壳聚糖微囊及其制备方法和用途

1.一种药用壳聚糖微囊，其特征是：所述的微囊是由香草醛交联壳聚糖 制成，壳聚糖与香草醛的质量比为1∶0.1～5，壳聚糖的脱乙酰度为70％～95％， 粘均分子量为8.8×105～1.6×106。
2.一种如权利要求1所述的药用壳聚糖微囊的制备方法，其特征是：所 述的方法的步骤包括：
(1).配制浓度为0.5％～5％(w/v)的壳聚糖溶液，取液体石蜡或植物 油加入到反应器中与壳聚糖溶液一起搅拌，其中，壳聚糖溶液与液体石蜡或 植物油的体积比为1∶4～10；
(2).向步骤(1)的溶液中加入表面活性剂，表面活性剂的加入量是占 石蜡或植物油体积的0.5～1％，继续搅拌；
(3).向步骤(2)的溶液中加入溶有香草醛的丙酮溶液进行交联，其中， 壳聚糖溶液与丙酮的体积比为1∶0.5～10；壳聚糖与香草醛的质量比为1∶0.1～ 5；
(4).离心分离反应混合物，将上层液体倒出，下层即为香草醛交联的 壳聚糖微囊，用石油醚充分洗涤生成物，室温真空干燥后即得药用壳聚糖微 囊；
所述的植物油是葵花籽油、棉籽油、花生油、玉米油、大豆油或米糠油；
所述的表面活性剂是司盘20、司盘40、司盘60、司盘65、司盘80或司 盘85。
3.如权利要求2所述的方法，其特征是：所述的步骤(3)加入溶有香草 醛的丙酮溶液是在步骤(2)的溶液搅拌反应0.1～1小时后加入。
4.一种如权利要求1所述的药用壳聚糖微囊用于包埋蛋白质、多肽类活 性大分子药物及普通药物在制备用于结肠靶向给药的药物中的用途。

                          技术领域\n本发明属于壳聚糖领域，特别涉及一种壳聚糖微囊及其香草醛(香兰素) 交联壳聚糖制备微囊的方法，以及该壳聚糖微囊在蛋白质、多肽类大分子药 物及普通药物的结肠靶向给药中的应用。\n                          背景技术\n结肠靶向给药技术是胃肠道给药技术的重要分支，九十年代以来发展迅 速。开发结肠靶向给药系统是基于以下原因：\n一、传统的口服或直肠给药不仅毒副作用较大，还存在专一性差、患者 不易接受等问题，而结肠靶向给药直接将药物送至患处，可提高药效或降低 剂量，减小不良反应，对于治疗过敏性肠道综合症和炎症性肠道疾病如 Crohn’s病、溃疡性结肠炎等局部疾病有更好的效果。\n二、结肠靶向给药系统转运药物的时间长，从胃经小肠到大肠需5小时 左右，对于受时间节律影响的疾病，如哮喘、关节炎等具有重要的治疗意义。\n三、结肠部位的蛋白水解酶浓度远小于消化道其他区段，利于易受蛋白 水解酶降解而失活的蛋白质、多肽类药物保持活性，且结肠壁对蛋白质、多 肽等大分子穿透的阻力比小肠低，利于药物吸收，因此结肠靶向给药为蛋白 质、多肽类药物的口服给药提供了最佳的吸收场所。\n壳聚糖[β-(1-4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖]是甲壳素的脱 乙酰产物，近年来作为缓控释材料在医药领域得到广泛应用。壳聚糖具有良 好的生物相容性、生物降解性，且分子中的糖苷键可被结肠中菌丛产生的酶 降解，可作为结肠靶向材料。壳聚糖用于结肠靶向给药一般是将药物进行包 埋制成微囊，并用交联剂交联提高微囊强度，常用的交联剂有戊二醛、环氧 氯丙烷、三聚磷酸钠等。