一种注射用pH敏感性的纳米水凝胶的制备方法技术

本发明专利技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种生物相容性高、体系稳定、可生物降解、可以提高药效的纳米水凝胶载体的制备方法，即海藻酸钠/壳聚糖衍生物纳米水凝胶制备方法，该水凝胶为注射用pH敏感纳米水凝胶。制得的的纳米水凝胶具有pH敏感性、亲水性、无毒无害、生物相容性良好、体系稳定、新型的具有医用潜力的纳米水凝胶。该材料具有很强的抗菌性且载药率高，可长时间保持靶目标的有效药物浓度的效果。且整个制备过程绿色无污染、可操作性强。

【技术实现步骤摘要】
一种注射用pH敏感纳米水凝胶及其制备方法
本专利技术涉及高分子化学、生物化学、药物制剂等
，提供了一种注射用pH敏感纳米水凝胶及其制备方法。
技术介绍
在21世纪，心血管疾病、肿瘤与糖尿病成为危害人类健康的三大疾病，目前，临床中使用的常规药物制剂，如溶液、悬液或乳液等，存在生物利用度低，稳定性差，靶向性弱等局限性，并具有一定的毒副作用，已逐渐不能满足临床用药的需求，纳米技术的发展有望在这一方面取得突破。与传统的药物制剂相比，纳米药物载体具备特定的优势，表现在：1)纳米药物载体可经血液循环进入毛细血管，还可透过内皮细胞间隙，进入病灶，被细胞以胞饮的方式吸收，实现靶向用药，提高了药物的生物利用度。2)纳米载体粒径较小，拥有较高的比表面，可以包埋疏水性药物，提高其溶解性，减少常规用药中助溶剂的副作用。3)纳米药物载体经靶向基团修饰后可实现靶向药物给药，可减少用药剂量，降低其副作用。4)纳米载体可延长药物的消除半衰期，提高有效血药浓度时间，提高药效，降低用药功率，减少其毒副作用。5)纳米载体可降低机体屏障对药物作用的限制，使药物到达病灶，提高药效。纳米水凝胶可通过化学交联或者物理作用力，使亲水性高分子链形成网络结构，将药物包裹在网络中，通过药物与交联网络之间的作用力，或者交联网络自身在特定条件下的收缩松弛，达到控制释放药物的目的，在疾病治疗领域凸显广阔的应用前景。智能型纳米水凝胶包括pH敏感水凝胶、温度敏感水凝胶、磁敏感水凝胶、光敏感水凝胶等，具有生物相容性、缓释控释、靶向给药、提高药效等特点，已成为药剂学研究的热点。尽管在药物缓释方面有大量的研究，但仍存在许多问题。pH敏感水凝胶分子中含有大量带电基团，当环境pH等于其等电点pI时，水凝胶分子中正负电荷数量相等，分子链之间相互吸引，分子间斥力大大减弱，水凝胶颗粒收缩，使包覆在其中的药物释放出来。其中酸性敏感纳米水凝胶被广泛应用于抗肿瘤药物的递药，其分子链上含有大量的负电基团，具有与肿瘤细胞内环境相似的等电点pI，当纳米水凝胶通过胞吞作用进入肿瘤细胞溶酶体(pH在4.0-5.0范围内，大多为4.5)时，其pH略小于或等于纳米水凝胶等电点，水凝胶中三维网络间电荷斥力减弱，纳米水凝胶迅速收缩进行释药。一种优秀的注射用抗肿瘤药载体需要在体内运输过程中保持稳定，到达靶点部位迅速释药。常见的pH敏感水凝胶有聚酰胺类、聚酯类等，然而这些原料在制备水凝胶过程中需要加入各种交联剂，且都对人体有不同程度的毒副作用。选取合适的材料，开发一个合适的载体能够输送药物、核酸到达身体病灶或者靶向细胞，从而达到治疗疾病的效果，这是本领域急需解决的问题之一。超声反应器现已被广泛用于大分子参与的化学合成，其中包括水凝胶的合成，因其原料分子量较大，且分子链之间缠绕折叠，不利于分散和反应，传统合成方法耗时较长，且产率较低。通过超声反应的方法可给参与反应的大分子提供能量，加速其分散，同时使其更加活泼便于反应，极大的缩短了反应的时间提高了反应效率。因超声给分子提供较了高的能量，使得分子链易断裂，将大分子的分子量限制得较小，更加有利于纳米级水凝胶的形成。同时，能量的升高也易使已反应生成的化学键断裂，因此需要准确控制超声功率和超声时间，使反应向有利于生成产物的方向进行。然而超声反应也存在弊端，持续的能量输出使反应装置温度持续上升，无法达到纳米水凝胶制备过程中需要达到的精准控温，使得产物无法达到预期效果，因此需要通过恒温装置来控制其温度。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种生物相容性高、体系稳定、可生物降解、可以提高药效的纳米水凝胶载体的制备方法，即海藻酸钠/壳聚糖衍生物纳米水凝胶制备方法，该水凝胶为注射用pH敏感纳米水凝胶。本专利技术所提供的注射用pH敏感纳米水凝胶，其原料组成按质量份计为：其中所述的氧化剂为高碘酸钠、高锰酸钾中的一种；醇类化合物为乙二醇和无水乙醇质量比1:1的混合物；所述致孔剂为氯化钠；碱溶液为质量分数为20％的氢氧化钠溶液；催化剂为25wt％的四甲基氢氧化铵；醚化剂为环氧丙烷；所述的反应介质为异丙醇；活化剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)；所述EDC和NHS的质量比为1:1。本专利技术所述的注射用pH敏感纳米水凝胶的制备方法，包括以下步骤：(1)氧化海藻酸钠的制备称取反应基质加入到装有温度计、搅拌装置的三口烧瓶中，加入蒸馏水，将烧瓶放置于超声波萃取器中，恒温超声，超声功率为128W，直至反应基质完全溶胀于蒸馏水中；加入氧化剂，在30-50℃下恒温超声6h，超声功率为300-420W，期间避光反应；加入醇类化合物和致孔剂，继续恒温超声15min终止反应；将产物装入分子量截留量为5000Mw的透析袋中，并在蒸馏水中进行透析，时间为72h，期间不停换水，取少量透析液加入到AgNO3溶液中，若无沉淀产生，此时透析完全，然后将透析液冷冻干燥，得到白色粉末；并且对其进行傅里叶红外光谱(附图1)和核磁氢谱(附图2)的表征，证明氧化海藻酸钠已经被成功制备；(2)壳聚糖衍生物的制备称取反应基质加入到装有温度计、搅拌装置的三口烧瓶中，加入碱溶液进行碱化处理，将烧瓶放置于超声波萃取器中，恒温超声，超声功率为420W；加入反应介质、催化剂、醚化剂，恒温超声1h，超声功率为300-420W；40-70℃下恒温超声6h，超声功率为128-240W；反应结束后，移入烧杯中，静置，加入丙酮析出沉淀，进行抽滤，之后用无水乙醇多次洗涤，在50℃下真空干燥，取出待用；称取上步骤的产物，加入到装有温度计、搅拌装置的三口烧瓶中，加入蒸馏水，将烧瓶放置于超声波萃取器中，恒温超声，超声功率为128W，直至完全溶解于蒸馏水中；加入活化剂，继续恒温超声，超声功率为240W，直至活化剂完全溶于体系中；最后加入琥珀酸酐，恒温超声12-24h，超声功率为360-420W；反应结束后，将产物装入分子量截留量为3000Mw的透析袋中，并在蒸馏水中进行透析，时间为72h，期间不停换水，然后将透析液进行冷冻干燥，得到壳聚糖衍生物，并且对其进行傅里叶红外光谱(附图3)和核磁氢谱(附图4)的表征，证明壳聚糖衍生物被成功制备；(3)pH敏感型的纳米水凝胶的制备称取一定质量的步骤(1)得到的产物加入到三口烧瓶中，按0.1g:15mL的配比加入蒸馏水使其溶解，称取一定质量的步骤(2)得到的产物加入到装有磁子的双层烧杯中，按0.1g:10mL的配比加入蒸馏水使其溶解；其中步骤(1)和步骤(2)的产物按质量比为1:1-1:3的比例加入；将烧瓶置于超声波萃取器中，恒温超声，超声功率为128-420W，将双层烧杯的进水口和出水口分别连接恒温水浴的出水口和进水口，同时，将超声波萃取器的进水口和出水口分别连接恒温水浴的第二对出水口和进出口，进行循环保温，(附图5)，调节蠕动泵的泵速，使烧瓶中溶液缓慢滴入双层烧杯中，期间使用磁力搅拌器不停搅拌烧杯中溶液，反应时间为8-12h，将双层烧杯中的溶液装入分子量截留量为3500Mw的透析袋中，并在蒸馏水中进行透析，时间为72h，期间不停换水，透析结束，得到纳米水凝胶溶液(附图6)，将其冷冻干燥即可得到冻干纳米水凝胶。为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种注射用pH敏感性的纳米水凝胶，其特征在于，由按质量份计的下述组分组成：

