丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球的制備和作為藥物載體的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球制備方法，是在白蛋白的水溶液體系中，以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，使丙烯酸與N-乙烯基吡咯烷酮在30～80℃下攪拌反應(yīng)0.5～5h；反應(yīng)液冷卻至室溫，用pH=1～5的緩沖液透析，得到丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球水溶液；冷凍干燥后得到丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球固體。以抗腫瘤藥物鹽酸阿霉素作為模型藥物，測定丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球作為藥物載體的載藥性與釋放性。結(jié)果表明，本發(fā)明制備的丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球載藥量大，對藥物的緩釋時間長，釋放速度快。而且具有良好的pH敏感性和溫度敏感性，可作為酸度敏感的藥物載體用于藥物制劑的制備。
【專利說明】丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球的制備和作為藥物載體的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種復(fù)合白蛋白納米微球的制備方法，尤其涉及一種丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球制備方法；本發(fā)明同時還涉及該丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球作為藥物載體的應(yīng)用 。
【背景技術(shù)】
[0002]藥用高分子材料因其分子量大代謝速度緩慢可以有效調(diào)控血藥濃度和藥物代謝速率，極大的降低了患者的痛苦、減少用藥次數(shù)、方便臨床應(yīng)用、有利于藥物的加工生產(chǎn)貯存等多方面的優(yōu)勢而應(yīng)用于在藥物制劑中，并且占有舉足輕重的地位。很多現(xiàn)代藥物制劑甚至在很大程度上必須依賴于功能各異的高分子載體材料才能夠成型。生物高分子微球本身就是一種被動靶向材料，根據(jù)微球的粒徑不同而被不同的組織器官截留。另外由于根據(jù)不同制劑需求而引入了高分子材料的一些特殊功能(例如刺激響應(yīng)性、控制釋放功能、可降解性、不可降解性等)，從而使生物高分子微球成為有擁有理想性能的藥用高分子載體材料，其作為一類極具潛力的藥用高分子載體材料在現(xiàn)代藥物制劑中具有光明的前景。
[0003]白蛋白(又稱清蛋白)是一類球狀、能溶于水且具有黏性、膠質(zhì)性的蛋白質(zhì)，氨基酸之間都以肽鏈相連，并且扭曲成蚯蚓狀或蜂窩狀，具有無數(shù)的網(wǎng)狀空隙，為鑲嵌攜帶藥物創(chuàng)造了有利空間條件。在自然界中分布最廣，白蛋白幾乎存在于所有動植物中。如卵白蛋白、血清白蛋白、乳白蛋白、肌白蛋白、麥白蛋白、豆白蛋白等都屬于此類。白蛋白具有安全無毒、無免疫原性、可生物降解、生物兼容性好、在組織中易于分布，并可濃集于腫瘤部位，能與許多內(nèi)源和外源性物質(zhì)如脂肪酸、氨基酸、荷爾蒙、陰陽離子和藥物等結(jié)合，也能與一些功能性化合物結(jié)合，是一種理想的載藥微球材料。血漿白蛋白能與體內(nèi)許多難溶性的小分子有機物和無機離子可逆地結(jié)合形成易溶性的復(fù)合物，成為這些物質(zhì)在血液循環(huán)中的運輸形式。由此可見，白蛋白屬于非專一性的運輸?shù)鞍祝谏砩暇哂兄匾?，與人體的健康密切相關(guān)。目前，白蛋白主要用于靶向給藥，白蛋白微球制劑是人或動物血清白蛋白與藥物一起制成的一種制劑。CN1736489公開了一種白蛋白納米粒的制備方法，獲得的白蛋白納米粒，對肝臟有明顯的趨肝性，其靶向性能顯著降低化療藥物的毒性，可提高療效。CN102268092A公開了一種牛血清白蛋白/蒙脫土納米復(fù)合材料，其中牛血清白蛋白插層在蒙脫土的層間結(jié)構(gòu)之間。CN1994291公開了一種磁性納米紫杉醇白蛋白靶向緩釋劑的制備方法，是納米磁性材料在醫(yī)藥領(lǐng)域的一類應(yīng)用。
[0004]在合成藥用輔料中，以丙烯酸為單體聚合而得的聚丙烯酸占有相當(dāng)大的比例。高分子量的聚丙烯酸主要用作外用藥劑的基質(zhì)、增稠劑、分散劑、保濕劑以及片劑、微丸和硬膠囊的薄膜包衣材料。具有生物粘附性的丙烯酸類高分子為載體的制劑能廣泛應(yīng)用于口腔、結(jié)腸、胃、小腸、子宮、陰道、鼻粘膜及結(jié)膜等處，能延緩藥物釋放，減輕藥物毒副作用，提高藥物生物利用度，因此，丙烯酸類聚合物在藥物制劑工業(yè)中應(yīng)用很廣。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球的制備方法。
[0006]本發(fā)明的另一目的是提供丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球作為藥物載體的應(yīng)用。
[0007](一)丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球的制備
本發(fā)明以生物相容性好且親水的生物大分子白蛋白作為模板，在白蛋白的水溶液體系中，以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，將丙烯酸與N-乙烯基吡咯烷酮進(jìn)行原位聚和，并進(jìn)一步自組裝，制得丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球，其具體制備方法如下:
