改性壳聚糖、双响应纳米载体药及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及纳米药物载体技术领域，尤其是涉及一种改性壳聚糖、双响应纳米载体药及其制备方法和应用。本发明专利技术的改性壳聚糖，以壳聚糖为基本骨架，在结构中具有亲水侧链形成的亲水端，以及苯硼酸酯，苯硼酸酯可通过反应结合其他药物，形成疏水端，从而能够通过自组装形成相应纳米结构。并且，改性壳聚糖中引入的特定硼酸酯结构，具有活性氧响应性，且端基的硼酸能够与药物形成硼酸酯键具有pH响应性，进而得到具有pH和活性氧双响应性的纳米载体药。

【技术实现步骤摘要】
改性壳聚糖、双响应纳米载体药及其制备方法和应用
本专利技术涉及纳米药物载体
，尤其是涉及一种改性壳聚糖、双响应纳米载体药及其制备方法和应用。
技术介绍
中医药是中华文化的瑰宝，具有悠久历史。中草药在炎症相关性疾病和肿瘤治疗方面应用广泛。由于中草药成分复杂，有效成分含量低，研究探讨中药有效的药物单体，一直是中医现代化的研究热点。中药单体小檗碱和槲皮素等对于炎症、肿瘤等具有一定的治疗作用，且副作用较小，但由于难于溶解、首过效应大、口服生物利用度低等因素，严重限制了中药应用和疗效的发挥，其剂型及给药方式有待于进一步深入研究和改进。炎症、肿瘤等疾病往往伴有氧化应激，表现为局部活性氧物质(ROS)，主要包括OH·、H2O2等的浓度上调，pH值降低等特点。具有ROS或pH响应性的智能纳米药物载体系统有望用于携带治疗药物，实现针对疾病病灶的定位控制释放，因而受到广泛关注。纳米载体系统，尤其是生物可降解性高分子纳米载体，可以提高药物的生物利用度、稳定性、安全性，实现高度靶向和控制释放，及提高患者对药物的依从性。药物通过与具有生物可降解性和生物相容性的高分子结合并纳米化后，再进入体内，通过对载体高分子的选择、结合方式及纳米尺度和表面性质的控制，使药物在体内的释放速度、方式和释放部位(器官或组织)等方面具有选择性和可控性，从而提高药物的生物利用度、稳定性、安全性，更好地发挥药物的治疗效果。目前已有文献报道用于提送槲皮素、小檗碱等中药的纳米载体，但这些纳米载体没有足够的靶向性，不能定位释放，存在的细胞摄取不良、细胞内药物释放不足，无法提供达到具有细胞毒性的局部药物浓度。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供改性壳聚糖，以解决现有技术中存在的纳米载体无法靶向释放等技术问题。本专利技术的第二目的在于提供改性壳聚糖的制备方法，操作简单，条件温和。本专利技术的第三目的在于提供纳米载体药，具有pH和活性氧双响应性。本专利技术的第四目的在于提供纳米载体药的制备方法，重复性好。本专利技术的第五目的在于提供纳米载体药的应用，能够递送抗炎、抗肿瘤中药成分，实现定位靶向释放。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：改性壳聚糖，具有如通式Ⅰ所示的结构：其中，R1为-R2OH、-R2COOY，R2为亚甲基或1,2-亚乙基，Y包括H；N为1～10000之间的整数，X为1～4000之间的整数。优选的，Y为H，以进一步保证水溶性。本专利技术的改性壳聚糖，以壳聚糖为基本骨架，在结构中具有亲水侧链形成的亲水端，以及苯硼酸酯，苯硼酸酯可通过反应结合其他药物，形成疏水端，从而能够通过自组装形成相应纳米结构。并且，改性壳聚糖中引入的特定硼酸酯结构，具有活性氧响应性，且端基的硼酸能够与药物形成硼酸酯键具有pH响应性，进而使所述改性壳聚糖同时具有pH和活性氧双响应性。在本专利技术的具体实施方式中，N为500～2000之间的整数，X为50～100之间的整数。进一步的，X与N的比值为10％～15％。在本专利技术的具体实施方式中，所述改性壳聚糖的分子量为10000～15000，优选为12000～13000。本专利技术还提供了上述改性壳聚糖的制备方法，包括如下步骤：壳聚糖衍生物与化合物A反应得到所述改性壳聚糖；其中，所述化合物A的结构式为在本专利技术的具体实施方式中，所述壳聚糖衍生物的结构式为结构单元中侧链为-OR1基团修饰。在本专利技术的具体实施方式中，所述壳聚糖衍生物与所述化合物A的摩尔比为1﹕(0.2～20)，优选为1﹕(0.2～1.5)，更优选为1﹕(0.3～0.8)。在本专利技术的具体实施方式中，将含化合物A的溶液加至含壳聚糖衍生物的溶液中，于20～30℃条件下反应5～10h；反应结束后，进行透析处理和干燥处理。进一步的，采用截留分子量为3500的透析袋进行所述透析处理。进一步的，所述含壳聚糖衍生物的溶液中还包括有机碱，所述有机碱包括四甲基胍、三乙胺中的任一种。在本专利技术的具体实施方式中，所述化合物A的制备方法包括：4-羟甲基苯硼酸频哪醇酯与4-硝基苯基氯甲酸酯进行酰化反应。进一步的，4-羟甲基苯硼酸频哪醇酯与4-硝基苯基氯甲酸在有机碱存在下，进行所述酰化反应；所述酰化反应的时间为1～5h。进一步的，所述酰化反应结束后，加入乙酸乙酯搅拌分散，然后加入盐酸溶液去除有机碱，再采用饱和碳酸氢钠溶液调节pH至中性，收集有机相，除溶得到所述化合物A。在本专利技术的具体实施方式中，所述4-羟甲基苯硼酸频哪醇酯与所述4-硝基苯基氯甲酸酯的摩尔比为1﹕(0.8～1.2)，优选为1﹕1。本专利技术还提供了所述改性壳聚糖作为药物的纳米载体的应用。所述改性壳聚糖中的苯硼酸酯能够通过化学反应与药物结合，形成疏水端，而改性壳聚糖中本身具有亲水侧链形成的亲水端，可自组装形成纳米结构；同时，硼酸酯具有活性氧响应性，与药物反应结合的位置具有pH响应性，从而使结合有药物的改性壳聚糖同时具有pH和活性氧双响应性，能够对具有高活性氧浓度、低pH的病理组织如炎症组织、肿瘤组织等响应性释放药物。在本专利技术的具体实施方式中，所述药物包括小檗碱和槲皮素。本专利技术还提供了双响应纳米载体药，具有如通式Ⅱ或Ⅲ所示的结构：其中，R1为-R2OH、-R2COOY，R2为亚甲基或1,2-亚乙基，Y为H；N为1～10000之间的整数，X为1～4000之间的整数。本专利技术的双响应纳米载体药，改性壳聚糖作为载体，以壳聚糖为基本骨架，在结构中具有亲水侧链形成的亲水端，以及药物结合苯硼酸酯形成的疏水端，可进行自组装形成相应纳米结构，且所述纳米载体药具有pH和活性氧双响应性。在本专利技术的具体实施方式中，N为500～2000之间的整数，X为50～100之间的整数。进一步的，X与N的比值为10％～15％。在本专利技术的具体实施方式中，所述纳米载体药的分子量为10000～15000，优选为12000～13000。在本专利技术的具体实施方式中，所述双响应纳米载体药的粒径为150～300nm。本专利技术还提供了双响应纳米载体药的制备方法，包括如下步骤：改性壳聚糖与小檗碱或槲皮素反应后，于水中透析处理后，冷冻干燥。在本专利技术的具体实施方式中，所述改性壳聚糖与所述小檗碱或所述槲皮素的摩尔比为1﹕(0.2～20)，优选为1﹕(0.2～1.5)，更优选为1﹕(0.3～0.8)。在本专利技术的具体实施方式中，将含小檗碱或槲皮素的溶液加至含改性壳聚糖的溶液中，于20～30℃条件下反应5～10h；反应结束后，进行透析处理和干燥处理；其中，所述含改性壳聚糖的溶液的制备包括：将所述改性壳聚糖溶于去离子水中，然后调节pH至7.8～8.2。具体的，在实际操作中，为了增加溶解性，可辅助加入二甲基乙酰胺等。在本专利技术的具体实施方式中，所述去离子水与所述二甲基乙酰胺的体积比为(2～3)﹕1。进一步的，采用截本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.改性壳聚糖，其特征在于，具有如通式Ⅰ所示的结构：/n

