一种CT可视化与黏膜粘附型双功能微胶囊及制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种CT可视化与黏膜粘附型双功能微胶囊及制备方法及其应用，利用化学接枝的方法制备儿茶酚修饰的儿茶酚化壳聚糖；随后采用低浓度海藻酸和硫酸钠溶液为喷入液，以氯化钡溶液为接收液通过一步静电喷雾法制备内含硫酸钡的海藻酸微球；而后利用儿茶酚化壳聚糖对海藻酸微胶囊进行多层表面包覆，得到壳聚糖/海藻酸微胶囊复合体；与柠檬酸三钠溶液混合，得到微胶囊。本发明专利技术制备的微胶囊具有优异的黏膜粘附特性和CT造影双功能，且在制备口服药物制剂、口服营养素制剂或口服益生菌制剂中有应用。

【技术实现步骤摘要】
一种CT可视化与黏膜粘附型双功能微胶囊及制备方法及其应用
本专利技术属于生物医用材料领域，特别涉及一种CT可视化与黏膜粘附型双功能微胶囊及制备方法及其应用。
技术介绍
微胶囊是指一种具有聚合物壁的微型容器或包装物。其大小一般为5-200μm不等，形状多样，取决于原料与制备方法。其中，被包埋的物质称为芯材，包埋芯材实现微囊胶化的物质称为壁材。微胶囊的制备方法主要包括喷雾干燥、原位聚合、乳液交联和有机溶剂相分离法。近年来，微胶囊制备技术和应用领域得到飞速发展。微胶囊的网状结构壁能够稳定缓释药物，缓解药物对机体的损伤，减少药物胃部刺激等特点。由于其良好的生物降解性和生物相容性，已在益生菌口服给药等领域得到广泛应用，并取得了良好的应用效果。然而，微胶囊作为益生菌载体在口服给药过程中，由于缺乏有效粘附，肠道滞留时间短，往往导致外源性益生菌定殖效率低，严重影响其治疗效果。同时，由于缺乏有效非侵入式监测手段，无法实时观测与评价外源性益生菌在肠道内的滞留与定殖情况。鉴于此，开发高效粘膜粘附和非侵入式实时成像功能的微胶囊具有重要的基础研究与临床应用价值。钡餐造影即消化道钡剂造影，是指用硫酸钡作为造影剂，在X射线照射下显示消化道有无病变的一种影像学检查方法。用于消化道检测的钡餐是硫酸钡的悬浊液，应为它不溶于水和脂质，所以不会被肠胃道粘膜吸收，因此对人基本无毒。硫酸钡系高密度肠胃造影剂，其制品的密度高于周围组织，通过口服或注射后可与周围组织形成对比，增强CT影像观察效果。儿茶酚也称为邻苯二酚，近年来研究表明在贻贝粘附在潮湿岩石表面过程总发挥重要作用。贻贝分泌的丝足蛋白具有广泛的粘附性，韧性和耐水性，主要由儿茶酚和赖氨酸组成。由于其独特的分子结构和作为蛋白质之间的界面中间体，介导蛋白质之间的共价交联以及底物的其他特性可用于与粘合材料相互作用。另外，它具有良好的生物降解性和生物相容性。鉴于这些优良特性，儿茶酚近来被广泛用于开发黏膜粘附性功能材料。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于制备一种具有优良黏膜粘附性的微胶囊，用于肠道给药，尤其是外源性益生菌肠道递送与定殖。依据仿生学原理，模拟贻贝粘附潮湿岩石表面的特性，将介导这一粘附特性的主要功能性分子儿茶酚通过壳聚糖转嫁到微胶囊外表面，试图实现功能化微胶囊对肠道粘膜的有效粘附，促进益生菌在肠道的定殖与生长。同时，微胶囊对益生菌的有效包裹进一步增强益生菌对外部不良环境(如胃酸环境)的抵抗能力。本专利技术的另一个主要目的在于赋予微胶囊可体内实时造影的功能，实现其可非侵入式成像示踪的作用。