一种核-壳结构的海藻酸盐-磁性壳聚糖微球的制备方法

摘要

本发明涉及一种核‑壳结构的海藻酸盐‑磁性壳聚糖微球的制备方法，属于磁性壳聚糖载药材料与海藻酸盐复合制备领域，以生物相容性壳聚糖和海藻酸盐为原料，涉及一种核‑壳结构的海藻酸盐‑磁性壳聚糖微球的制备方法。利用乳化交联法制备出磁性壳聚糖微球，然后采用D相乳化法得到核/壳结构的海藻酸盐/磁性壳聚糖微球，所制得的产品具有包封率高、磁性可控等优异性能，在药物递送方面具有很好的应用前景和无限的潜力。此外，该工艺操作简便易行，成本较低，易于实现批量生产。

权利要求

1.一种核‑壳结构的海藻酸盐‑磁性壳聚糖微球的制备方法，其特征在于具体步骤如下：(1)磁性壳聚糖微球的制备

将壳聚糖溶于酸性溶液中，搅拌均匀后得到壳聚糖酸性溶液；量取液体石蜡和司盘80于容器中，混合至均匀，然后加入磁性纳米粒子溶液和药物，继续搅拌混合均匀得油相；将壳聚糖酸性溶液加入到油相中，继续搅拌至液滴分散均匀，然后将混合溶液升温，加入戊二醛使混合溶液发生交联反应，过滤得到磁性壳聚糖微球；其中所述的药物为阿霉素或柔红霉素中的一种；

(2)核‑壳结构的海藻酸盐‑磁性壳聚糖微球的制备

称取步骤(1)得到的磁性壳聚糖微球置于容器中，加入海藻酸盐溶液中，在一定温度下凝胶，然后过滤、洗涤、干燥，即得载药用的核‑壳结构的海藻酸盐‑磁性壳聚糖微球。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的壳聚糖酸性溶液中壳聚糖的质量分数为3～6％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的酸性溶液为醋酸、盐酸或硫酸中的一种或几种的混合物；其中所述的酸性溶液中酸的质量分数为3～4％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的液体石蜡和司盘80的体积比为2～4:1。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的磁性纳米粒子为Fe3O4、Fe2O3、FeCo或CoFe2O4中的一种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的磁性纳米粒子添加量为壳聚糖质量的0.06～0.08％；所述的磁性纳米粒子和药物的添加质量比为0.5～2:1。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的液体石蜡和司盘80总体积为酸性溶液体积的60～100％；步骤(1)中所述的混合溶液升温至60～80℃；步骤(1)中所述的戊二醛的添加量为酸性溶液体积的2～6％。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述的海藻酸盐溶液的质量分数为3～5％；步骤(2)中磁性壳聚糖微球的加入质量同海藻酸盐溶液的体积比为0.3～

0.5g/ml。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述的凝胶温度为70～90℃，凝胶时间为2～3h。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述的干燥方法为冷冻干燥、乙醇超临界干燥或鼓风干燥中的一种。

说明书

一种核‑壳结构的海藻酸盐‑磁性壳聚糖微球的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于医药工程的药物制剂，涉及一种核‑壳结构的海藻酸盐‑磁性壳聚糖微球的制备方法，具体涉及一种核‑壳结构的海藻酸盐‑磁性壳聚糖微球的制备及其包封阿霉素等药物的应用。

背景技术

[0002] 随着科技的发展，生物学和材料学的关系越来越紧密。生物材料种类众多且价格低廉，如壳聚糖、纤维素、聚乳酸等天然多糖，均可以通过无机或有机材料等改性后用于抗菌杀菌、伤口愈合、肿瘤治疗等领域。

[0003] 磁性纳米颗粒作为一种有效的转运载体，近年来受到药物递送、食品检测以及污水处理等领域的广泛关注。壳聚糖是一种优异的磁性纳米颗粒的修饰保护层材料，也可以有效防止由于磁性纳米颗粒之间偶极相互作用而产生的团聚现象，在磁性纳米颗粒表面提供有效功能性基团，提高其应用范围。壳聚糖的修饰功能化还可以使磁性壳聚糖纳米颗粒在保留良好磁特性的同时具备较高的生物相容性。海藻酸盐是广泛存在于褐藻细胞中的多糖类化合物，广泛应用于食品和药品等领域。海藻酸盐大多可以溶于不同温度的水中海藻酸盐的离子性凝胶化过程中，阳离子的选择性对海藻酸盐的生物活性产生影响，在生物体内具有更高的释药性。以上两种生物相容性材料复合可以大大提高药物的包封率和释药速度，是药物递送的优异载体。

