一种具有多层核壳结构的缓释载药微胶囊的制备方法

摘要

本发明公开了一种具有多层核壳结构的缓释载药微胶囊的制备方法，其是以聚阴离子的海藻酸钠和另一聚阴离子电解质为微胶囊内核，内核中载有模型药物，通过聚阳离子的氯化壳聚糖与另一聚阴离子电解质间的层层离子化作用形成具有多层核壳结构的载药微胶囊。本发明的载药微胶囊具有较高的载药量与包封率，且在模拟结肠液中具有良好的缓释给药特性，可以应用于医药、保健品领域，如缓释给药系统设计。

权利要求

1.一种具有多层核壳结构的缓释载药微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在10mL 0.02-0.06g/mL的第一聚阴离子电解质溶液中加入0.1-0.4g的第二聚阴离子电解质，搅拌至溶解后，再加入0.2-0.6g的模型药物并搅拌均匀，获得内水相；

所述第一聚阴离子电解质为海藻酸钠；所述的第二聚阴离子电解质为羧甲基纤维素钠、透明质酸钠或纤维素硫酸钠；

(2)将0.1-0.15g/mL CaCl2水溶液与0.05-0.1g/mL NaCl水溶液按体积比1:1～7混合，获得外水相；

(3)用一次性注射器抽取步骤(1)制备的内水相，经锐孔匀速注入步骤(2)的外水相中，注入速率为400-700μL/min，在注入过程中外水相在磁力搅拌器的作用下保持300-400rpm低速流动；注入完成后，室温固化反应15-45min，收集所获得的内嵌有第二聚阴离子电解质的海藻酸钙内核，在所述内核中载有模型药物；其中内水相和外水相的体积比为1:10；

(4)将所述内核用蒸馏水清洗后，缓缓倒入20mL 0.002-0.01g/mL的氯化壳聚糖溶液中，继续低速搅拌反应30-120min，反应完成后，即在所述内核外包覆上第一层氯化壳聚糖壳层，收集获得外壳层层数n＝1的缓释载药微胶囊；

(5)将所述外壳层层数n＝1的缓释载药微胶囊用蒸馏水清洗后，缓缓倒入20mL0.001-

0.005g/mL的第二聚阴离子电解质溶液中，继续低速搅拌反应30-120min，反应完成后，即在所述内核外包覆上第二层第二聚阴离子电解质壳层，收集获得外壳层层数n＝2的缓释载药微胶囊；

(6)依次交替重复步骤(4)和步骤(5)，从而在所述内核外依次包覆所需层数的氯化壳聚糖壳层和第二聚阴离子电解质壳层，获得具有多层核壳结构的缓释载药微胶囊。

2.根据权利要求1所述的具有多层核壳结构的缓释载药微胶囊的制备方法，其特征在于：所述的模型药物为胰岛素、牛血清白蛋白或溶菌酶。

说明书

一种具有多层核壳结构的缓释载药微胶囊的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种缓释载药微胶囊的制备方法，属于药物微载体制备技术领域。

背景技术

[0002] 随着现代制药技术的进步，我国的药物剂型已从传统的膏丸丹散栓向片剂、注射剂、胶囊剂和气雾剂等第二代剂型发展，这些剂型的出现虽大大提高了给药效率，但无论经口服或注射，仍须多次给药以维持一定的血药浓度，不仅病人的依从性差，且由于给药间隔差异而导致血药浓度难以控制。在此背景下，缓释/控释给药系统(Sustained/Controlled Release Drug Delivery System)作为第三代药物剂型应运而生。与前两代给药系统相比，口服缓释给药剂型具有诸多优势，如：显著减少给药次数，血药浓度平稳，可避免侵入式给药，病人的依从性好，有利于提高治疗的稳定性及疗效等。