本专利技术采用静电喷雾一步法实现海藻酸微球与硫酸钡纳米簇的形成。在此过程中，二价钡离子起到双重作用。一是起到交联海藻酸形成凝胶的作用。并在随后的柠檬酸钠液化的过程中被除去，避免游离钡离子存在的潜在生物毒性。二是起到与喷入液硫酸钠反应生成不溶于水的硫酸钡纳米簇的作用，实现对X射线的高效衰减起到CT造影的功能。为达到上述目的，本专利技术提供了一种双功能微胶囊，所述微胶囊以钡离子交联的海藻酸为囊，囊内和囊外表面分布硫酸钡结晶，囊外表面还接枝有壳聚糖、海藻酸钠、儿茶酚化壳聚糖。同时，本专利技术还提供了一种CT可视化与黏膜粘附型双功能微胶囊的制备方法，包括以下步骤：(1)儿茶酚化壳聚糖的制备：(1.1)将壳聚糖溶于冰醋酸溶液中；(1.2)将3,4-二羟基苯丙氨酸溶液加入步骤(1.1)中得到的壳聚糖溶液中并不断搅拌；(1.3)将1-乙基-(3-二甲基氨基丙基-)碳二亚胺盐酸盐溶于双蒸水-无水乙醇混合溶液中，逐滴加入步骤(1.2)中得到的3,4-二羟基苯丙氨酸与壳聚糖混合溶液中，室温下搅拌反应2～8小时；(1.4)反应结束后，混合溶液通过透析袋，透析袋的截留分子量为1000～5000，分别使用双蒸水1-4天、PBS2-12小时、双蒸水1-3天，避光透析，冷冻干燥，获得儿茶酚化壳聚糖粉末；(2)海藻酸微球的制备：采用0.1～10％海藻酸钠和0.1～0.5％无水硫酸钠混合溶液为喷入液、1～10％氯化钡溶液为接收液，通过静电喷雾法制得以钡离子交联的海藻酸为囊、囊内和囊外表面分布硫酸钡结晶的海藻酸微球；(3)海藻酸微球的二次表面包裹：双蒸水冲洗步骤(2)得到的海藻酸微球后，将海藻酸微球分别浸入壳聚糖溶液、海藻酸钠溶液、儿茶酚化壳聚糖溶液中进行二次表面包裹；(4)双功能微胶囊的制备：使用柠檬酸三钠溶液液化处理，得到双功能微胶囊。作为改进，步骤(1)中，壳聚糖、3,4-二羟基苯丙氨酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基-)碳二亚胺盐酸盐的摩尔比为(1.625-3.25)：(1-10)：(2-10)，反应体系pH为3-6。作为改进，步骤(3)中，所述壳聚糖的溶液的浓度为1-5％，海藻酸钠溶液的浓度为0.1-1.0％，儿茶酚化壳聚糖溶液的浓度为1-5％，海藻酸微球在壳聚糖溶液、海藻酸钠溶液、儿茶酚化壳聚糖溶液分别浸入1-5h。作为改进，步骤(4)中，柠檬酸三钠溶液的浓度为1-10％。作为改进，步骤(1.3)中，双蒸水与无水乙醇体积比为1:1。作为改进，步骤(2)中，静电喷雾法的电压为15-25V，喷射速度为40～100mL/h。同时，本专利技术还提供了权利要求1的双功能微胶囊在制备口服药物制剂、口服营养素制剂或口服益生菌制剂中的应用有益效果：本专利技术通过利用壳聚糖中的氨基与羧基封端的3,4-二羟基苯丙氨酸在1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)的作用下脱水缩合形成酰胺键，从而将儿茶酚修饰在壳聚糖侧链上；再通过使用静电喷雾法制备微球，之后利用静电吸引使壳聚糖溶液、海藻酸钠溶液和Cate-CS溶液依次包裹微球并用柠檬酸钠溶液液化得到具有粘膜黏附性能的双功能微胶囊。本专利技术通过使用硫酸钡作为造影剂，在微胶囊的制备过程中将硫酸钡包裹在微胶囊中，可随微胶囊口服进入消化道，发挥造影功能，达到对微胶囊进行CT可视的目的。