药物具w^低的分酉孫数和很小的扩散 性能，使杯易M^脂倒i^摄取，微 1生物屏障使其卿穀鹏制。因此，开发 新的缓释药物载体，以解决，的问题己迫在眉睫。
微球^a年来开发的一种缓释药物载体，^f只为it^，其缓释效果^i子，但与纳
^f立相比，在性能、细胁K平的相互作用及耙向性等方面则处于劣势，Panyam等的研 究表明当微球的粒径为腦nm时，微小m内细胞吸收的效率是粒径l 10Mm微球的 15 250倍，而战内^^立的耙向性较微球要好的多。因此，为了增加药物的耙向性能， 为了提高敵K性药物的生物利用度，迫切需要制备纳米级药物载体。
发明内容
本发明的目的是樹共一种翻，枝的海Mf内纳^^料及其制备,法与应用，以 克服已有技术的不足。
本发明充分利用天然生物多^~~^海繊内固有的无毒、tK溶断、生物相容性 ^i子的优点，将其改性为翻安海藻lM并制备成纳^f立。即本发明禾,性能优良的天 然大^^聚^tr海,内，合成了一种新型的生物可,性纳X^才料作为药物载体。该纳^l^立载條有许多优良的特性，期艮対號上可以穿过各种生鹏P勃鹏上皮和
血脑屏障(BBB)等；另外，纳3^立有助于微包埋的药物防止期皮,，并且作为药物 载條有很好的会IS释作用，耙向性较强，由此斷氐了包埋药物舰体可倉铲生的毒 副作用；同时对，决€*性药辦俞送中的难题，并解决蛋白质、多形敦劍ftli定性 的问题具有很 的意义。
本发明包括带有脂肪链的醐安和海 ^， ^#征^1^的海 ^好量小于 或等于50000，且在海MI内羧SS团iM七学合成的方法接枝疏冰性翻安进行疏L7jC 斷布，形成同时具备疏冰性和亲水性的两亲性材料~~^性的海 ^纳^#料。 駕旨肪链的醐安是油醐安、硬脂醐安、己醐安。
上述改性的海藻酸钠纳米材料在去离子水或者蒸馏水中是通过自聚集形成纳米 粒，该纳^f立径在40nm 1000nm之间，平均粒径可控制在200nm 800nm内。
S^接枝海藻M材料的制备方法，用酸化的方法先将海Wfi酸化成为海藻酸; 再用四丁 氧化铵中和后千燥；然后将千燥后的样品以SM体积比为0.5% 10%的 浓度范围溶于二甲基亚砜中，在5(TCWrr，加入与海^^单体摩尔比范围在7. 5:1
18: l之间的ifci安，以海 ^1单体与交職廿摩尔比为2: 1 1: 5力口入交職廿，反应
24小时后形成混合溶液，混，MI斤液中透析36小时将未皿的羧基J^f携带的 四丁基胺根离子用钠离子交换下来，透析后的沉淀物进行抽提方^i除未参加反应的 醐安，后将其TM即得。
本发明的优点
本发明的原料为天然生物可,性的海 钠，可,性好、生物相容l^ 且价
格低。本发明戶賴帱的改性海^^纳X^才料在去离子7K^^馏水中可自聚集彪内米
粒，成球性能l^子，形态均为圆形^^鹏，且稳定性高。而且具有两亲性，肯辦很好
的解决斜中船K性药物包埋割扱药謝氐下的缺点，因此可以作为药物载体用于多种
药物尤其是疏&性药物的包埋，]fPT以广泛的应用于人药及兽药的多种领域；！l^卜， 该纳辦极可作为蛋白、多肽、疫苗等的载体，使雜体外的制备及保存过程中稳定 性提高，在体内输送效率大大改善。
图1为实施例2制备所得改性海Mffi纳X^才料红外吸收光谱图。 图2为实施例2制备所得改性海M^纳^^才料制备的纳^f繊电镜图。 图3为实施例7不同i^7jC性药物加tS载药纳米险的药物释放曲线。 图4为实施例8不同取4饭改性纳^^料载药纳3^立的药物释放曲线。
本发明戶，的翻安改性海 ^纳*^才料的制备方法如下1、 海 ^的酸化取酸与^7jC乙醇配制成酸浓度为0. 6mol/L的溶g，加入 海繊内姊w/v),3h后，0-4'C保存过夜；次日抽滤烘干。
2、 海藻酸预处理
将适量海繊加入至咏中，滴加一定量四丁SSM化铵中和，调节其pH至中性;
