一种缓释药物的聚合物基复合凝胶、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及生物医用材料技术领域，特别是关于一种药物缓释的聚合物基复合凝胶、制备方法及其应用。本申请以季铵化黄原胶、木质素/聚丙烯酰胺接枝共聚物和有机膨润土为主要材料制备药物缓释的聚合物基复合凝胶，改善了以天然高分子为材料制备的凝胶稳定性差、易降解等缺陷；其不仅具有温度与pH双响应性、良好的生物相容性等优点，而且溶胀率高、药物载量高、缓释效果好，在拉伸强度、断裂伸长率等方面也具有优异的表现。

【技术实现步骤摘要】
一种缓释药物的聚合物基复合凝胶、制备方法及其应用
本专利技术涉及生物医用材料
，特别是关于一种缓释药物的聚合物基复合凝胶、制备方法及其应用。
技术介绍
药物缓释技术出现于80年代，这种给药方式可以使药物浓度平稳、降低毒副作用，减少给药次数，安全性、高效性和可靠性都有很大提升。聚合物凝胶是指三维网络结构的高分子化合物与溶剂组成的体系，其中的高分子聚合物以范德华力、化学键力、物理缠绕力、氢键力等连接，可作为药物载体用于药物的缓释，由于它是一种三维网络立体结构，分散在溶剂中能保持一定的形状，溶剂虽然不能将其溶解，但高分子聚合物中亲溶剂的基团部分可以被溶剂作用而使高分子溶胀，这也是形成凝胶的原因。凝胶的制备技术有化学交联法和物理交联法，化学交联凝胶以共价键结合，通常使用化学交联剂和引发剂，但残留的交联剂和引发剂有一定的潜在毒性。物理交联凝胶常通过静电作用、氢键、配位键、疏水作用、结晶等物理作用形成，不涉及化学交联剂、引发剂及相关化学反应，具有更好的环境友好性，并且制备方法相对简便。目前用于制备凝胶的天然高分子主要为淀粉、纤维素、海藻酸钠、壳聚糖等，铵，但天然高分子制备的凝胶稳定性差、易降解，极大地限制了应用，研究表明将天然高分子接枝改性后用于制备凝胶是一种可行的方法。木质素三种醇单体(对香豆醇、松柏醇、芥子醇)形成的一种复杂酚类聚合物，是构成植物细胞壁的成分之一，其储量仅次于纤维素；黄原胶是由糖类经黄单胞杆菌发醉，产生的胞外微生物多塘，其拥有大量的亲水基团，木质素和黄原胶均具有良好的生物相容性、生物降解性、可再生性、无毒等特点，故其形成的凝胶在医用材料领域具有独特的优势。许多学者开始研究对将黄原胶接枝改性后用于制备凝胶，目前对于改性黄原胶做主体材料制备复合凝胶的研究仍然比较少，虽然已有一些专利报道，但所述配方依然有需要继续改进和完善之处。以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一旨在提供一种缓释药物的聚合物基复合凝胶，其不仅具有温度与pH双响应性、良好的生物相容性等优点，而且溶胀率高、药物载量高、缓释效果好，在拉伸强度、断裂伸长率等方面也具有优异的表现。本专利技术的目的之二旨在提供一种缓释药物的聚合物基复合凝胶的制备方法，具有工艺路线简洁、生产周期短、无污染、能耗小、成本低、易成型的特点，原料安全无毒，复合凝胶性能优异，适宜规模化推广和生产。本专利技术的目的之三旨在提供一种缓释药物的聚合物基复合凝胶在药物缓释中的应用。为了实现上述目的，本专利技术提供如下三个方面所述之技术方案。第一方面，一种缓释药物的聚合物基复合凝胶，其具体组分及其重量含量包括：黄原胶分子中含有2.5～4.8％的丙酮酸，且聚丙烯酰胺对木质素的接枝率为12～18％。本申请以季铵化黄原胶、木质素/聚丙烯酰胺接枝共聚物和有机膨润土为主要材料制备缓释药物的聚合物基复合凝胶，改善了以天然高分子为材料制备的凝胶稳定性差、易降解等缺陷；其中，黄原胶具有良好的生物相容性，相比于选取丙酮酸含量更低或更高的黄原胶，选取丙酮酸含量为2.5～4.8％的黄原胶，有利于终产物稳定性的提高；聚丙烯酰胺、季铵化的接枝引入提供了氨基基团，可以与黄原胶中的丙酮酸基团通过静电作用形成水凝胶，而不用加入交联剂；有机膨润土具有良好的溶胀性和增稠性，可作为复合凝胶制备过程中的增稠剂，而且可以提高复合凝胶的药物载量；季铵化黄原胶、木质素/聚丙烯酰胺接枝共聚物和有机膨润土的协同作用，使终产物复合凝胶具有良好的化学稳定性以及叔胺基的存在使其具有pH和温度双响应效果，同时在药物载量、缓释效果、拉伸强度、断裂伸长率等方面具有优异的性能。进一步地，前述所述药物为蛋白药物、酸性敏感药物或抗生素药物。进一步地，前述所述湿润剂为甘油或丙二醇。进一步地，前述所述木质素/聚丙烯酰胺接枝共聚物经由下述方法制备得到：1)将木质素、聚丙烯酰胺溶于45～50重量份的蒸馏水中,80～85℃下搅拌反应30～60min；2)降温至35～50，℃用0.1～0.15mol/L的盐酸溶液调节pH至3.5～4.5，加入过硫酸铵、N,N亚甲基双丙烯酰胺，反应20～40h；3)加入足量丙酮沉淀分离，然后经乙醚洗涤5～8次后烘干即得。更进一步地，所述制备木质素/聚丙烯酰胺接枝共聚物的步骤1)中，搅拌速率为140～180r/min。更进一步地，所述制备木质素/聚丙烯酰胺接枝共聚物的方法中，木质素、聚丙烯酰胺、过硫酸铵和N,N亚甲基双丙烯酰胺添加重量比为1:1～3:0.1～0.3:0.03～0.1。更进一步地，所述制备木质素/聚丙烯酰胺接枝共聚物的步骤3)中，烘干是在65～80℃真空干燥箱中干燥6～10h。经本专利技术所述方法制备木质素/聚丙烯酰胺接枝共聚物，共聚物的稳定性有所提高，同时控制反应条件使得聚丙烯酰胺对羟丙基木质素的接枝率在12～18％，使终产物复合凝胶不仅具有优异的吸水溶胀性，有利于提高药物载量，且拉伸强度、断裂伸长率等性能优异。进一步地，前述所述季铵化黄原胶经由下述方法制备得到：1)将1重量份黄原胶分散在85％乙醇溶液中制成质量浓度为30～38％的黄原胶悬浮液；2)向黄原胶悬浮液中加入0.1～2重量份的质量浓度为30～45％的碱性溶液，20～40℃条件下溶胀1～2h，制得黄原胶碱化液；3)向黄原胶碱化液中缓慢加入3-环氧丙基三甲基氯化铵水溶液，在50～70℃下反应1.5～4h后得季铵化黄原胶悬浊液；4)将季铵化黄原胶悬浊液冷却至室温，静置0.5～1h、用无水乙醇洗涤、抽滤，然后干燥、粉碎，即得。更进一步地，所述制备季铵化黄原胶的步骤1)中，黄原胶分子中含有2.5～4.8％的丙酮酸。更进一步地，所述制备季铵化黄原胶的步骤2)中，碱性溶液为甲醇钠、乙醇钾、叔丁醇钾溶液中的一种。更进一步地，所述制备季铵化黄原胶的步骤3)中，3-环氧丙基三甲基氯化铵水溶液质量分数为2～5％，添加量为20～50重量份。更进一步地，所述制备季铵化黄原胶的步骤3)中，3-环氧丙基三甲基氯化铵水溶液添加速度为0.05～0.1mL/s。更进一步地，所述制备季铵化黄原胶的步骤4)中，干燥是指在50～60℃温度下干燥至恒重。本专利技术所述方法制备季铵化黄原胶，季铵盐的引入使分子中的叔胺基在低温下与水产生氢键，使得分子链在水中呈舒展状态，而高温下氢键破坏，使得分子链在水中呈收缩状态，使终产物复合凝胶呈现温度响应性，在酸性环境中，叔胺基将质子化形成离子而变得亲水，碱性条件下这种质子化被抑制，从而导致终产物复合凝胶具有的pH响应性；季铵化黄原胶与有机膨润土、木质素/聚丙烯酰胺接枝共聚物协同作用，可以通过分子中的氨基与羧酸基团之间的静电作用形成水凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缓释药物的聚合物基复合凝胶，其特征在于，其具体组分及其重量含量包括：/n