【技术特征摘要】
1.一种注射用pH敏感性的纳米水凝胶，其特征在于，由按质量份计的下述组分组成：2.根据权利要求1所述的pH敏感性的纳米水凝胶，其特征在于，所述的氧化剂为高碘酸钠、高锰酸钾中的一种；醇类化合物为乙二醇和无水乙醇质量比1:1的混合物。3.根据权利要求1所述的pH敏感性的纳米水凝胶，其特征在于，所述致孔剂为氯化钠；碱溶液为质量分数为20％的氢氧化钠溶液；催化剂为25wt％的四甲基氢氧化铵；醚化剂为环氧丙烷。4.根据权利要求1所述的pH敏感性的纳米水凝胶，其特征在于，所述反应介质为异丙醇；活化剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺；两者的质量比为1:1。5.权利要求1所述的pH敏感性的纳米水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)氧化海藻酸钠的制备称取反应基质加入到装有温度计、搅拌装置的三口烧瓶中，加入蒸馏水，将烧瓶放置于超声波萃取器中，恒温超声，超声功率为128W，直至反应基质完全溶胀于蒸馏水中；加入氧化剂，在30-50℃下恒温超声6h，超声功率为300-420W，期间避光反应；加入醇类化合物和致孔剂，继续恒温超声15min终止反应；将产物装入分子量截留量为5000Mw的透析袋中，并在蒸馏水中进行透析，时间为72h，期间不停换水，取少量透析液加入到AgNO3溶液中，若无沉淀产生，此时透析完全，然后将透析液冷冻干燥，得到白色粉末；并且对其进行傅里叶红外光谱和核磁氢谱的表征，证明氧化海藻酸钠已经被成功制备；(2)壳聚糖衍生物的制备称取反应基质加入到装有温度计、搅拌装置的三口烧瓶中，加入碱溶液进行碱化处理，将烧瓶放置于超声波萃取器中，恒温超声，超声功率为420W；加入反应介质、催化剂、醚化剂，恒温超声1h，超声功率为300-420W；40-70℃下恒温超声6h，超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦大伟，隋秉霖，袁晓彤，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37