双层水凝胶肠道递送载体及其应用制造技术

本发明专利技术公开了双层水凝胶肠道递送载体及其应用，属于载体递送技术领域。所述双层水凝胶肠道递送载体由以下成分组成：交联的水凝胶基质，植入水凝胶基质内的载体基质，载体基质用于包封待递送的活性物质；所述水凝胶基质为羧基修饰的壳聚糖与氧化双醛多糖交联形成的CMCS

【技术实现步骤摘要】
双层水凝胶肠道递送载体及其应用


[0001]本专利技术涉及双层水凝胶肠道递送载体及其应用，属于载体递送


技术介绍

[0002]益生菌，是通过定殖在人体内，改变宿主某一部位菌群组成的一类对宿主有益的活性微生物。通过调节宿主黏膜与系统免疫功能或通过调节肠道内菌群平衡，促进营养吸收保持肠道健康的作用，从而产生有利于健康作用的单微生物或组成明确的混合微生物。免疫力低下者、消化不良者、便秘患者、腹泻患者、肠道功能逐渐减弱的中老年人、化疗或者放射治疗的肿瘤患者、肝硬化以及腹腔炎患者等均需要补充益生菌。为使益生菌顺利通过胃到达肠道，有必要建立一种适合递送益生菌的包封体系。益生菌是具有繁殖能力的活体，相比于小分子药物，包埋有难度。
[0003]水凝胶因其独特的三维网络结构，能为活细胞提供一个可以注入营养素的水环境，允许细胞生长和感知。同时，也可以防止环境对细胞的危害。此外，水凝胶与天然细胞外基质相似，具有良好的生物安全性、生物相容性和生物降解性。因此，水凝胶可作为封装活性物质的理想材料。
[0004]羧基修饰的壳聚糖(CMCS)是壳聚糖的重要衍生物，保留了壳聚糖良好的生物相容性、生物降解性和安全性。此外，CMCS包含了阳离子和阴离子电荷，是具有pH响应性的两性聚电解质。CMCS上的羧基可以用于感应外界pH。CMCS上含有的活性氨基，可提供共价交联，形成稳定水凝胶。因此，CMCS可作为水凝胶保护载体的理想材料。氧化双醛多糖(PSDs)可作为安全交联剂，交联CMCS可形成稳定的凝胶。但是，壳聚糖具有抗菌活性，壳聚糖及其衍生物不能直接用于益生菌的递送。
[0005]羧甲基纤维素(CarboxymethylCellulose,CMC)，属阴离子型纤维素醚类，外观为白色或微黄色絮状纤维粉末或白色粉末，无臭无味，无毒；易溶于冷水或热水，形成具有一定粘度的透明溶液。溶液为中性或微碱性，不溶于乙醇、乙醚、异丙醇、丙酮等有机溶剂，可溶于含水60％的乙醇或丙酮溶液。有吸湿性，对光热稳定，粘度随温度升高而降低，溶液在pH值2～10稳定，pH低于2有固体析出，pH值高于10粘度降低。CMC可作为粘合剂、增稠剂、悬浮剂、乳化剂、分散剂、稳定剂、上浆剂等。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术，本专利技术提供了一种适合于益生菌的双层水凝胶肠道递送载体，为pH响应性的水凝胶载体，不受胃液的影响，可顺利将益生菌递送至肠道。本专利技术还提供了双层水凝胶肠道递送载体在制备定向递送至肠道的制剂中的应用。本专利技术还提供了一种益生菌制剂。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0008]一种双层水凝胶肠道递送载体，由以下成分组成：交联的水凝胶基质，植入水凝胶基质内的载体基质，所述载体基质用于包封待递送的活性物质；
[0009]所述水凝胶基质，为羧基修饰的壳聚糖与氧化双醛多糖交联形成的CMCS
‑
PSDs；
[0010]所述载体基质为羧甲基纤维素。
[0011]进一步地，所述氧化双醛多糖选自氧化海藻酸钠(ADA)。
[0012]进一步地，所述活性物质选自益生菌；更进一步地，所述益生菌选自植物乳杆菌(LP)、枯草芽孢杆菌(BS)等。
[0013]进一步地，所述CMCS是通过以下方法制备得到的：将20g壳聚糖溶于150mL异丙醇中，加入50mL的浓度为13.3mol/L的NaOH溶液，在60℃下溶胀碱化1h；然后加入100g的一氯乙酸(一氯乙酸溶于异丙醇中，30min内滴加完)，60℃下反应4h；80％乙醇溶液(体积百分数)洗涤，真空干燥，得到CMCS。
[0014]进一步地，所述PSDs是通过以下方法制备得到的：向多糖溶液中加入适量高碘酸钠(NaIO4)，在30℃下反应12h；添加乙二醇以淬灭多余的高碘酸钠，猝灭反应2h；去离子水透析反应物72h，透析液冷冻干燥，得到PSDs。所述多糖溶液的浓度为2％。所述多糖溶液的溶质选自玉米淀粉、马铃薯淀粉、果胶、葡聚糖、海藻酸钠中的任意一种。所述高碘酸钠的加入量为1.4％。