【技术特征摘要】
1.一种缓释药物的聚合物基复合凝胶，其特征在于，其具体组分及其重量含量包括：



黄原胶分子中含有2.5～4.8％的丙酮酸，且
聚丙烯酰胺对木质素的接枝率为12～18％。


2.根据权利要求1所述的复合凝胶，其特征在于，所述木质素/聚丙烯酰胺接枝共聚物经由下述方法制备得到：
1)将木质素、聚丙烯酰胺溶于45～50重量份的蒸馏水中,80～85℃下搅拌反应30～60min；
2)降温至35～50，℃用0.1～0.15mol/L的盐酸溶液调节pH至3.5～4.5，加入过硫酸铵、N,N亚甲基双丙烯酰胺，反应20～40h；
3)加入足量丙酮沉淀分离，然后经乙醚洗涤后烘干即得。


3.根据权利要求2所述的复合凝胶，其特征在于，所述木质素、聚丙烯酰胺、过硫酸铵和N,N亚甲基双丙烯酰胺添加重量比为1:1～3:0.1～0.3:0.03～0.1。


4.根据权利要求1～3任一项所述的复合凝胶，其特征在于，所述季铵化黄原胶经由下述方法制备得到：
1)将1重量份黄原胶分散在85％乙醇溶液中制成质量浓度为30～38％的黄原胶悬浮液；
2)向黄原胶悬浮液中加入0.1～2重量份的质量浓度为30～45％的碱性溶液，20～40℃条件下溶胀1～2h，制得黄原胶碱化液；
3)向黄原胶碱化液中缓慢加入3-环氧丙基三甲基氯化铵水溶液，在50～70℃下反应1.5～4h后得季铵化黄原胶悬浊液...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：嘉兴市爵拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33