所得溶液冷冻千燥。
3、 醐安接枝海藻薩樹的制备
(1) 取步骤2处理后的样品适量溶于DMS0中，以摩尔比1 :7. 5 1: 18 (海藻 酸单体翻安)的比例加入翻安，以海M^I单^交職峰尔比为2: 1 1: 5 加入交職IJ， 5(TC水浴中密闭反应24h;
(2) 将，反应的混^t/^A截留^f量为8 14KDa的透l^中，用可置换四 丁基阳离子的钠盐溶^S析48h,期间更换8 7^gl斤液，将四丁基阳离子用钠离子置 换出来；
(3) 取出3t析后的tl质，8(TC水浴下索式提取10h，除去未反应的翻安；
(4) 将其室温千燥即得；
本发明中所说的交联剂为可以活化羧基和MSf吏海^^I的羧基和,的氨基反 应形成Sli安键的试剂，包括ECD和NHS等。
下面结合具体实例进一步说明本发明。 鄉例l
首先将20g W量为32000海藻,12.5ml (0.6mol/L)浓盐酸与乙醇总^f只为 250ml的溶液中，^t半3h后，0-4。C保存过夜，次日抽滤烘干得到海 ;将海 3g加到50ml水中，用四丁SSM化铵调节pH至中性后冷冻千燥；然后以^ 只 比为2。/o溶于DMSO (二甲基亚砜)中，力口入与海藻,单体摩尔比为10: 1的油酰 胺，并加入与海繊内单体摩尔比为2: 1的EDC和NHS， 50。C水浴中密封鹏24h; 将战反应的混合物^A截留肝量为8 14KDa的3tl碟中，用400mg/L跌氮化钠溶 ^t析48h，期间更换8 7^t析液；用甲醇作为抽提液索氏提取10小时去除未反应的 油醐安，室温千燥即得翻安接枝海WW才料。
J^方法制备的纳X^才料i^K取4饭为1.4%， ^7K溶液中自聚集后形成的纳X^立 平均粒径为700.9nm，电ltM恭内^^立为规则均一的球形结构，且能在中性环境下稳 定保存。 鄉例2
首先将20g M量为32000海,内12.5ml (0.6mol/L)浓盐酸与乙醇总^f只为 250ml的溶液中，,3h后，(M。C保存过夜，次日抽滤烘干得到海繊；将海繊 3g加到50ml水中，用四丁錢氧化铵调节pH至中'臨冷冻千燥；然后以驢#%口、 比为2。/。溶于DMSO (二甲基亚砜)中，加入与海^f内单体摩尔比为15: 1的油酰 胺，并加入与海^l内单体摩尔比为2: 1的EDC和NHS， 5(TC水浴中密封反应24h;将战反应的混^t/^A截留好量为8 14KDa的透析袋中，用400mg/L跌氮化钠溶 M析48h，期间 8次31析液；用甲醇作为抽提液索氏提取10小时去除未反应的 油翻安，室^aT^喿即《寻^i安^^海Wftt才料。
战方法制备的纳^t才料疏i7jC^f饭为2%， ^7jC溶液中自聚集后形成的纳X^立平 均粒径为596. 3nm，粒径分布在40nm 1000nm之间，纳^t賴tt7jC溶液中鹏的临界 聚簾农度为0.0256mg/ml,电镜显恭内>|^立为规则均一的球形结构，且能在中性环境 下稳定保存。 鄉例3
首先将20g M量为50000海^lft 12.5ml (0.6mol/L)、浓4k酸与乙醇总^f只为 250ml的溶液中，搅拌3h后，(M。C保存过夜，次日抽滤烘干得到海藻酸；将海繊 3g加到50ml水中，用四丁M氧化铵调节pH至中性后冷冻千燥；然后以^*#^只 比为2。/。溶于DMSO (二甲基亚砜)中，力口入与海^^l单体摩尔比为15: l的油酰 胺，并加入与海 ^单体摩尔比为2: 1的EDC和NHS， 50。C水浴中密封反应24h; 将i^鹏的混^tl^A截留^f量为8 14KDa的透t碟中，用400mg/L跌氮化钠溶 ^t析48h,期间 8次itl斤液；用甲醇作为抽提液索氏提取10小时去除未反应的 油 ，室温千燥即得鹏接枝海 ^材料。 鄉例4