[0015]所述双层水凝胶肠道递送载体在制备定向递送至肠道的制剂中的应用。进一步地，所述制剂为益生菌制剂。
[0016]一种益生菌制剂，由双层水凝胶肠道递送载体和待递送的益生菌组成，益生菌包封在载体基质中。
[0017]进一步地，所述益生菌选自植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌等。
[0018]所述益生菌制剂的制备方法，包括以下步骤：
[0019](1)益生菌菌液离心分离得沉淀物，将沉淀物分散到羟甲基纤维素溶液中，所述羟甲基纤维素溶液的浓度为2.0％～3.0％，优选2.5％；
[0020](2)加入PSDs溶液，混匀，得混合物；所述PSDs溶液的浓度为1.0％～3.0％，优选2.0％；所述羟甲基纤维素溶液与PSDs溶液的体积比为1:0.8～1.2，优选1:1；
[0021](3)使用注射器和泵将上述混合物滴加到CMCS溶液中，即得；所述CMCS溶液的浓度为2.0％～5.0％，优选3.0％；所述混合物与CMCS溶液的体积比为1:0.8～1.2，优选1:1。
[0022]进一步地，所述步骤(1)中，益生菌菌液的浓度为1.0
×
107～1.0
×
109CFU/ml，优选1.0
×
108CFU/ml。
[0023]进一步地，所述步骤(1)中，益生菌菌液与羟甲基纤维素溶液的体积比为1.8～2.2:1，优选2:1。
[0024]本专利技术的双层水凝胶肠道递送载体，以NaIO4为氧化剂氧化天然多糖制备PSDs交联剂，PSDs与CMCS进行交联形成CMCS
‑
PSDs水凝胶，即CMCS上的氨基与PSDs的醛基之间发生席夫碱反应(
‑
C＝N
‑
)。此外，CMCS和PSDs链上含有大量
‑
COOH、
‑
OH、
‑
NH3等官能团，大分子之间能够形成物理交联(氢键作用、静电作用等)。因此，CMCS和PSDs可以形成动态共价反应(化学交联)和非共价交联(物理交联)的双交联网络结构，稳定性更好(酸性条件下会破坏多糖的物理相互作用，但不会破坏席夫碱共价键)。
[0025]本专利技术的双层水凝胶肠道递送载体、益生菌制剂，是由维持整体结构的羧甲基壳聚糖外层和包裹益生菌并将其与羧甲基壳聚糖外层分离的羧甲基纤维素内层组成的双层系统，可保护益生菌使其顺利到达肠道：在胃中，外层分子通过表面的亲水基团迅速吸收周
围水分形成“高分子
‑
水分子”屏障，防止胃液渗入，同时，共价键和氢键通过协同作用形成的致密高分子网络可以防止益生菌释出，从而有效保护益生菌；到达肠道之后，部分氢键通过环境响应性转换成静电斥力，分别在外层和内层迅速形成微米级孔隙并逐步分解，实现益生菌的快速精准释放。
[0026]本专利技术的双层水凝胶肠道递送载体，可以保护活性物质(尤其是益生菌)，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层水凝胶肠道递送载体，其特征在于，由以下成分组成：交联的水凝胶基质，植入水凝胶基质内的载体基质，所述载体基质用于包封待递送的活性物质；所述水凝胶基质，为羧基修饰的壳聚糖与氧化双醛多糖交联形成的CMCS
‑
PSDs；所述载体基质为羧甲基纤维素。2.根据权利要求1所述的双层水凝胶肠道递送载体，其特征在于：所述活性物质选自益生菌；所述益生菌选自植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌。3.根据权利要求1所述的双层水凝胶肠道递送载体，其特征在于，所述CMCS是通过以下方法制备得到的：将20g壳聚糖溶于150mL异丙醇中，加入50mL的浓度为13.3mol/L的NaOH溶液，在60℃下溶胀碱化1h；然后加入100g的一氯乙酸，60℃下反应4h；80％乙醇溶液洗涤，真空干燥，得到CMCS。4.根据权利要求1所述的双层水凝胶肠道递送载体，其特征在于，所述PSDs是通过以下方法制备得到的：向多糖溶液中加入高碘酸钠，在30℃下反应12h；添加乙二醇以淬灭多余的高碘酸钠，猝灭反应2h；去离子水透析反应物72h，透析液冷冻干燥，得到PSDs；所述多糖溶液的溶质选自玉米淀粉、马铃薯淀粉、果胶、葡聚糖、海藻酸钠中的任意一种。5.权利要求1～4中任一项所述的双层...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛相朝，黄文灿，王文洁，薛长湖，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：