在白蛋白的水溶液體系中，以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，在氮氣保護(hù)，使丙烯酸與N-乙烯基吡咯烷酮在30~80 °C下攪拌反應(yīng)0.5~5 h ;反應(yīng)液冷卻至室溫，用pH=l~5的緩沖液透析，得到丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球水溶液；冷凍干燥后得到丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球固體。[0008]所述白蛋白為牛血清白蛋白或人血清白蛋白；
丙烯酸與白蛋白的質(zhì)量比為2:1~9:1 ;丙烯酸與N-乙烯基吡咯烷酮的質(zhì)量比為2:1 ~10:1
引發(fā)劑偶氮二異丁腈的用量為丙烯酸質(zhì)量的0.01~10%。
[0009]所述緩沖液采用磷酸溶液。
[0010](二)丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球的結(jié)構(gòu)、形貌表征
下面通過紅外光譜、圓二色譜、白蛋白復(fù)合物的分子量、透射電鏡等手段，對本發(fā)明合成的丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球的及其白蛋白的表面官能團(tuán)類型、結(jié)構(gòu)形貌進(jìn)行分析研究。
[0011]1、紅外光譜分析
圖1為本發(fā)明丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球的紅外光譜圖。其中曲線I為白蛋白，曲線2為丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白，曲線3為聚丙烯酸。圖1中，聚丙烯酸的C=O雙鍵伸縮振動譜帶則在1741 CnT1處；白蛋白在1666 cnT1為酰胺I帶(C=O和C-N的伸縮振動吸收峰)，1541 cnT1為酰胺II帶(-NH的彎曲振動峰)。在丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球的紅外譜圖(I)中，1751 cnT1處呈現(xiàn)聚丙烯酸的C=O的特征吸收峰、1298 cnT1出現(xiàn)了吡咯烷酮環(huán)中C-N鍵伸縮振動峰，說明發(fā)生了共聚合反應(yīng)，乙烯基吡咯烷酮與丙烯酸之間形成了共聚物。白蛋白的酰胺I帶和酰胺II帶吸收峰均發(fā)生明顯偏移，酰胺I帶C=O和C-N強度大幅度減弱，而且-NH彎曲振動峰的強度也減弱，這說明白蛋白的與丙烯酸共聚物的分子鏈之間形成了氫鍵，或其它形式的結(jié)合力。白蛋白的氨基與羰基之間由于形成氫鍵作用使白蛋白的-NH彎曲振動吸收峰減弱，說明成功合成丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球。
[0012]2、圓二色譜分析
采用圓二色譜丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球及其原料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，芳香氨基酸殘基以及二硫鍵處于不對稱微環(huán)境時，在近紫外區(qū)也表現(xiàn)出CD信號。圖2為本發(fā)明丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球的圓二色譜圖。其中，曲線I為白蛋白，曲線2為丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白。從圖2中可見，白蛋白分子典型二級結(jié)構(gòu)α螺旋結(jié)構(gòu)的光譜特征吸收峰為208 nm和220 nm處的2個負(fù)吸收峰，β折疊結(jié)構(gòu)的特征吸收峰在185~200 nm處為正吸收峰，216 nm處為負(fù)吸收峰。丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球的圓二色譜在208 nm和220 nm處的負(fù)吸收峰完全消失，216 nm處的負(fù)吸收峰則顯著增強，這提示白蛋白復(fù)合物二級結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致原先位于白蛋白內(nèi)部的疏水區(qū)域翻轉(zhuǎn)朝向納米微球外側(cè)。
[0013]3、白蛋白高分子復(fù)合物的分子量
采用十八角度激光光散射儀測定了丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球分子量，并與白蛋白分子量進(jìn)行了對比。丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球的Mn值為506.5 kDa，丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微的Mw/Mn值為4.085，提示丙烯酸共聚物分散性較大。推測丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白中有1~2個白蛋白鏈。根據(jù)N-乙烯基吡咯烷酮(M=Ill)與丙烯酸(M=72)的分子量，推測丙烯酸共聚物的聚合度約為232~2882之間。
[0014]4、透射電鏡