[0003] 近年来，天然生物质材料及其衍生物如多糖的开发利用受到较多关注，该类材料来源广泛、可再生、且生物可降解，在缓释/控释给药系统构建和组织工程等领域具有广泛的应用。可溶性多糖溶于水后能形成聚电解质溶液，即多糖骨架链上的基团解离后能形成带电荷的聚阳离子或聚阴离子电解质溶液，因此可利用电性相反的两种多糖类聚电解质通过离子化作用形成膜材料。根据多糖的这种特性，以离子化相互作用为驱动力，可以通过层层自组装(Layer-by-layer Self-assembly)技术构建具有多层核壳结构的药物微载体，以期实现目标药物的缓释或控释释放。该技术操作简便，能通过自组装外壳层数的调控，实现载药微载体缓释/控释给药性能的可调节性，因而备受研究者的关注。

[0004] 本发明以天然生物高分子多糖及其衍生物为材料，与传统的合成高分子相比，其具有良好的生物学性能，如无毒、良好的生物相容性及生物可降解性等，可大大降低药剂辅料本身可能存在的安全性风险。例如，海藻酸是由糖醛酸单体组成的线性高分子多糖，作为一种聚阴离子电解质，其应用十分广泛，如作为食品保鲜膜辅料、药剂辅料等。作为一种壳聚糖的水溶性衍生物，氯化壳聚糖在中性水溶液中即可溶解，能快速质子化并形成聚阳离子电解质溶液，能与海藻酸、羧甲基纤维素钠等聚阴离子电解质反应形成聚合电解质复合物，具有良好的生物学特性。目前，多糖类材料的研究报道虽然相对较多，但具有性能可调节性的多层核壳结构缓释药物微载体的报道为数甚少。因而，利用该类聚合电解质复合物作为膜材料来构建缓释或控释药物微载体，进一步开发缓释/控释给药系统其研究意义重大。

发明内容

[0005] 本发明旨在提供一种高效的具有多层核壳结构的缓释载药微胶囊的制备方法，所要解决的技术问题是通过层层自组装法制备得到一种载药量和包封率高、具有良好缓释给药特性的聚合电解质载药微胶囊，该载药微胶囊能够用于缓释给药系统的设计。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

[0007] 本发明具有多层核壳结构的缓释载药微胶囊的制备方法，其特点在于，包括以下步骤：

[0008] (1)在10mL 0.02-0.06g/mL的第一聚阴离子电解质溶液中加入0.1-0.4g的第二聚阴离子电解质，搅拌至溶解后，再加入0.2-0.6g的模型药物并搅拌均匀，获得内水相；

[0009] 所述第一聚阴离子电解质为海藻酸钠；所述第二聚阴离子电解质与所述第一聚阴离子电解质不相同；

[0010] (2)将0.1-0.15g/mL CaCl2水溶液与0.05-0.1g/mL NaCl水溶液按体积比1:1～7混合，获得外水相；

[0011] (3)用一次性注射器抽取步骤(1)制备的内水相，经锐孔匀速注入步骤(2)的外水相中，注入速率为400-700μL/min，在注入过程中外水相在磁力搅拌器的作用下保持300-400rpm低速流动；注入完成后，室温固化反应15-45min，收集所获得的内嵌有第二聚阴离子电解质的海藻酸钙内核，在所述内核中载有模型药物；其中内水相和外水相的体积比为1:
10；

[0012] (4)将所述内核用蒸馏水清洗后，缓缓倒入20mL 0.002-0.01g/mL的氯化壳聚糖溶液中，继续低速搅拌反应30-120min，反应完成后，即在所述内核外包覆上第一层氯化壳聚糖壳层，收集获得外壳层层数n＝1的缓释载药微胶囊；

[0013] (5)将所述外壳层层数n＝1的缓释载药微胶囊用蒸馏水清洗后，缓缓倒入20mL0.001-0.005g/mL的第二聚阴离子电解质溶液中，继续低速搅拌反应30-120min，反应完成后，即在所述内核外包覆上第二层第二聚阴离子电解质壳层，收集获得外壳层层数n＝
2的缓释载药微胶囊；

[0014] (6)依次交替重复步骤(4)和步骤(5)，从而在所述内核外依次包覆所需层数的氯化壳聚糖壳层和第二聚阴离子电解质壳层，获得具有多层核壳结构的缓释载药微胶囊。

