水凝胶材料和药物递送系统技术方案

本发明专利技术属于药物制剂技术领域，具体涉及一种用于药物递送的水凝胶材料和药物递送系统。本发明专利技术所提供的水凝胶材料，包括：甲基丙烯酸基团修饰的羟丙基甲基纤维素。该水凝胶材料为羟丙基甲基纤维素经甲基丙烯酸基团修饰改性的衍生物，在水环境中可驱动物理缠结形成三维网络结构，实现原位凝胶化，且凝胶化过程不受环境温度变化的影响，适用于递送大部分药物，使得药物释放持续时间长。本发明专利技术所提供的药物递送系统，包括：用于负载药物的水凝胶，所述水凝胶由前述水凝胶材料或上述制备方法制得的水凝胶材料制得。该药物递送系统的药物包封率高，药物可持续释放时间长，适用于多种药物。

【技术实现步骤摘要】
水凝胶材料和药物递送系统
本专利技术属于药物制剂
，具体涉及一种水凝胶材料和药物递送系统。
技术介绍
在新药开发过程中，药物在体内的生物利用度是研究者们必须考虑的一个重要因素。药物经从用药部位吸收进入血液循环，并随血液分布到机体各组织中，期间会受到多种因素的影响，例如生理屏障和血液清除等，导致许多药物无法被人体完全吸收利用，为了治疗效果的可持续性，人们需要反复多次给药。为了提高药物的生物利用度，减少用药次数，研究者们常规采用合适的载体负载药物，形成一种药物递送系统，使得药物能够通过该药物递送系统在体内缓慢释放，延长药效持续时间，提高药物的生物利用度。目前，存在多种用于负载药物的载体，常见的有水凝胶，水凝胶是具有三维网络结构的高分子聚合物，以水为分散介质。由于高含水量、低表面张力和良好的生物相容性，以及低成本和大规模生产的可能性，水凝胶已成为药物递送系统发展的有希望的候选者之一。第一代水凝胶主要是化学水凝胶，一些通过亲水性聚合物交联聚合形成的，例如聚(乙烯醇)(PVA)和PEG等，另一些通过水溶性单体在交联剂存在的条件下聚合形成，例如聚(丙烯酰胺)水凝胶，其最初被用于物理包埋细胞和酶，后来用作软组织填充剂。尽管药物输送中存在化学水凝胶的记录，但是，由于药物负载通常通过在水凝胶交联聚合之前简单地将药物与水凝胶成分混合来进行，交联剂和任何药物组分之间的副反应可能危害治疗的完整性和功效，因而，使用化学水凝胶作为药物载体可能不是有利的。与化学水凝胶相比，物理水凝胶具有较低的长期稳定性和机械强度，但是，共价交联剂不是制备物理水凝胶时所必需的，所以可以最小化共价交联剂与药物组分的副反应。目前，已经报道了各种制备物理水凝胶的方法，一种方法是离子凝胶化，基于聚合物链和带相反电荷的离子之间的静电相互作用，例如Ca2+交联的Alg水凝胶以及壳聚糖(CS)-三磷酸酯(TPP)水凝胶。制备物理水凝胶的另一种方法是立体络合，早期研究主要采用这种方法，其中两种互补的立体规整聚合物相互作用并显示出与两种聚合物中的任何一种不同的物理性质，例如由对映体乳酸低聚物接枝的葡聚糖(右旋乳酸盐)产生自组装水凝胶。当前，聚合物的溶胶-凝胶特性已被用于生成物理水凝胶以提高药物的性能。在一些研究中，发现了由聚(ε-己内酯-CO-1,4,8-三氧杂[4.6]螺-9-十一酮)-PEG-聚(ε-己内酯-CO-1,4,8-三氧杂[4.6]螺-9-十一烷酮)(PECT)这类两亲三嵌段共聚物得到的温敏可注射水凝胶，该水凝胶促进了由于水溶性差导致低生物利用度的植物活性成分embelin的递送，并实现该植物活性成分在体内的可持续释放。在一次将负载有embelin的水凝胶注射肝癌小鼠时，发现了每次每只肝癌小鼠注射0.5mg的低剂量所发挥的药效相当于一次性注射6mgembelin，这一结果证实了物理水凝胶在提高治疗效果方面的潜在作用。然而，目前现有水凝胶大部分类似上述PECT温敏水凝胶，其凝胶化过程依赖于温度变化，不适用于在目标区域的温度变化不足以满足凝胶化点的情况，这限制了这类水凝胶在药物递送系统中的广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种水凝胶材料，旨在解决现有水凝胶的凝胶化过程依赖温度变化的技术问题。本专利技术的另一目的在于提供一种上述水凝胶材料的制备方法。本专利技术的又一目的在于提供一种药物递送系统及其制备方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下具体技术方案：一种水凝胶材料，包括：甲基丙烯酸基团修饰的羟丙基甲基纤维素。本专利技术提供的用于药物递送的水凝胶材料，包括：甲基丙烯酸基团修饰的羟丙基甲基纤维素，为羟丙基甲基纤维素经甲基丙烯酸基团修饰改性的衍生物，其在亲水环境中的溶解度低，当将含该水凝胶材料的溶液注入亲水介质中时，由于长分子链间的相互作用驱动物理缠结形成三维网络结构，从而实现原位凝胶化，且凝胶化过程不受环境温度变化的影响，适用于递送大部分药物，使得药物释放持续时间长，利于这类水凝胶在药物递送系统中的广泛应用。相应的，一种上述水凝胶材料的制备方法，包括：提供羟丙基甲基纤维素、含甲基丙烯酸基团的化合物和反应溶剂，将所述羟丙基甲基纤维素和所述含甲基丙烯酸基团的化合物在所述反应溶剂中进行反应。本专利技术提供的上述水凝胶材料的制备方法，通过将含甲基丙烯酸基团的化合物与羟丙基甲基纤维素反应进行羟丙基甲基纤维素的修饰改性，操作简便，易于量产。相应的，一种药物递送系统，包括：用于负载药物的水凝胶，所述水凝胶由前述水凝胶材料或上述制备方法制得的水凝胶材料制得。本专利技术提供的药物递送系统，包括由上述水凝胶材料制得的水凝胶，成分组成简单，安全性高，且所述水凝胶材料在亲水介质中可原位凝胶化形成三维网络结构，可将药物包封在其三维网络结构内，其凝胶化过程不受环境温度变化的影响，药物包封率高，药物可持续释放时间长，适用于多种药物。相应的，一种上述药物递送系统的制备方法，包括以下步骤：提供水凝胶材料以及分散溶剂，所述分散溶剂为非水介质；将所述水凝胶材料溶解在所述分散溶剂中，制备含水凝胶材料的溶液；将所述含水凝胶材料的溶液注入亲水介质中，原位进行凝胶化，形成所述药物递送系统。本专利技术提供的上述药物递送系统的制备方法，方法简单，操作简便，可以现配现用，便于应用于临床。附图说明图1为本专利技术的一个优选实施例中采用甲基丙烯酸缩水甘油酯对羟丙基甲基纤维素进行修饰改性所涉及的化学反应式；图2为本专利技术测试例1中HPMC-6、HPMC-15、HPMC-50、MH-6、MH-15和MH-50的红外光谱；图3为本专利技术测试例1中HPMC-6、HPMC-15、HPMC-50、MH-6、MH-15和MH-50的氢核磁共振光谱；图4为本专利技术测试例2中HPMC-6的SEM图；图5为本专利技术测试例2中肉眼观察下的MH的外观形态图；图6为本专利技术测试例2中MH-6的SEM图；图7为本专利技术测试例2中药物递送系统MH-6-5％在亲水介质中的结构推测图；图8为测试例4中HPMC-6、HPMC-15和HPMC-50的热重分析曲线；图9为测试例4中MH-6、MH-15和MH-50的热重分析曲线；图10为测试例5中采用100μL含有冻干水凝胶的细胞培养基替换培养基在37℃培养5小时后3T3小鼠成纤维细胞的细胞活力；图11为测试例5中采用含有冻干水凝胶的细胞培养基完全替换培养基继续培养至24小时后的3T3小鼠成纤维细胞的细胞活力；图12为测试例6中MH-6-1％、MH-6-5％、MH-6-10％、MH-15-1％、MH-15-5％、MH-15-10％、MH-50-1％、MH-50-5％和MH-50-10％的药物包封率测试结果；图13为测试例7中MH-15-1％、MH-15-5％和MH-15-10％的药物释放率；图14为测试例7中MH-6-5％、MH-15-5％和MH-50-5％的药物释放率；图15为测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水凝胶材料，其特征在于，包括：甲基丙烯酸基团修饰的羟丙基甲基纤维素。/n