首先将20g ^^量为32000海^Ml 12.5ml (0.6mol/L)浓盐酸与乙醇总^f只为 250ml的溶液中，搅拌3h后，0-4。C保存过夜，次曰抽滤烘干得到海藻酸；将海 3g加到50ml水中，用四丁S^氧化铵调节pH至中',用丙酮沉淀抽虑千燥；然后 以Sl:^f只比为4%溶于DMSO(二甲基亚砜)中，力口入与海 ^单体摩尔比为17.5: l的油酰胺，并加入与海藻麟内单体摩尔比为3: 1的EDC和NHS， 5(TC水浴中密封 反应24h;将，反应的温悬液^A截留^f量为8 14KDa的透tJ^中，用400mg/L 跌氮化钠溶^t析48h，期间更换8次透析液；用甲醇作为抽提液索氏提取10小时去 除未反应的油鹏安，室温千燥即得翻安接枝海藻,材料。
±^方法制备的纳*#料^7乂溶液中自聚集后形成的纳^f立平均粒径为278. 2nm， 电镜显祸内^^立为规则均一的球形结构，且能在中性环境下稳定保存。
鄉例5
首先将20g肝量为19000海^l内12.5ml (0.6mol/L)浓盐酸与乙醇总^f只为 250ml的溶液中，搅拌3h后，0-4。C保存过夜，次日抽滤烘干得到海藻酸；将海繊 3g加到50ml水中，用四丁錢氧化铵调节pH至中性后冷冻千嫩寻固体；处理后的 海藻酸固傳溶于DMSO (二甲基亚砜)中(2%， w/v)，加入与海 ^单体摩尔比 为15: l的硬脂酰胺，并加入与海^lft单体摩尔比为2: 1的EDC和NHS， 5(TC水 浴中密封反应24h;将Jt^反应的瓶悬液^A截留好量为8 14KDa的透析袋中，用400mg/L跌氮化钠溶TO析48h,期间更换8次透析液；在45。C环境中用滤i咖滤去
除未反应的油酉划安，室温千燥即得翻安接枝海 ^材料。
鄉例6
首先将20g針量为32000海^f内12.5ml (0.6mol/L)浓盐酸与乙醇总#%口、为 250ml的溶液中，,3h后，0-4。C保存过夜，次日抽滤烘干得至嗨繊；将海繊 3g加到50ml水中，用四丁^^化铵调节pH至中性后冷冻千激寻固体；处理后的 海藻酸固條于DMSO (二甲基亚砜)中(2%， w/v)，加入与海藻,单体摩尔比 为15: l的己^i安，并加入与海Mlft单体摩尔比为2: 1的EDC和NHS， 50。C水浴 中密封鹏24h;将战反应的温悬液^A截留好量为8 14KDa的透析袋中，用 400mg/L跌氮化钠溶ffil析48h，期间 8 7，析液；用甲醇作为抽提液索氏提取 10小时去除未反应的油^l安，室温千燥即得翻安接枝海^^I材料。 鄉例7
不同药働喊量载药纳X^立的制备及体外释放效果
称量一定质量实例2制备的纳^f^才料加AM量水、^7乂性药 ^隹菌素，使得纳 ^^辨斗浓度为lmg/ml，药物浓度分别为1TO, 20%， 30% (药物质量纳^^才料质量)， 自聚集形成载药的纳^f立。取2ml纳米溶驗37。C， 100rpm^^牛下，在100mlpH7.4 的PBS体系中测量^Jt率及药物的释放。
战方法制备的载药纳^f立^N"率可高达95.腦，并随着药働n纏的增加而增
加，在一定的范围内可以M31药働ata^调节^i寸率及载药量。药物释方M^M随
药物加载量的增大而减小的趋势,可以M31^物加载量的大小来调控药物的释方熵率，
控制该载药纳將立的缓释效果。如图3。
鄉例8
不同取^S载药纳賴立的制备及体外释方效戈果
称量一顿量实例l、实例2、实例4制备的纳^^才料加A^影JC、 ^7jC性药辦莫 型滩菌素，使得纳微浓度为l呢/ml，药物浓度为2(m (药物质量纳微质量)， 自聚集形成载药的纳^f立。取2ml纳米溶,37。C， 100卬m^j牛下，在100mlpH7.4 的PBS体系中测量^J寸率及药物的释放。