[0015] 具体的，在所述内核外，奇数层(如第1层、第3层等)的外壳层皆为氯化壳聚糖壳层，偶数层(如第2层、第4层等)的外壳层皆为第二聚阴离子电解质壳层。

[0016] 优选的，所述的第二聚阴离子电解质为羧甲基纤维素钠(CMC)、透明质酸钠(HA)或纤维素硫酸钠(CS)。优选的，所述的模型药物可为胰岛素、牛血清白蛋白或溶菌酶。

[0017] 本发明的有益效果体现在：

[0018] 1、本发明具有多层核壳结构的载药微胶囊的载药量和包封率高，制备材料无毒、可降解、可再生、环保安全，并具有显著的缓释给药特征，可用于缓释给药系统的设计。

[0019] 2、本发明制备的缓释载药微胶囊，通过核壳结构的调控可对其缓释给药特性进行调节，作为一种潜在的口服缓释给药剂型，能减少患者的给药次数，大大提高患者的依从性，并且能避免侵入式给药等方式可能造成的交叉感染。

[0020] 3、本发明的制备方法所用设备简单、制备成本低廉，且操作简便。

附图说明

[0021] 图1为实施例3的[CA/CS-CHC-CS-CHC]3微胶囊经异硫氰酸荧光素(FITC)标记后的激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)图，图中a为荧光图像、b为透射光图像、c为荧光图像与透射光图像的叠加。

具体实施方式

[0022] 下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，下述实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，旨在更好的解释本发明的内容，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

[0023] 实施例1

[0024] 本实施例按如下步骤制备缓释载药微胶囊：

[0025] (1)在10mL0.02g/mL的海藻酸钠(Alg)溶液中加入0.2g的羧甲基纤维素钠(CMC)，搅拌至溶解后，再加入0.3g的牛血清白蛋白并搅拌均匀，获得内水相；

[0026] (2)配制0.1g/mL的CaCl2水溶液与0.05g/mL的NaCl水溶液，取两种溶液按体积比1:1混合，获得外水相；

[0027] (3)用一次性注射器抽取2mL步骤(1)制备的内水相，经锐孔匀速注入步骤(2)的外水相中(20mL)，注入速率为450μL/min，保持匀速。在注入过程中外水相在磁力搅拌器的作用下保持300rpm低速流动。注入完成后，室温固化反应15min，收集所获得的内嵌有CMC的海藻酸钙内核(记为CA/CMC内核)；

[0028] (4)将步骤(3)制备得到的CA/CMC内核用蒸馏水洗涤三次后，缓缓倒入20mL 0.01g/mL的氯化壳聚糖(CHC)溶液中，继续低速搅拌反应30min，反应完成后，即在CA/CMC内核外包覆上第一层CHC壳层，蒸馏水洗涤收集，获得外壳层层数n＝1的缓释载药微胶囊，记为[CA/CMC-CHC]1微胶囊。

[0029] 将[CA/CMC-CHC]1微胶囊经冷冻干燥后，进行载药量和包封率检测，结果表明其载药量为45.67％、包封率为34.38％；在模拟结肠液中释放检测表明，药物完全释放时间为13h，该产品可应用于医药、保健品领域。

[0030] 实施例2

[0031] 本实施例按如下步骤制备缓释载药微胶囊：

[0032] (1)在10mL 0.04g/mL的海藻酸钠(Alg)溶液中加入0.3g的透明质酸钠(HA)，搅拌至溶解后，再加入0.4g的胰岛素并搅拌均匀，获得内水相；

[0033] (2)配制0.13g/mL的CaCl2水溶液与0.07g/mL的NaCl水溶液，取两种溶液按体积比1:3混合，获得外水相；

[0034] (3)用一次性注射器抽取2mL步骤(1)制备的内水相，经锐孔匀速注入步骤(2)的外水相中(20mL)，注入速率为500μL/min，保持匀速，在注入过程中外水相在磁力搅拌器的作用下保持330rpm低速流动。注入完成后，室温固化反应30min，收集内嵌有HA的的海藻酸钙内核(记为CA/HA内核)；

[0035] (4)将步骤(3)制备得到的CA/HA内核用蒸馏水洗涤三次后，缓缓倒入20mL 0.005g/mL的氯化壳聚糖(CHC)溶液中，继续低速搅拌反应50min，反应完成后，即在CA/HA内核外包覆上第一层CHC壳层，蒸馏水洗涤收集，获得外壳层层数n＝1的缓释载药微胶囊，记为[CA/HA-CHC]1微胶囊；