与传统微胶囊相比有两大特色功能：一是具有高效的黏膜粘附性能，有利于微胶囊内部装载药物尤其是外源性益生菌在在肠道的长效滞留。这种特性不仅有利于常规生物药物的缓慢释放，更有利于外源益生菌在肠道的有效定殖与生长。二是具备CT造影效果，便于微胶囊口服给药后体内实时示踪与观测，为开发口服药物载体与临床治疗评价提供非侵入式手段。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为本专利技术中CT可视化与黏膜粘附型双功能微胶囊光镜图。图2为本专利技术中浓度梯度无水硫酸钠制备的微胶囊光镜图。图3为本专利技术中浓度梯度无水硫酸钠制备的微胶囊内硫酸钡结晶扫描电镜图。图4为本专利技术中微胶囊内部硫酸钡XRD图。图5为本专利技术中儿茶酚化壳聚糖核磁表征图。图6(a)为本专利技术中CT可视化壳聚糖修饰微胶囊于24小时在消化道黏膜粘附效果成像图。图6(b)为本专利技术中CT可视化黏膜粘附型双功能微胶囊于24小时在消化道黏膜粘附效果成像图。具体实施方式本专利技术可以结合以下具体实施例进一步解释和阐明，但具体实施例并不对本专利技术有任何形式的限定。以下实施例中，所用药品和设备均为市场购买品。本专利技术通过利用壳聚糖中的氨基与羧基封端的3,4-二羟基苯丙氨酸在1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双功能微胶囊，其特征在于，所述微胶囊以钡离子交联的海藻酸为囊，囊内和囊外表面分布硫酸钡结晶，囊外表面还接枝有壳聚糖、海藻酸钠、儿茶酚化壳聚糖。

【技术特征摘要】
1.一种双功能微胶囊，其特征在于，所述微胶囊以钡离子交联的海藻酸为囊，囊内和囊外表面分布硫酸钡结晶，囊外表面还接枝有壳聚糖、海藻酸钠、儿茶酚化壳聚糖。2.一种CT可视化与黏膜粘附型双功能微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)儿茶酚化壳聚糖的制备：(1.1)将壳聚糖溶于冰醋酸溶液中；(1.2)将3,4-二羟基苯丙氨酸溶液加入步骤(1.1)中得到的壳聚糖溶液中并不断搅拌；(1.3)将1-乙基-(3-二甲基氨基丙基-)碳二亚胺盐酸盐溶于双蒸水-无水乙醇混合溶液中，逐滴加入步骤(1.2)中得到的3,4-二羟基苯丙氨酸与壳聚糖混合溶液中，室温下搅拌反应2～8小时；(1.4)反应结束后，混合溶液通过透析袋，透析袋的截留分子量为1000～5000，分别使用双蒸水1-4天、PBS2-12小时、双蒸水1-3天，避光透析，冷冻干燥，获得儿茶酚化壳聚糖粉末；(2)海藻酸微球的制备：采用0.1～10％海藻酸钠和0.1～0.5％无水硫酸钠混合溶液为喷入液、1～10％氯化钡溶液为接收液，通过静电喷雾法制得以钡离子交联的海藻酸为囊、囊内和囊外表面分布硫酸钡结晶的海藻酸微球；(3)海藻酸微球的二次表面包裹：双蒸水冲洗步骤(2)得到的海藻酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜凤移，边高瑞，吴云超，张苗苗，贾长生，李珮铷，
申请(专利权)人：天益健康科学研究院镇江有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32