一种表面羧基化纳米纤维素、药物制剂及其在治疗肥胖症的应用制造技术

本发明专利技术涉及到生物医药领域，是一种用于治疗肥胖症和其它与肠道相关的慢性疾病的药物制剂。该药物制剂的核心成分是表面羧基化纳米纤维素。本发明专利技术所提到的纳米纤维素减肥制剂溶液在胃酸环境(pH＝1～3)中迅速由液体转变成水凝胶状态，进而通过增加饱腹感和减小食欲起到减肥作用；当进入肠道环境(小肠pH＝6.5-7，大肠pH＝5-7)，该水凝胶又转变成溶液状态并顺利排出体外。本发明专利技术药物制剂的组成生物安全高、减肥效果显著，不会造成人体严重副作用。不会造成人体严重副作用。

【技术实现步骤摘要】
一种表面羧基化纳米纤维素、药物制剂及其在治疗肥胖症的应用


[0001]本专利技术涉及生物医药领域，是一种表面羧基化纳米纤维素、药物制剂，以及其在治疗肥胖症和其它与肠道相关的慢性疾病的药物中的应用。

技术介绍

[0002]肥胖症是现代社会的一种流行病，随着人们生活水平的提高，肥胖人群的比例也越来越高。肥胖症还可以诱发包括糖尿病，心脑血管疾病以及非酒精性脂肪性肝炎等。目前还没有令人满意的安全有效的减肥手段。对于体重超重的人群，通常通过手术切胃，或者在胃里植入水袋等方式来减少进食量，进而达到减肥的目的，然而手术会给患者带来巨大痛苦，并且可能会产生贫血、骨质疏松等副作用。服用减肥药也可以收到一定的减肥效果，但是以往的减肥药都是通过靶向大脑的神经回路来抑制食欲或者刺激产生饱腹感，因此具有很大的副作用。2019年4月，美国生物技术公司Gelesis宣布旗下一种新型的治疗肥胖症的药物Plenity通过了FDA批准，该药物成分是改性纤维素(羧甲基纤维素)和柠檬酸，两种物质通过化学交联形成具有微观三维网络结构的水凝胶微粒，进一步，这些微粒被制成粉体药物。该药物进入胃部之后能够迅速吸水膨胀并形成水凝胶微粒，这些微粒会占据胃容量空间，进而引发饱腹感。该药物的优点在于不是通过抑制大脑的神经回路产生饱腹感，而是通过物理性占据胃部空间引发饱腹感，因此具有很高的安全性。Plenity的成功开辟了治疗肥胖症的新思路和新方法。
[0003]本专利技术所涉及药物和Plenity减肥药物在药物组成，水凝胶形成原理，降解方式等诸多方面有着本质的区别。首先，本专利技术所涉及药物和Plenity减肥药物在药物组成不同。Plenity减肥药物由羧甲基纤维素和柠檬酸组成，而本专利技术药物由表面羧基化纳米纤维素组成。进一步需要说明的是Plenity减肥药物用到的羧甲基纤维素是再生纤维素分子，而本专利技术药物用到的表面羧基化纳米纤维素是具有纳米结构的新型纤维素材料，并且其他研究者发表论文已证明纳米纤维素可以吸附油脂和胆汁，进而延缓胃肠道内脂肪酶对油脂的降解，降低人体对油脂的吸收。其次，本专利技术所涉及药物和Plenity减肥药物形成水凝胶的原理不同。在Plenity药物中，羧甲基纤维素和柠檬酸是通过化学键交联形成的水凝胶；而在本专利技术所涉及药物中，表面羧基化纳米纤维素的悬浮液对pH具有响应性，在pH>4条件下为液体状态，而在胃酸环境(pH＝1-3)下，纤维素表面羧基质子化诱发纳米纤维素之间形成氢键，进而迅速转变成水凝胶。最后，本专利技术所涉及药物和Plenity减肥药物在降解原理方面不同。Plenity减肥药物从胃部进入肠道后，由于脂键的水解会导致水凝胶部分降解，而本专利技术所涉及药物进入肠道后，由于pH的改变(小肠pH＝6.5-7，大肠pH＝5-7)，该药物会迅速由水凝胶状态转变为溶液状态。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种表面羧基化纳米纤维素，所述纳米纤维素结构为纤维素分子通
过分子间氢键形成的横截面直径在纳米尺度的棒状或线状纳米材料，所述纳米纤维素表面通过化学修饰或物理结合的方法引入羧基基团或者带有羧基的分子基团。
[0005]其中，所述纳米纤维素尺寸范围是：长度为0-1000微米，横截面直径为5-1000纳米；优选地，为长度为1-100微米，横截面直径为3-50纳米。
[0006]其中，所述纳米纤维素来源包括但不限于从木材或植物秸秆提取的微米纤维素和纳米纤维素、从谷物和豆类提取的微米纤维素和纳米纤维素、基于海藻来源的纳米纤维素、基于细菌发酵来源的纳米纤维素等。
[0007]本专利技术还提出了一种表面羧基化纳米纤维素的制备方法，所述制备方法包括以下方法之任意一种或几种：
[0008]方法一：纳米纤维素表面羟基基团被氧化成羧基基团而制得所述表面羧基化纳米纤维素；
[0009]方法二：通过化学修饰将含有羧基基团的化学分子共价连接到纳米纤维素表面，制得所述表面羧基化纳米纤维素；
[0010]方法三：将含有羧基基团的可溶性高分子和纳米纤维素混合制得所述表面羧基化纳米纤维素。