[0036] (5)将步骤(4)制备得到的[CA/HA-CHC]1微胶囊用蒸馏水洗涤三次后，缓缓倒入20mL的0.002g/mL HA溶液中，继续低速搅拌反应50min，反应完成后，即在CA/HA内核外包覆上第二层HA壳层，蒸馏水洗涤收集，得到外壳层层数n＝2的缓释载药微胶囊，记为[CA/HA-CHC-HA]2微胶囊。

[0037] 该[CA/HA-CHC-HA]2微胶囊经冷冻干燥后，进行载药量和包封率检测，结果表明其载药量为57.96％、包封率为35.09％；在模拟结肠液中释放检测表明，药物完全释放时间为15h，该产品可应用于医药、保健品领域。

[0038] 实施例3

[0039] 本实施例按如下步骤制备缓释载药微胶囊：

[0040] (1)在10mL 0.03g/mL的海藻酸钠(Alg)溶液中加入0.2g的纤维素硫酸钠(CS)，搅拌至溶解后，再加入0.4g的牛血清白蛋白并搅拌均匀，获得内水相；

[0041] (2)配制0.12g/mL的CaCl2水溶液与0.06g/mL的NaCl水溶液，取两种溶液按体积比1:5混合，获得外水相；

[0042] (3)用一次性注射器抽取2mL步骤(1)制备的内水相，经锐孔匀速注入步骤(2)的外水相中(20mL)，注入速率为600μL/min，保持匀速。在注入过程中外水相在磁力搅拌器的作用下保持350rpm低速流动。注入完成后，室温固化反应45min，收集所获得的内嵌有CS的海藻酸钙内核(记为CA/CS内核)；

[0043] (4)将步骤(3)制备得到的CA/CS内核用蒸馏水洗涤三次后，缓缓倒入20mL 0.003g/mL的氯化壳聚糖(CHC)溶液中，继续低速搅拌反应60min，反应完成后，即在CA/CS内核外包覆上第一层CHC壳层，蒸馏水洗涤收集，获得外壳层层数n＝1的缓释载药微胶囊，记为[CA/CS-CHC]1微胶囊；

[0044] (5)将步骤(4)制备得到的[CA/CS-CHC]1微胶囊用蒸馏水洗涤三次后，缓缓倒入20mL0.003g/mL的CS溶液中，继续低速搅拌反应60min，反应完成后，即在CA/CS内核外包覆上第二层CS壳层，蒸馏水洗涤收集，得到外壳层层数n＝2的缓释载药微胶囊，记为[CA/CS-CHC-CS]2微胶囊。

[0045] (6)将步骤(5)制备得到的[CA/CS-CHC-CS]2微胶囊用蒸馏水洗涤三次后，缓缓倒入20mL 0.003g/mL的CHC溶液中，继续低速搅拌反应60min，反应完成后，即在CA/CS内核外包覆上第三层CHC壳层，蒸馏水洗涤收集，获得外壳层层数n＝3的缓释载药微胶囊，记为[CA/CS-CHC-CS-CHC]3微胶囊。

[0046] 该[CA/CS-CHC-CS-CHC]3微胶囊经冷冻干燥后，进行载药量和包封率检测，结果表明其载药量为65.31％、包封率为46.67％；在模拟结肠液中释放检测表明，药物完全释放时间为18h，该产品可应用于医药、保健品领域。

[0047] 图1为本实施例的[CA/CS-CHC-CS-CHC]3微胶囊经异硫氰酸荧光素(FITC)标记后的激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)图，图中最外层为FITC标记CHC的包衣层。

[0048] 实施例4

[0049] 本实施例按如下步骤制备缓释载药微胶囊：

[0050] (1)在10mL 0.04g/mL的海藻酸钠(Alg)溶液中加入0.4g的透明质酸钠(HA)，搅拌至溶解后，再加入0.5g的溶菌酶并搅拌均匀，获得内水相；