Jameela et al(1995)、Genta et al(1997)、Blanco et al(2000)等用戊二醛，Bodmeier et al(1989)、Shiraishi et al(1993)、 Calvo et al(1997)、Shu et al(2000，2001)等用三聚磷酸钠交联壳聚糖制备 微囊。但戊二醛、环氧氯丙烷等有机试剂具有细胞毒性，长期使用对人体有 害；用三聚磷酸钠交联制备的壳聚糖微囊粒径大，且交联度小，微囊结构松 散，不利于对药物的控制释放。针对上述交联剂的缺陷，本发明提出使用香 草醛(香兰素)作为交联剂制备壳聚糖微囊。香草醛(香兰素)，化学名为3 -甲氧基-4-羟基-苯甲醛，从香荚兰豆、丁香油等天然物质中提取，也可 人工合成，作为一种赋香剂，广泛用于化妆品、烟草、糖果、烘烤食品、饮 料及冰激凌中，是目前用途最广的香料之一。用香草醛(香兰素)交联壳聚 糖制备的微囊无细胞毒性，粒径可调，机械强度高，具有pH依赖性，且制备 条件温和，可用于包埋普通药物及蛋白质、多肽类药物用于结肠靶向给药。\n                          发明内容\n本发明的目的之一是提供一种无细胞毒性、机械强度高、用于蛋白质、 多肽类药物及普通药物的结肠靶向给药的药用壳聚糖微囊。\n本发明的另一目的是提供一种利用香草醛(香兰素)交联壳聚糖制备药 用微囊的方法。\n本发明的再一目的是提供药用壳聚糖微囊在蛋白质、多肽类大分子药物 及普通药物的结肠靶向给药中的应用。\n本发明的药用壳聚糖微囊是由香草醛(香兰素)交联壳聚糖制成，壳聚 糖与香草醛(香兰素)的质量比为1∶0.1～5，壳聚糖的脱乙酰度为70％～95％， 粘均分子量为8.8×105～1.6×106。\n本发明的药用壳聚糖微囊的制备方法的步骤包括：\n(1).配制浓度为0.5％～5％(w/v)的壳聚糖溶液，取液体石蜡或植物 油加入到反应器中与壳聚糖溶液-起搅拌，转速为500～2000转/分钟，其中， 壳聚糖溶液与液体石蜡或植物油的体积比为1∶4～10；\n(2).根据所需微囊粒径的大小向步骤(1)的溶液中加入表面活性剂， 表面活性剂的加入量是占石蜡或植物油体积0.5～1％，继续搅拌，转速为 500～2000转/分钟；\n(3).在步骤(2)的溶液搅拌0.1～1小时后，加入溶有香草醛(香兰素) 的丙酮溶液进行交联，反应1～3小时后停止；其中，壳聚糖溶液与丙酮的体 积比为1∶0.5～10；壳聚糖与香草醛(香兰素)的重量比为1∶0.1～5；\n(4).离心分离反应混合物，将上层液体倒出，下层即为香草醛(香兰 素)交联的壳聚糖微囊，用石油醚充分洗涤生成物，室温真空干燥后即得药 用壳聚糖微囊。\n所述的药用壳聚糖微囊分为载药壳聚糖微囊和空白壳聚糖微囊；所述的 载药壳聚糖微囊是在配制壳聚糖溶液时将药物分散于壳聚糖溶液中；所述的 空白壳聚糖微囊是在配制壳聚糖溶液时不加药物。\n倾泻出的油相及溶有一定量香草醛(香兰素)的丙酮混合液可根据沸点 的不同，进行回收利用。\n所述的植物油是葵花籽油、棉籽油、花生油、玉米油、大豆油或米糠油 等。\n所述的表面活性剂是司盘20、司盘40、司盘60、司盘65、司盘80或司 盘85等。\n本发明提供的制备微囊用的壳聚糖溶液是用酸配制的，溶液浓度为0.5～ 5％(w/v)，常用的酸有盐酸、酒石酸、柠檬酸、乳酸、醋酸、甲酸、苯甲酸、 谷氨酸或天冬氨酸等。