【技术特征摘要】
1.改性壳聚糖，其特征在于，具有如通式Ⅰ所示的结构：



其中，R1为-R2OH、-R2COOY，R2为亚甲基或1,2-亚乙基，Y包括H；N为1～10000之间的整数，X为1～4000之间的整数。


2.根据权利要求1所述的改性壳聚糖，其特征在于，N为500～2000之间的整数，X为50～100之间的整数；
优选的，X与N的比值为10％～15％；
优选的，所述改性壳聚糖的分子量为10000～15000；
更优选的，所述改性壳聚糖的分子量为12000～13000。


3.权利要求1或2所述的改性壳聚糖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
壳聚糖衍生物与化合物A反应得到所述改性壳聚糖；
其中，所述化合物A的结构式为
优选的，所述壳聚糖衍生物的结构式为
优选的，所述壳聚糖衍生物与所述化合物A的摩尔比为1﹕(0.2～20)；
更优选的，所述壳聚糖衍生物与所述化合物A的摩尔比为1﹕(0.2～1.5)；
优选的，将含化合物A的溶液加至含壳聚糖衍生物的溶液中，于20～30℃条件下反应5～10h；反应结束后，进行透析处理和干燥处理；
更优选的，所述含壳聚糖衍生物的溶液中还包括有机碱。


4.根据权利要求3所述的改性壳聚糖的制备方法，其特征在于，所述化合物A的制备方法包括：4-羟甲基苯硼酸频哪醇酯与4-硝基苯基氯甲酸酯进行酰化反应；
优选的，4-羟甲基苯硼酸频哪醇酯与4-硝基苯基氯甲酸在有机碱存在下，进行所述酰化反应；所述酰化反应的时间为1～5h；
优选的，所述4-羟甲基苯硼酸频哪醇酯与所述4-硝基苯基氯甲酸酯的摩尔比为1﹕(0.8～1.2)。


5.权利要求1或2所述的改性壳聚糖作为药物的纳米载体的应用；
优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鲁卿，李超，张声生，沈翠云，
申请(专利权)人：首都医科大学附属北京中医医院，
类型：发明
国别省市：北京;11