[0051] (2)配制0.14g/mL的CaCl2水溶液与0.08g/mL的NaCl水溶液，取两种溶液按体积比1:3混合，获得外水相；

[0052] (3)用一次性注射器抽取2mL步骤(1)制备的内水相，经锐孔匀速注入步骤(2)的外水相中(20mL)，注入速率为650μL/min，保持匀速，在注入过程中外水相在磁力搅拌器的作用下保持300rpm低速流动。注入完成后，室温固化反应35min，收集内嵌有HA的的海藻酸钙内核(记为CA/HA内核)；

[0053] (4)将步骤(3)制备得到的CA/HA内核用蒸馏水洗涤三次后，缓缓倒入20mL 0.006g/mL的氯化壳聚糖(CHC)溶液中，继续低速搅拌反应100min，反应完成后，即在CA/HA内核外包覆上第一层CHC壳层，蒸馏水洗涤收集，获得外壳层层数n＝1的缓释载药微胶囊，记为[CA/HA-CHC]1微胶囊；

[0054] (5)将步骤(4)制备得到的[CA/HA-CHC]1微胶囊用蒸馏水洗涤三次后，缓缓倒入20mL0.004g/mL的HA溶液中，继续低速搅拌反应100min，反应完成后，即在CA/HA内核外包覆上第二层HA壳层，蒸馏水洗涤收集，得到外壳层层数n＝2的缓释载药微胶囊，记为[CA/HA-CHC-HA]2微胶囊；

[0055] (6)将步骤(5)制备得到的[CA/HA-CHC-HA]2微胶囊用蒸馏水洗涤三次后，缓缓倒入20mL 0.006g/mL的CHC溶液中，继续低速搅拌反应100min，反应完成后，反应完成后，即在CA/HA内核外包覆上第三层CHC壳层，蒸馏水洗涤收集，获得外壳层层数n＝3的缓释载药微胶囊，记为[CA/HA-CHC-HA-CHC]3微胶囊；

[0056] (7)将步骤(6)制备得到的[CA/HA-CHC-HA-CHC]3微胶囊用蒸馏水洗涤三次后，缓缓倒入20mL 0.004g/mL的HA溶液中，继续低速搅拌反应100min，反应完成后，即在CA/HA内核外包覆上第四层HA壳层，蒸馏水洗涤收集，得到外壳层层数n＝4的缓释载药微胶囊，记为[CA/HA-CHC-HA-CHC-HA]4微胶囊。

[0057] 该[CA/HA-CHC-HA-CHC-HA]4微胶囊经冷冻干燥后，进行载药量和包封率检测，结果表明其载药量为37.46％、包封率为26.78％；在模拟结肠液中释放检测表明，药物完全释放时间为21h，该产品可应用于医药、保健品领域。

[0058] 实施例5

[0059] 本实施例按如下步骤制备缓释载药微胶囊：

[0060] (1)在10mL 0.06g/mL的海藻酸钠(Alg)溶液中加入0.2g的羧甲基纤维素钠(CMC)，搅拌至溶解后，再加入0.3g的胰岛素并搅拌均匀，获得内水相；

[0061] (2)配制0.12g/mL的CaCl2水溶液与0.09g/mL的NaCl水溶液，取两种溶液按体积比1:7混合，获得外水相；

[0062] (3)用一次性注射器抽取2mL步骤(1)制备的内水相，经锐孔匀速注入步骤(2)的外水相中(20mL)，注入速率为680μL/min，保持匀速。在注入过程中外水相在磁力搅拌器的作用下保持360rpm低速流动。注入完成后，室温固化反应40min，收集所获得的内嵌有CMC的海藻酸钙内核(记为CA/CMC内核)；

[0063] (4)将步骤(3)制备得到的CA/CMC内核用蒸馏水洗涤三次后，缓缓倒入20mL0.009g/mL的氯化壳聚糖(CHC)溶液中，继续低速搅拌反应45min，反应完成后，即在CA/CMC内核外包覆上第一层CHC壳层，蒸馏水洗涤收集，获得外壳层层数n＝1的缓释载药微胶囊，记为[CA/CMC-CHC]1微胶囊；

