一种改性海藻酸钠栓塞微球的制备方法技术

本发明专利技术公布一种改性海藻酸钠栓塞微球的制备方法，涉及生物医药材料领域。该制备方法包括以下步骤：(1)用牛磺酸对海藻酸钠改性，合成改性海藻酸钠；(2)以高浓度改性海藻酸钠水溶液为水相，矿物油为油相，通过反相乳化方法用多醛基纤维素交联，制备出改性海藻酸钠栓塞微球。通过牛磺酸对海藻酸钠改性。一方面在栓塞微球中引入大量的磺酸基团，提高了药物的负载率，另一方面降低了海藻酸钠溶液粘度，有利于配制高浓度的海藻酸钠溶液，从而获得规整的海藻酸钠栓塞微球。本发明专利技术制备的栓塞微球在介入疗法中具有较好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及一种生物可降解的药物载体的制备方法，涉及生物医药领域，尤其涉及一种改性海藻酸钠栓塞微球的合成方法。

技术介绍

肝细胞肿瘤是干细胞中比较常见的恶性肿瘤之一，患该肿瘤的病例约占世界上诊断出癌症病例的6％，常见的治疗肿瘤方案是采用手术切除法，但是对于中晚期的肿瘤患者来说,介入疗法如化学栓塞(ranscatheterarterialchemoembolization,TACE)是比较理想的治疗方案。在该方法中导管注射到肿瘤组织的栓塞栓塞微球不仅阻断对肿瘤组织的营养供给还可以释放抗肿瘤药物。随着肿瘤组织中抗癌药物浓度的升高，对病变部位起到抑制的作用，从而达到治疗肿瘤的效果。
改性海藻酸钠(SA)又名海藻胶、褐藻酸，是从天然褐藻中提取的天然生物大分子钠盐。因其具有无毒性和良好的生物相容性，来源广泛而被广泛应用于食品、医药等行业。特别是在生物医药材料方面，作为药物载体而备受关注。以海藻酸钠作为原料制备非载药栓塞栓塞微球已有一些报道，但是纯海藻酸钠用来制备载药栓塞微球尚有缺陷:一是缺乏合适的载药基团，海藻酸钠中的羧基是弱电离基团，与正电荷药物作用力不强，因此负载率有限，反应速度慢；二是纯海藻酸钠溶液粘度过高，乳化时间过长，栓塞微球制备困难。戊二醛是一种常用的交联剂，用来交联聚乙烯醇、壳聚糖等高聚物，但是由于其毒性，在医用材料应用领域具有一定局限性。