[0004] 合成海藻酸盐‑磁性壳聚糖复合微球主要有喷雾法、原位聚合法、滴注法等方法，但这些方法存在包封率低、毒性物质残留等弊端。史同瑞等(史同瑞,崔宇超,王丽坤,等.壳聚糖‑海藻酸钠载药微球制备工艺研究,中国兽药杂志,2019,053(008):56‑65)采用D相乳化法制备了壳聚糖‑海藻酸钠载药微球，微球对硫酸小襞碱包封率为94％，但此制备方法制备的微球应用范围较小，对其他药物的包封率较低。Liu等(Liu J,Xiao J,Li F,et al.Chitosan‑sodium alginate nanoparticle as a delivery system forε‑polylysine:Preparation,characterization and antimicrobial activity,Food Control,2018,91)通过原位聚合制得负载ε‑聚赖氨酸的壳聚糖‑海藻酸钠纳米颗粒，体外释放研究发现难以控制其药物释放速度，且存在毒性物质残留等问题。Mao等(Mao Y,Zhao M,Ge Y,et al.Novel Alginate‑Chitosan Composite Microspheres for Implant Delivery of Vancomycin andIn VivoEvaluation[J].Chemical Biology&Drug Design,2016,88:434–440.)利用乳液交联法合成了载有万古霉素的藻酸盐‑壳聚糖复合微球，平均粒径和载药量分别为25.3±5.4μm和18.5±2.3％，实现了万古霉素的持续释放，即在24小时内累积释放量增加，达到68％。

[0005] 因此，如何利用简便方法制得包封率高、可控释放且无毒性的微球成为研究者普遍关注的问题，研究开发安全、简便、高效的生产方法是微球制剂实现产业化的技术需求。

发明内容

[0006] 本发明的目的为了改进现有技术的不足而提供一种核‑壳结构的海藻酸盐‑磁性壳聚糖微球的制备方法，该复合微球具有药物包封率高、释药可控、便于回收及生物可降解性，该方法操作简单、产量高。

[0007] 本发明所述的技术方案为：一种核‑壳结构的海藻酸盐‑磁性壳聚糖微球的制备方法，其特征在于：以生物相容性壳聚糖和海藻酸盐为原料，利用乳化交联法制备出磁性壳聚糖微球，然后采用D相乳化法得到核/壳结构的海藻酸盐/磁性壳聚糖微球，具体步骤如下：

[0008] (1)磁性壳聚糖微球的制备

[0009] 将壳聚糖溶于酸性溶液中，磁力搅拌均匀后得到壳聚糖酸性溶液；量取液体石蜡和司盘80于容器中，混合至均匀，然后加入磁性纳米粒子溶液和药物，继续搅拌混合均匀得油相；将壳聚糖酸性溶液加入到油相，继续搅拌至液滴分散均匀，然后将混合溶液升温，加入戊二醛使混合溶液发生交联反应，过滤得到磁性壳聚糖微球；

[0010] (2)核‑壳结构的海藻酸盐‑磁性壳聚糖微球的制备

[0011] 称取步骤(1)得到的磁性壳聚糖微球置于容器中，加入海藻酸盐溶液中，在一定温度下凝胶，然后过滤、洗涤、干燥，即得载药用的核‑壳结构的海藻酸盐‑磁性壳聚糖微球。

[0012] 优选步骤(1)中所述的壳聚糖酸性溶液中壳聚糖的质量分数为3～6％。

[0013] 优选步骤(1)中所述的酸性溶液为醋酸、盐酸或硫酸中的一种或几种的混合物；中所述的酸性溶液浓酸的质量分数为3～4％。

[0014] 优选步骤(1)中所述的液体石蜡和司盘80的体积比为2～4:1。

[0015] 优选步骤(1)中所述的磁性纳米粒子为Fe3O4、Fe2O3、FeCo或CoFe2O4中的一种；所述的药物为阿霉素或柔红霉素中的一种。

[0016] 优选步骤(1)中所述的磁性纳米粒子添加量为壳聚糖质量的0.06～0.08％；所述的磁性纳米粒子和药物的添加质量比为0.5～2:1。

[0017] 优选步骤(1)中所述的液体石蜡和司盘80总体积为酸性溶液体积的60～100％；步骤(1)中所述的混合溶液升温至60～80℃；步骤(1)中所述的戊二醛的添加量为酸性溶液体积的2～6％。