[0064] (5)将步骤(4)制备得到的[CA/CMC-CHC]1微胶囊用蒸馏水洗涤三次后，缓缓倒入20mL 0.001g/mL的CMC溶液中，继续低速搅拌反应45min，反应完成后，即在CA/CMC内核外包覆上第二层CMC壳层，蒸馏水洗涤收集，得到外壳层层数n＝2的缓释载药微胶囊，记为[CA/CMC-CHC-CMC]2微胶囊；

[0065] (6)将步骤(5)制备得到的[CA/CMC-CHC-CMC]2微胶囊用蒸馏水洗涤三次后，缓缓倒入20mL 0.009g/mL的CHC溶液中，继续低速搅拌反应45min，反应完成后，即在CA/CMC内核外包覆上第三层CHC壳层，蒸馏水洗涤收集，得到外壳层层数n＝3的缓释载药微胶囊，记为[CA/CMC-CHC-CMC-CHC]3微胶囊。

[0066] 该[CA/CMC-CHC-CMC-CHC]3微胶囊经冷冻干燥后，进行载药量和包封率检测，结果表明其载药量为58.22％、包封率为35.25％；在模拟结肠液中释放检测表明，药物完全释放时间为16h，该产品可应用于医药、保健品领域。

[0067] 实施例6

[0068] 本实施例按如下步骤制备缓释载药微胶囊：

[0069] (1)10mL的0.03g/mL的海藻酸钠(Alg)溶液中加入0.2g的纤维素硫酸钠(CS)，搅拌溶解后，再加入0.6g的胰岛素并搅拌均匀，获得内水相；

[0070] (2)配制0.1g/mL的CaCl2水溶液与0.1g/mL的NaCl水溶液，取两种溶液按体积比1:5混合，获得外水相；

[0071] (3)用一次性注射器抽取2mL步骤(1)制备的内水相，经锐孔匀速注入步骤(2)的外水相中(20mL)，注入速率为600μL/min，保持匀速。在注入过程中外水相在磁力搅拌器的作用下保持300rpm低速流动。注入完成后，室温固化反应25min，收集所获得的内嵌有CS的海藻酸钙内核(记为CA/CS内核)；

[0072] (4)将步骤(3)制备得到的CA/CS内核用蒸馏水洗涤三次后，缓缓倒入20mL0.005g/mL的氯化壳聚糖(CHC)溶液中，继续低速搅拌反应40min，反应完成后，即在CA/CS内核外包覆上第一层CHC壳层，蒸馏水洗涤收集，获得外壳层层数n＝1的缓释载药微胶囊，记为[CA/CS-CHC]1微胶囊；

[0073] (5)将步骤(4)制备得到的[CA/CS-CHC]1微胶囊，用蒸馏水洗涤三次后，缓缓倒入20mL 0.004g/mL的CS溶液中，继续低速搅拌反应40min，反应完成后，即在CA/CS内核外包覆上第二层CS壳层，蒸馏水洗涤收集，得到外壳层层数n＝2的缓释载药微胶囊，记为[CA/CS-CHC-CS]2微胶囊；

[0074] (6)将步骤(5)制备得到的[CA/CS-CHC]2微胶囊用蒸馏水洗涤三次后，缓缓倒入20mL0.005g/mL的CHC溶液中，继续低速搅拌反应40min，反应完成后，即在CA/CS内核外包覆上第三层CHC壳层，蒸馏水洗涤收集，获得外壳层层数n＝3的缓释载药微胶囊，记为[CA/CS-CHC-CS-CHC]3微胶囊；

[0075] (7)将步骤(6)制备得到的[CA/CS-CHC-CS-CHC]3微胶囊用蒸馏水洗涤三次后，缓缓倒入20mL 0.004g/mL的CS溶液中，继续低速搅拌反应40min，反应完成后，即在CA/CS内核外包覆上第四层CS壳层，蒸馏水洗涤收集，得到外壳层层数n＝4的缓释载药微胶囊，记为[CA/CS-CHC-CS-CHC-CS]4微胶囊。

[0076] 该[CA/CS-CHC-CS-CHC-CS]4微胶囊经冷冻干燥后，进行载药量和包封率检测，结果表明其载药量为39.18％、包封率为24.67％；在模拟结肠液中释放检测表明，药物完全释放时间为23h，该产品可应用于医药、保健品领域。