技术实现思路

针对上述缺陷，本文首先使用牛磺酸(TA)对海藻酸钠改性，得到改性海藻酸钠(SA-TA)，然后再制备改性海藻酸钠栓塞微球。该栓塞微球可以与抗肿瘤药物相互作用而作为药物载体。海藻酸钠栓塞微球具有无毒，生物相容性好，并且原料来源广泛等优点。改性后的改性海藻酸钠分子中含有大量的磺酸基团。牛磺酸分子中的磺酸基是强电离基团，亲水性极强，将该基团引入到海藻酸钠分子中，可以提高改性海藻酸钠栓塞微球对药物阿霉素的载药率。同时由于磺酸基团的存在，在一定程度上降低了改性海藻酸钠在水溶液中的粘度，对实现高浓度条件下制备海藻酸钠栓塞微球提供了可能。在交联反应中，为了避免小分子戊二醛的毒性，通过高聚物氧化得到多醛基纤维素，以此为交联剂加入到改性海藻酸钠溶液中，通过乳化交联工艺形成栓塞微球。
本专利技术提供制备一种改性海藻酸钠栓塞微球作为药物载体的技术方案，依次包括以下步骤：
1)将牛磺酸和海藻酸钠通过酰胺化反应得到改性海藻酸钠；
2)将改性海藻酸钠经纯化后冷冻干燥，经蒸馏水溶解，得到改性海藻酸钠水溶液；
3)采用反相乳液交联方法，30℃条件下乳化4h，加入多醛基纤维素作为交联剂制备栓塞微球；
具体的，所述步骤1)中，酰胺化反应的反应体系包含磷酸盐缓冲溶液(PBS，pH6.0)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)、N-羟基丁二酰亚胺(NHS)，25℃条件下机械搅拌24h，其中海藻酸钠结构单元与1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺投料摩尔比为1：1：1。
具体的，所述步骤2)中，酰胺化后的改性海藻酸钠产物经异丙醇沉淀、重新溶解3次后，超纯水透析24h。
具体的，所述步骤3)中，将改性海藻酸钠水溶液作为水相，以矿物油(石蜡油)为油相，控制油水比例5:1～10：1；添加体积百分浓度为2％的Span80做稳定剂，在30℃条件下分散7h后，加入多醛基纤维素做交联剂，反应20h,得到改性海藻酸钠栓塞微球。
改性海藻酸钠在磷酸盐缓冲溶液中(pH6.0)中存在-COOH基团，牛磺酸分子中含有-NH2基团，氨基和羧基在一定条件下可以发生酰胺化反应，生成酰胺化产物，当参与酰胺化反应的海藻酸钠和牛磺酸的摩尔量不同时，可以得到不同反应程度的酰胺化产物。因此本专利技术在设计合成配方时，采取海藻酸钠和牛磺酸的不同投料摩尔比，可以有效地得到含有不同磺酸基含量的改性海藻酸钠的酰胺化产物。
本专利技术还提供一种改性海藻酸钠栓塞微球在化疗药物载体中的应用。改性海藻酸钠栓塞微球导向肿瘤组织周围的血管中，不仅阻断对肿瘤组织的营养供给，还可以释放抗肿瘤药物，随着肿瘤组织中抗癌药物浓度的升高，可杀灭癌细胞。改性海藻酸钠栓塞微球在体内可以完全降解，通过代谢排出体外。
借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：
1.由于该栓塞微球表面含有羧基和磺酸基团，可以增强与抗肿瘤药物阿霉素相互作用，因而可以提高载体对药物的负载率；
2.由于该栓塞微球表面含有磺酸基团，吸附药物分子，大大消除了栓塞微球表面物理吸附而引起的药物泄露。
3.交联剂多醛基纤维素代替戊二醛，避免了毒性。
4.改性海藻酸钠栓塞微球无毒，细胞相容性较好，符合人体使用的安全性标准；
5.将酰胺化产物用于合成栓塞栓塞微球，方法简单、条件温和，不需要任何催化剂和其他添加剂，无副产物产生，反应完全，产物纯净。
上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1改性海藻酸钠的合成路线。
图2改性前后海藻酸钠的红外谱图，其中a：海藻酸钠(SA)；b：牛磺酸(TA)；c：海藻酸钠与牛黄酸酰胺化产物ST11。
图3为本专利技术中改性海藻酸钠栓塞微球的超景深显微镜照片，其中a：载药前；b：载药后10min；c：载药后24h；d：栓塞微球剖面图。
图4为本专利技术中改性海藻酸钠栓塞微球的载药曲线。
图5为本专利技术中改性海藻酸钠载药栓塞微球ST11在不同pH的释放介质中的累计释放率曲线。
图6为本专利技术中牛磺酸与海藻酸钠以不同摩尔比反应产生的载药栓塞微球在体外模拟体液中的药物释放曲线，其中ST10、ST11、ST12、ST21分别表示酰胺化反应中海藻酸钠与牛磺酸的投料重量比为5：0、5：1.49、5：2.98和5：5.96时的酰胺化产物制备的栓塞微球。
图7为本专利技术中改性海藻酸钠栓塞微球的细胞毒性结果。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
实施例1
1)改性海藻酸钠的制备；
将5g海藻酸钠(SA)加入300mL磷酸盐缓冲溶液(PBS，pH6.0)中，完全溶解后加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)，机械搅拌20min后加入N-羟基丁二酰亚胺(NHS)和牛磺酸(TA)，其中海藻酸钠(SA)与1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)及N-羟基丁二酰亚胺(NHS)的投料摩尔比为1：1：1，在25℃下反应24h。待反应完成后用反应液2～3倍体积的异丙醇沉淀，再用去离子水重新溶解成饱和溶液，循环操作3次，再经过透析48h和冷冻干燥，得到改性海藻酸钠产物。如表1所示，调节牛磺酸的加入量，得到一系列的改性海藻酸钠产物。
表1改性海藻酸钠合成配方及元素分析结果
SA,TA分别代表海藻酸钠和牛磺酸。
2)多醛基纤维素的制备：
称取2.0g的羧甲基纤维素钠粉末加入到250ml烧瓶中，20g/L羧甲基纤维素钠在水中的粘度为300.0-800.0Mpa.s，再加入80mL蒸馏水，在25℃下不断搅拌使其溶解完全；将1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性海藻酸钠栓塞微球的制备方法，依次包括以下步骤：1)将牛磺酸与海藻酸钠通过酰胺化反应得到改性海藻酸钠产物，所用催化剂为1‑乙基‑(3‑二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和N‑羟基丁二酰亚胺，反应在pH 6.0的磷酸盐缓冲溶液中进行；2)将得到的改性海藻酸钠溶液用异丙醇沉淀、用去离子水重新溶解，经纯化后冷冻干燥，重新溶解得到改性海藻酸钠水溶液；3)采用反相乳化交联方法，将高浓度的改性海藻酸钠水溶液分散在矿物油中乳化，再加入多醛基纤维素作为交联剂制备改性海藻酸钠栓塞微球。

【技术特征摘要】
1.一种改性海藻酸钠栓塞微球的制备方法，依次包括以下步骤：
1)将牛磺酸与海藻酸钠通过酰胺化反应得到改性海藻酸钠产物，所用催化剂为1-乙
基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺，反应在pH6.0的磷酸盐缓
冲溶液中进行；
2)将得到的改性海藻酸钠溶液用异丙醇沉淀、用去离子水重新溶解，经纯化后冷冻干
燥，重新溶解得到改性海藻酸钠水溶液；
3)采用反相乳化交联方法，将高浓度的改性海藻酸钠水溶液分散在矿物油中乳化，
再加入多醛基纤维素作为交联剂制备改性海藻酸钠栓塞微球。
2.一种权利要求1所述改性海藻酸钠栓塞微球的制备方法，其特征在于：权利要求1所
述步骤1)的投料中，海藻酸钠与牛磺酸的重量比为5:1.49至5:5.96；海藻酸钠在磷酸盐
缓冲溶液中的重量百分浓度为1.8wt％；海藻酸钠结构单元与1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳
酰二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺的摩尔比为1：1：1；在25℃温度下机械搅拌，反应
24h。
3.一种权利要求1所述改性海藻酸钠栓塞微球的制备方法，其特征在于：所述步骤2)
中，改性海藻酸钠溶液用2～3倍体积的异丙醇沉淀，再用去离子水重新溶解成饱和溶液，循
环操作3次，再经过透析48h和冷冻干燥，得到改性海藻酸钠产物。
4.根据权利要求1所述的改性海藻酸钠栓塞微球的制备方法，其特征在于:...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪才华，白雪，张丽萍，石刚，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32