【技术特征摘要】
1.一种水凝胶材料，其特征在于，包括：甲基丙烯酸基团修饰的羟丙基甲基纤维素。


2.根据权利要求1所述的水凝胶材料，其特征在于，所述水凝胶材料用于制备药物递送系统；和/或
所述甲基丙烯酸基团修饰的羟丙基甲基纤维素的分子量为1000-6000000。


3.根据权利要求1所述的水凝胶材料，其特征在于，所述甲基丙烯酸基团修饰的羟丙基甲基纤维素中，所述羟丙基甲基纤维素为溶解在20℃的水中形成1.5wt％-2.5wt％水溶液时具有粘度6-100mPa·s的羟丙基甲基纤维素。


4.根据权利要求1至3任一项所述的水凝胶材料，其特征在于，所述甲基丙烯酸基团修饰的羟丙基甲基纤维素选自甲基丙烯酸缩水甘油酯修饰的羟丙基甲基纤维素、甲基丙烯酸修饰的羟丙基甲基纤维素、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯修饰的羟丙基甲基纤维素或其他含甲基丙烯酸基团的化合物修饰的羟丙基甲基纤维素。


5.一种权利要求1至4任一项所述的水凝胶材料的制备方法，其特征在于，包括：
提供羟丙基甲基纤维素、含甲基丙烯酸基团的化合物和反应溶剂，将所述羟丙基...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎永富，黄永德，黄敏坚，
申请(专利权)人：香港理工大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44