[0011]所述方法一中，通过化学氧化方法致使纳米纤维素表面羧基化的方法包括但不限于TEMPO氧化法，H2O2氧化法，HIO4氧化法，NaClO2氧化法等中的一种或多种；优选地，为TEMPO氧化法制备的表面羧基化纳米纤维素。
[0012]所述方法一中，通过化学氧化法制得的表面羧基化纳米纤维素中，羧基化取代度在0-3之间；优选地，为0.1-1。
[0013]所述方法二中，通过化学修饰方法在纳米纤维素表面引入带羧基基团的分子包括但不限于羧甲基基团和羧乙基基团。
[0014]所述方法三中，通过与其他含羧基基团高分子通过物理相互作用形成所述表面羧基化纳米纤维素，所采用的含羧基基团的可溶性高分子包括但不限于羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、透明质酸、海藻酸等中的一种或多种；优选地，为羧甲基纤维素。
[0015]本专利技术还提出了一种药物制剂，所述药物制剂含有所述的表面羧基化纳米纤维素。
[0016]所述药物制剂包括液体、水凝胶、粉体等。
[0017]所述药物制剂包括含有表面羧基化纳米纤维素的液体、含有表面羧基化纳米纤维素的水凝胶、含有表面羧基化纳米纤维素的粉末等。
[0018]若所述药物制剂是溶液形态，则其中的表面羧基化纳米纤维素的质量浓度在0.1-20％之间；优选地，为0.1-2％。
[0019]若所述药物制剂是凝胶形态，则其中的表面羧基化纳米纤维素的质量浓度在0.1-50％之间；优选地，为0.5-4％。
[0020]若所述药物制剂是粉体形态，则其中的表面羧基化纳米纤维素的质量浓度在0-100％之间；优选地，为5-100％之间。
[0021]本专利技术还提出了所述表面羧基化纳米纤维素、所述药物制剂在制备治疗肥胖症、治疗肠道相关疾病的药物中的应用。
[0022]相关文献证明表面羧基化纳米纤维素在较强酸性条件下可以形成水凝胶，其原理
是纳米纤维素表面的羧基基团遇到酸质子化，进而减少静电排斥作用，并通过氢键相互作用形成三维空间网络。
[0023]在此基础之上，本专利技术发现表面羧基化纳米纤维素的悬浮液在胃部(胃酸环境pH＝1～3)能迅速转变成水凝胶，并且该水凝胶进入肠道后，环境pH升高(小肠pH＝6.5-7，大肠pH＝5-7)，该水凝胶又可以迅速转变成溶液状态，并且目前尚未提及利用表面羧基化纳米纤维素遇酸形成水凝胶这一现象制备减肥药物制剂和治疗肥胖症的相关报道。
[0024]本专利技术的创新处在于巧妙地利用了表面羧基化纳米纤维素对pH的敏感性，并首次发现表面羧基化的纳米纤维素在胃酸环境(pH＝1～3)中由液体转变成凝胶状态，随后在肠道环境(小肠pH＝6.5-7，大肠pH＝5-7)中又由凝胶变为液体的现象，以此开发出治疗肥胖症和其它与肠道相关的慢性疾病的的制剂。
[0025]本专利技术的有益效果在于：本专利技术成功制备了用于治疗肥胖症和其它与肠道相关的慢性疾病的的制剂，该制剂配方的核心本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面羧基化纳米纤维素，其特征在于，所述纳米纤维素结构为纤维素分子通过分子间氢键形成的横截面直径在纳米尺度的棒状或线状纳米材料，所述纳米纤维素表面通过化学或物理结合的方法引入羧基基团或者带有羧基的分子基团。2.如权利要求1所述的表面羧基化纳米纤维素，其特征在于，所述纳米纤维素尺寸范围是：长度为0-1000微米，横截面直径为5-1000纳米。3.如权利要求1所述的表面羧基化纳米纤维素，其特征在于，所述纳米纤维素来源包括从木材或植物秸秆提取的微米纤维素和纳米纤维素、从谷物和豆类提取的微米纤维素和纳米纤维素、基于海藻来源的纳米纤维素、基于细菌发酵来源的纳米纤维素。4.如权利要求1所述的表面羧基化纳米纤维素的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下方法之任意一种或几种：方法一：纳米纤维素表面羟基基团被氧化成羧基基团而制得所述表面羧基化纳米纤维素；方法二：通过化学修饰将含有羧基基团的化学分子共价连接到纳米纤维素表面，制得所述表面羧基化纳米纤维素；方法三：将含有羧基基团的可溶性高分子和纳米纤维素混合制得所述表面羧基化纳米纤维素。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述方法一中，通过化学氧化方法致使纳米纤维素表面羧基化的方法包括TEMPO氧化法，H2O2氧化法，HIO4氧化法，NaClO2氧化法；和/或，通过化学氧化法制得的表面羧基化纳米纤维素中，羧基...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，马欣然，王力，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：