\n本发明提供的制备微囊用的交联剂为香草醛(香兰素)，将其溶于一定量 丙酮中。壳聚糖与香草醛(香兰素)的用量为1∶0.1～5(w/w)，壳聚糖溶液 与丙酮的比例为1∶0.5～10(v/v)。在本制备方法中，香草醛上的醛基与壳 聚糖上的氨基形成Schiff碱的交联作用及丙酮的脱水作用使壳聚糖分散液滴 固化形成微囊。香草醛(香兰素)可以溶于热水、乙醇、乙醚、氯仿、丙酮 等有机溶剂中。但在本制备方法中使用在一定用量范围内的丙酮脱水效果最 佳，固化彻底且速度较快，丙酮可以回收利用。\n本发明提供的制备微囊的方法中，壳聚糖溶液(水相)与液体石蜡或植物 油(油相)的体积比为1∶4～10。\n本发明制备的微囊具有pH敏感性，以萘普生为模型药物在模拟结肠pH环 境的缓冲液中可得到药物的控制释放曲线。\n本发明的药用壳聚糖微囊用于蛋白质、多肽类大分子药物及普通药物的 结肠靶向给药。\n香草醛(香兰素)作为一种广泛使用的香料，在本制备方法中使用的量 符合食用要求，无细胞毒性；本发明提供的用香草醛(香兰素)交联壳聚糖 形成微囊的制备方法，成本低廉，过程简便；主要原料如油相、香草醛、丙 酮等可回收利用易于工业化；可以调节油相，壳聚糖溶液的浓度，司盘系列 表面活性剂的种类及用量来调节微囊的粒径得到所要求的释放曲线；制备的 微囊具有结肠靶向特性，可用于包埋蛋白质、多肽类活性大分子药物及普通 药物用于结肠靶向给药。\n本发明制备过程简便经济，物料可重复利用，易于工业化，可根据需要控 制微囊粒径大小。制备的壳聚糖微囊粒径分布均一，无细胞毒性，具有pH依 赖性，在结肠pH条件下得到控制释放曲线，且制备过程温和，适于包埋蛋白 质、多肽类活性大分子药物及普通药物用于结肠靶向给药。\n                          附图说明\n图1为实施例2不加司盘80包埋有萘普生的药用壳聚糖微囊的扫描电镜图。\n图2为实施例3加入司盘80包埋有萘普生的药用壳聚糖微囊的扫描电镜图。\n图3为实施例2不加司盘80包埋有萘普生的药用壳聚糖微囊(微囊粒径为 750um左右)在模拟结肠的缓冲溶液(pH＝5)中的释放曲线。\n图4为实施例3加入司盘包埋有萘普生的药用壳聚糖微囊(微囊粒径为430 um左右)在模拟结肠pH＝5的缓冲溶液(pH＝5)中的释放曲线。\n                          具体实施方式\n以下结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但对本发明不作任何限制。\n实施例1\n将壳聚糖溶于0.2mol/L醋酸溶液中配制成2％(w/v)的溶液，取50mL 液体石蜡加入到反应器中，加入1mL司盘80，搅拌，转速为1500转/分钟， 分散10分钟后，加入10mL壳聚糖溶液后继续搅拌分散20分钟后，加入溶有 200mg香草醛的50mL丙酮进行交联反应，1小时后停止。将反应混合物离心 分离，用石油醚充分洗涤反应生成物，室温真空干燥后即得微囊。可用于包 埋蛋白质、多肽类活性大分子药物及普通药物用于结肠靶向给药。\n实施例2\n将壳聚糖溶于0.2mol/L醋酸溶液中配制成3％(w/v)的溶液，将100mg 萘普生分散在上述10mL壳聚糖溶液中，搅拌，取50mL液体石蜡加入到反应 器中，继续搅拌，转速为1000转/分钟，20分钟后，加入溶有1g香草醛的 60mL丙酮进行交联，反应1.5小时后停止。