，对去制备的载药纳^I^立^J寸率^^达95.10%，并随着疏L7做4爐的增加而增 加。药物释方M^随材料取4爐的增加，纳^^才料疏L7爐团難加，材料舒间及分 子内以及材料^7爐团与疏冰性药物的J17K相互作用加强，使得药物从该纳X^立中溶 出的速率减小。由图可见该载药纳X^立具WTO的缓释效果，其缓Pil率可以iffil调 节W^^5l6SfiH周节。如图4。
权利要求
1.一种酰胺接枝海藻酸钠材料，它包括带有脂肪链的酰胺和海藻酸钠，其特征是上述的海藻酸钠分子量小于或等于50000，且在海藻酸钠羧基基团上用化学合成的方法接枝疏水性酰胺进行疏水修饰，形成同时具备疏水性和亲水性的两亲性材料——改性的海藻酸钠纳米材料。
2. 根据权利要求l所述的酰胺接枝海藻酸钠材料，其特征是上述脂肪链的酰胺是 油酰胺、硬脂酰胺、己酰胺。
3. 根据权利要求1所述的酰胺接枝海藻酸钠材料，其特征是上述改性的海藻酸钠 纳米材料在去离子水或者蒸馏水中是通过自聚集形成纳米粒，该纳米粒径在 40nm 1000nm之间，平均粒径可控制在200nm 800nm内。
4. 酰胺接枝海藻酸钠材料的制备方法，用酸化的方法先将海藻酸钠酸化成为海藻 酸；再用四丁基氢氧化铵中和后干燥；然后将干燥后的样品以重量体积比为 0.5%~10%的浓度范围溶于二甲基亚砜中，在5(TC搅拌下，加入与海藻酸单体 摩尔比范围在7.5: 1 ~18: l之间的酰胺，以海藻酸钠单体与交联剂摩尔比为 2: 1~1: 5加入交联剂，反应24小时后形成混合溶液，混合物在透析液中透析 48小时将未反应的羧基上所携带的四丁基胺根离子用钠离子交换下来，透析后 的沉淀物进行抽提方法去除未参加反应的酰胺，后将其干燥即得。
5. 根据权利要求4所述的酰胺接枝海藻酸钠的制备方法，其特征是上述酸化方法 是将盐酸用无水乙醇配制成盐酸浓度为0.6mol/L的溶液，将海藻酸钠以重量体 积比为8%浓度加入到该溶液中，并在常温下搅拌3小时后置于4'C下过夜，次 日抽滤，烘干便得到海藻酸。
6. 根据权利要求4所述的酰胺接枝海藻酸钠的制备方法，其特征是所述的海藻酸 在用四丁基氢氧化铵中和后的溶液的干燥是冷冻干燥，或用有机溶剂将处理后 的样品沉淀提取。
7. 根据权利要求4所述的酰胺接枝海藻酸钠的制备方法，其特征是所述的交联剂 为氨基活化剂中的NHS与羧基活化剂中的EDC。
8. 根据权利要求4所述的酰胺接枝海藻酸钠的制备方法，其特征是所述的透析液 为所有可以将与海藻酸结合的四丁基胺根离子用钠离子交换下来的试剂溶液。
9. 根据权利要求4所述的酰胺接枝海藻酸钠的制备方法，其特征是所述的抽提去 除酰胺的方法为索氏提取，或在40 55'C环境下用滤纸过滤。
10. 酰胺接枝海藻酸钠材料的自聚集形成的纳米粒应用于包埋多种疏水性药物、蛋 白质药物、多肽及疫苗。
全文摘要
本发明涉及一种酰胺接枝的海藻酸钠纳米材料及其制备方法与应用，它包括带有脂肪链的酰胺和分子量小于等于50000的海藻酸钠，其特征是在海藻酸钠羧基基团上用化学合成的方法接枝疏水性酰胺进行疏水修饰形成同时具备疏水性和亲水性的两亲性材料——改性的海藻酸钠纳米材料。在去离子水中自聚集形成纳米粒，该纳米粒径在40nm～1000nm之间，其取代度为2％时纳米粒子平均粒径为596.2nm，载药量可以达到40％，药物包封率可达95.1％，药物缓释时间可长达6d。作为多种药物尤其是疏水性药物以及蛋白质药物、多肽、疫苗的缓释载体，从而应用于医药学的多个领域。
文档编号C08B37/04GK101565469SQ20081015826
公开日2009年10月28日 申请日期2008年10月28日 优先权日2008年10月28日
发明者刘晨光, 倩 李, 王艳玲 申请人:中国海洋大学