圖3是丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球的透射電鏡圖。圖3的結(jié)果顯示，丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白微球為納米級別結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)剛性較強，溶脹性能較弱，微球之間不易發(fā)生團(tuán)聚作用，干燥的微球粒徑在30 nm左右，水溶液中的微球由于溶脹作用其粒徑約為80nm左右。
[0015](三)丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球的載藥性與釋放性能
下面以抗腫瘤藥物鹽酸阿霉素作為模型藥物，測定丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球作為藥物載體的載藥性與釋放性。
[0016]稱取適量注射用鹽酸阿霉素固體，將其溶解到丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球水溶液中，放入恒溫振蕩器中室溫振蕩過夜，使鹽酸阿霉素充分進(jìn)入丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球中，得到載藥的丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球水溶液；將此溶液冷凍干燥得到載藥的丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球固體。經(jīng)測定，丙烯酸共聚物納米微球為載體負(fù)載鹽酸阿霉素藥物和微球的質(zhì)量比為1/32時，納米微球?qū)λ幬锏陌饴士蛇_(dá)94.9%，載藥量可達(dá)3.9%。
[0017]圖4為本發(fā)明丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球在不同pH條件下的藥物釋放曲線。圖4的結(jié)果顯示，丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球在pH=l.5的體系中，藥物隨時間延長持續(xù)釋放16小時左右，直至達(dá)到92%的最高釋放率；之后藥物持續(xù)釋放達(dá)50小時。而在pH=6.8的體系中，4小時之前藥物隨時間延長釋放度不斷升高至50%左右，然后保持這樣的釋放率持續(xù)釋放150小時。從釋放曲線可以看出，丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白微球具有明顯的pH敏感性。
[0018]圖5為本發(fā)明丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球在不同溫度條件下的藥物釋放曲線。圖5的結(jié)果顯示，丙烯酸共聚物納米微球在0°C~25°C之間隨著溫度升高，水分子的滲透和溶脹作用加速，釋放速度和釋放度增大，而在37°C的釋放速度和釋放度變化很小，因為37°C時共聚物發(fā)生相轉(zhuǎn)變行為，使得丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球結(jié)構(gòu)收縮，釋放度相應(yīng)減小，說明丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白微球具有溫度敏感性。
[0019]綜上所述，本發(fā)明制備的丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球作為藥物載體，載藥量大，對藥物的緩釋時間長，釋放速度快。而且具有良好的PH敏感性和溫度敏感性，因此可作為酸度敏感的藥物載體，用于 結(jié)腸給藥系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球的紅外光譜圖。其中，曲線I為白蛋白，曲線2為丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白，曲線3為聚丙烯酸；
圖2為本發(fā)明丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球的圓二色譜圖。其中，曲線I為白蛋白，曲線2為丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白。
[0021]圖3為本發(fā)明丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球的透射電鏡圖。
[0022]圖4為本發(fā)明丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球在不同pH條件下的藥物釋放曲線。其中，曲線I為pH=l.5體系的藥物累計釋放，曲線2為pH=6.8體系的藥物累計釋放。
[0023]圖5為本發(fā)明丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球在不同溫度條件下的藥物釋放曲線。其中，曲線I為25°C時藥物累計釋放，曲線2為37°C時藥物累計釋放，曲線3是15°C時藥物累計釋放，曲線4為0°C時的累計釋放。
【具體實施方式】
[0024]下面通過具體實施例對本發(fā)明丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球的制備進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0025]實施例1