[0018] 优选步骤(2)中所述的海藻酸盐溶液的质量分数为3～5％；步骤(2)中磁性壳聚糖微球的加入质量同海藻酸盐溶液的体积比为0.3～0.5g/ml。

[0019] 优选步骤(2)中所述的凝胶温度为70～90℃，凝胶时间为2～3h。

[0020] 优选步骤(2)中所述的干燥方法为冷冻干燥、乙醇超临界干燥或鼓风干燥中的一种。

[0021] 有益效果：

[0022] (1)相比较于常规磁性壳聚糖微球，该复合微球最外层为海藻酸盐，具有更高的药物包封率。

[0023] (2)相比于现有复合微球的制备工艺，本发明制备的核/壳结构的海藻酸盐/磁性壳聚糖微球解决了传统载药微球的包封率低、不可生物降解等问题。

[0024] (3)本发明制得的核/壳结构的海藻酸盐/磁性壳聚糖微球的生产成本低，工艺简单，有望大规模应用。

[0025] (4)本发明制得的核/壳结构的海藻酸盐/磁性壳聚糖微球具有良好的应用前景，特别在当前较高卫生要求下，能够以此为两种原料开发大量产品。

附图说明

[0026] 图1为实施例1制得的核/壳结构的海藻酸盐/磁性壳聚糖微球的宏观样品图；

[0027] 图2为实施例1制得的核/壳结构的海藻酸盐/磁性壳聚糖微球的扫描电镜图，其中，图a、b、c、d分别为不同放大倍数下的扫描电镜图；

[0028] 图3为实施例1制得的核/壳结构的海藻酸盐/磁性壳聚糖微球的孔径分布图。

具体实施方式

[0029] 下面结合实例对本发明作进一步说明，但保护范围并不限于此。

[0030] 实例1

[0031] 称取1.5g壳聚糖溶于40mL质量分数为3％的盐酸溶液中，磁力搅拌30min后得到壳聚糖均匀溶液；量取20mL的液体石蜡和10mL司盘80于容器中，混合至均匀，然后加入1mg磁性Fe3O4纳米粒子溶液和1mg的阿霉素，继续搅拌至混合均匀。将壳聚糖酸性溶液加入到制备的油相中，继续搅拌至液滴分散均匀，然后将混合溶液升温至60℃，加入0.8mL戊二醛，使混合溶液发生交联反应，最后过滤得到磁性壳聚糖微球，样品宏观图如图1所示。

[0032] 称取10g上述得到的磁性壳聚糖微球置于烧杯中，加入20mL 3ω％的海藻酸盐溶液，在70℃下凝胶2h，然后过滤、洗涤，最后，冷冻干燥即得载药用的核/壳结构的海藻酸盐/磁性壳聚糖微球。制备的复合微球的扫描电镜图如图2所示，从图中可以看出复合微球的分散性较好，有利于药物的释放。从图3可以看出，粒径主要分布在60～70nm范围内。此外，性能测试结果显示该复合微球对阿霉素的包封率为80～98％。

[0033] 实例2

[0034] 称取1.5g壳聚糖溶于40mL质量分数为3％的盐酸溶液中，磁力搅拌30min后得到壳聚糖均匀溶液；量取30mL的液体石蜡和10mL司盘80于容器中，混合至均匀，然后加入1mg磁性Fe3O4纳米粒子溶液和2mg的阿霉素，继续搅拌至混合均匀。将壳聚糖酸性溶液加入到制备的油相中，继续搅拌至液滴分散均匀，然后将混合溶液升温至80℃，加入0.8mL戊二醛，使混合溶液发生交联反应，最后过滤得到磁性壳聚糖微球。

[0035] 称取10g上述得到的磁性壳聚糖微球置于烧杯中，加入20mL 3ω％的海藻酸盐溶液，在70℃下凝胶3h，然后过滤、洗涤，最后，冷冻干燥即得载药用的核/壳结构的海藻酸盐/磁性壳聚糖微球。制备的复合微球的粒径主要分布在42～108nm范围内，阿霉素包封率为85～95％。

[0036] 实例3

[0037] 称取2.5g壳聚糖溶于50mL质量分数为4％的盐酸溶液中，磁力搅拌30min后得到壳聚糖均匀溶液；量取20mL的液体石蜡和10mL司盘80于容器中，混合至均匀，然后加入2mg磁性Fe2O3纳米粒子溶液和2mg的阿霉素，继续搅拌至混合均匀。将壳聚糖酸性溶液加入到制备的油相中，继续搅拌至液滴分散均匀，然后将混合溶液升温至70℃，加入2mL戊二醛，使混合溶液发生交联反应，最后过滤得到磁性壳聚糖微球。

[0038] 称取10g上述得到的磁性壳聚糖微球置于烧杯中，加入30mL 3ω％的海藻酸盐溶液，在80℃下凝胶2h，然后过滤、洗涤，最后，冷冻干燥即得载药用的核/壳结构的海藻酸盐/磁性壳聚糖微球。制备的复合微球的粒径主要分布在38～128nm范围内，阿霉素包封率为76～99％。

[0039] 实例4

[0040] 称取2.5g壳聚糖溶于50mL质量分数为3％的硝酸溶液中，磁力搅拌30min后得到壳聚糖均匀溶液；量取20mL的液体石蜡和10mL司盘80于容器中，混合至均匀，然后加入2mg磁性FeCo纳米粒子溶液和1mg的柔红霉素，继续搅拌至混合均匀。将壳聚糖酸性溶液加入到制备的油相中，继续搅拌至液滴分散均匀，然后将混合溶液升温至70℃，加入2mL戊二醛，使混合溶液发生交联反应，最后过滤得到磁性壳聚糖微球。

[0041] 称取10g上述得到的磁性壳聚糖微球置于烧杯中，加入30mL 3ω％的海藻酸盐溶液，在80℃下凝胶3h，然后过滤、洗涤，最后，冷冻干燥即得载药用的核/壳结构的海藻酸盐/磁性壳聚糖微球。制备的复合微球的粒径主要分布在55～142nm范围内，柔红霉素包封率为80～92％。