将反应混合物离心分离，用石油 醚充分洗涤反应生成物，室温真空干燥后即得包埋有萘普生的壳聚糖微囊， 微囊粒径为750um左右(如图1)。该微囊在模拟结肠环境的pH＝5的缓冲溶液 中的释放曲线如图3所示，说明该微囊具有结肠靶向性的控制药物释放的效 果。\n实施例3\n将壳聚糖溶于0.2mol/L醋酸溶液中配制成3％(w/v)的溶液，将100mg 萘普生分散在上述10mL壳聚糖溶液中，搅拌，取50mL液体石蜡加入到反应 器中，加入1mL司盘80，将上述分散体系加入，继续搅拌，转速为1000转/ 分钟，20分钟后，加入溶有1g香草醛的60mL丙酮进行交联，反应1.5小时 后停止。将反应混合物离心分离，用石油醚充分洗涤反应生成物，室温真空 干燥后即得包埋有萘普生的壳聚糖微囊，微囊粒径为430um左右(如图2)。 该微囊在模拟结肠环境的pH＝5的缓冲溶液中的释放曲线如图4示，说明该 微囊具有结肠靶向性的控制药物释放的效果。\n实施例4\n将壳聚糖溶于0.2mol/L醋酸溶液中配制成4％(w/v)的溶液，将100mg 萘普生分散在上述15mL壳聚糖溶液中，搅拌，取70mL葵花籽油加入到反应 器中，加入1mL司盘80，将上述分散体系加入，继续搅拌，转速为800转/分 钟，20分钟后，加入溶有1.2g香草醛的60mL丙酮进行交联，反应2小时后 停止。将反应混合物离心分离，用石油醚充分洗涤反应生成物，室温真空干 燥后即得包埋有萘普生的壳聚糖微囊。该微囊在模拟结肠环境的pH＝5缓冲 溶液中也得到控制释放曲线。\n实施例5\n将壳聚糖溶于0.5mol/L甲酸溶液中配制成4％(w/v)的溶液，将50mg 萘普生分散在15mL上述壳聚糖溶液中，搅拌，取60mL葵花籽油加入到反应 器中，加入2mL司盘20，将上述分散体系加入，继续搅拌，转速为600转/分 钟，20分钟后，加入溶有1.5g香草醛的80mL丙酮进行交联，反应2小时后 停止。将反应混合物离心分离，用石油醚充分洗涤反应生成物，室温真空干 燥后即得包埋有萘普生的壳聚糖微囊。该微囊在模拟结肠环境的pH＝5缓冲 溶液中也得到控制释放曲线。\n实施例6\n将壳聚糖溶于0.3mol/L酒石酸溶液中配制成2％(w/v)的溶液，将30mg 萘普生分散在20mL上述壳聚糖溶液中，搅拌，取80mL大豆油加入到反应器 中，加入1mL司盘60，将上述分散体系加入，继续搅拌，转速为1000转/分 钟，20分钟后，加入溶有0.8g香草醛的50mL丙酮进行交联，反应2小时后 停止。将反应混合物离心分离，用石油醚充分洗涤反应生成物，室温真空干 燥后即得包埋有萘普生的壳聚糖微囊。该微囊在模拟结肠环境的pH＝5缓冲 溶液中也得到控制释放曲线。\n实施例7\n将壳聚糖溶于0.3mol/L柠檬酸溶液中配制成3％(w/v)的溶液，将50mg 萘普生分散在15mL上述壳聚糖溶液中，搅拌，取50mL花生油加入到反应器 中，加入1mL司盘40，将上述分散体系加入，继续搅拌，转速为1200转/分 钟，20分钟后，加入溶有1g香草醛的60mL丙酮进行交联，反应2小时后停 止。将反应混合物离心分离，用石油醚充分洗涤反应生成物，室温真空干燥 后即得包埋有萘普生的壳聚糖微囊。该微囊在模拟结肠环境的pH＝5缓冲溶 液中也得到控制释放曲线。