量取含0.5 g丙烯酸的水溶液5 mL、含0.2 g N-乙烯基吡咯烷酮的水溶液2 mL，分別置于兩個容器中，各自加入0.001 g引發(fā)劑，攪拌溶解后將兩者混合，并攪拌I min。加入含0.1 g牛血清白蛋白的水溶液10 mL，在氮氣保護(hù)，攪拌下逐步升溫至30 °C，繼續(xù)攪拌反應(yīng)0.5h ;反應(yīng)液冷卻至室溫，用pH=l的磷酸緩沖液透析，得到丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球水溶液，將此溶液冷凍干燥后得到丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球固體。以其為載體負(fù)載鹽酸阿霉素藥物的質(zhì)量與微球質(zhì)量的比為1/15時，納米微球?qū)λ幬锏陌饴士蛇_(dá)60.9%,載藥量可達(dá)5.9%。
[0026]實施例2`
量取含2 g丙烯酸的水溶液20 mL、含I g N-乙烯基吡咯烷酮的水溶液10 mL，分別置于兩個容器中，各自加入0.1 g引發(fā)劑，攪拌溶解后將兩者混合，并攪拌5 min。加入含0.3g牛血清白蛋白的水溶液30 mL，在氮氣保護(hù)，攪拌下逐步升溫至50 °C，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2h;反應(yīng)液冷卻至室溫，用pH=2的磷酸緩沖液透析，得到丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球水溶液，將此溶液冷凍干燥后得到丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球固體。以其為載體負(fù)載鹽酸阿霉素藥物的質(zhì)量與微球質(zhì)量的比為1/25時，納米微球?qū)λ幬锏陌饴士蛇_(dá)90.9%，載藥量可達(dá)4.8%。
[0027]實施例3
量取含3 g丙烯酸的水溶液30 mL、含2 g N-乙烯基吡咯烷酮的水溶液20 mL，分別置于兩個容器中，各自加入0.5 g引發(fā)劑，攪拌溶解后將兩者混合，并攪拌10 min。加入含0.6g牛血清白蛋白的水溶液60 mL,在氮氣保護(hù),攪拌下逐步升溫至70 °C,繼續(xù)攪拌反應(yīng)3h;反應(yīng)液冷卻至室溫，用pH=4的磷酸緩沖液透析，得到丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球水溶液，將此溶液冷凍干燥后得到丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球固體。以其為載體負(fù)載鹽酸阿霉素藥物的質(zhì)量與微球質(zhì)量的比為1/70時，納米微球?qū)λ幬锏陌饴士蛇_(dá)95.9%，載藥量可達(dá)1.9%。
[0028]實施例4
量取含5 g丙烯酸的水溶液50 mL、含3 g N-乙烯基吡咯烷酮的水溶液30 mL，分別置于兩個容器中，各自加入Ig引發(fā)劑，攪拌溶解后將兩者混合，并攪拌20min。加入含I g牛血清白蛋白的水溶液100 mL,在氮氣保護(hù),攪拌下逐步升溫至80°C,繼續(xù)攪拌反應(yīng)5h ;反應(yīng)液冷卻至室溫，用PH=5的磷酸緩沖液透析，得到丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球水溶液，將此溶液冷凍干燥后得到丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球固體。以其為載體負(fù)載鹽酸阿霉素藥物的質(zhì)量與微球質(zhì)量的比為1/130時，納米微球?qū)λ幬锏陌饴士蛇_(dá)80.4%，載藥量可達(dá)1.9%。`
【權(quán)利要求】
1.一種丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球制備方法，是在白蛋白的水溶液體系中，以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，在氮氣保護(hù)，使丙烯酸與N-乙烯基吡咯烷酮在30~80 °C下攪拌反應(yīng)0.5~5 h ;反應(yīng)液冷卻至室溫,用pH=l~5的緩沖液透析,得到丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球水溶液；冷凍干燥后得到丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球固體。
2.如權(quán)利要求1所述丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球制備方法，其特征在于:所述白蛋白為牛血清白蛋白或人血清白蛋白。
3.如權(quán)利要求1或2所述丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球制備方法，其特征在于:丙烯酸與白蛋白的質(zhì)量比為2:1~9:1。
4.如權(quán)利要求1或2所述丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球制備方法，其特征在于:丙烯酸與N-乙烯基吡咯烷酮的質(zhì)量比為2:1~10:1。
5.如權(quán)利要求1或2所述丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球制備方法，其特征在于:引發(fā)劑為偶氮二異丁腈量為丙烯酸質(zhì)量的0.01~10%。
6.如權(quán)利要求1或2所述丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球制備方法，其特征在于:所述緩沖液為磷酸溶液。
7.如權(quán)利要求1所述方法制備的丙烯酸共聚物復(fù)合白蛋白納米微球作為藥物載體在制備藥物制劑中的應(yīng)用。`
【文檔編號】C08F220/06GK103505738SQ201310448163
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】王榮民, 楊艷麗, 毛崇武, 何玉鳳, 趙婷婷 申請人:西北師范大學(xué)