二氧化硅气凝胶在制药中的应用制造技术

二氧化硅气凝胶在制药中的应用，本发明专利技术涉及二氧化硅气凝胶的用途，具体是指二氧化硅气凝胶作为纳米载药系统在制药中的应用。本发明专利技术为制药领域寻找到一种新的药用辅料，该药用辅料并非当今流行的纳米颗粒材料或纳米粉末，而是真正实现了纳米级的载药空穴新结构。实现了现今药用辅料中没有任何一种辅料能够实现的100纳米以下的物理载药尺度，填补了国际国内至今没有纳米级药用辅料的空白。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二氧化硅气凝胶的用途，具体涉及二氧化硅气凝胶作为纳米载药系统在制药中的应用。
技术介绍
随着组合化学和高通量筛选技术在新药研发中的广泛应用，新化合物实体的开发速度越来越快。但据统计，在众多新的具有生理活性的化合物实体中，疏水性化合物越来越多，其所占比例高达40%左右，而化学合成的候选化合物竟高达60%。值得一提的是，在开发阶段中，其中高达40% 70%由于溶解度不足而不能产生足够的疗效。这样，目前全新药物的研究与开发呈现出周期长、投入大、风险高的特点。如果许多候选化合物由于溶解度问题而难以口服吸收或不易直接制成注射剂，导致停止或(和)终止开发，那么必将造成巨大的经济损失和资源浪费。 统计数据表明，药物制剂技术的滞后严重阻碍新药的发展，有一些市场占有率极高的大药品种如紫杉醇(年销售超100亿美金)、胰岛素等仅有注射剂型且存在较大毒副作用，而预期效果更好、市场极为期待的口服等剂型至今没有研制成功。以药物溶解度为例，由于水溶性差的缺陷，四成左右的候选药物不能上市，而溶解度问题的解决至今没有突破性进展。据估计，全球每年约有650亿美元的药品因生物利用度差而造成治疗费用与疗效比例的严重失调。而实际上，许多难溶性药物有着很强的生物活性，在治疗肿瘤、心血管疾病等领域有着良好疗效。因此，如何提高药物的溶解度和吸收率，也成为药剂学研究的热点与难点，迫切需要发展新的制剂技术和剂型来解决这一问题。纳米技术的出现为生物医药发展提供了广阔的前景。近几十年来，各种纳米给药系统层出不穷，如纳米乳、脂质纳米粒、纳米胶束、纳米凝胶、纳米结晶和白蛋白纳米粒等。纳米粒给药系统为难溶性药物的传递提供了一种新载体，可以增加药物的水溶性，提高分散性，具有提高药物的口服吸收和生物利用度以及增强药物靶向性等优点，从而提高药物的疗效；同时该系统能够降低由增溶剂、潜溶剂等辅料以及非靶区高分布所带来的毒副作用；而且该系统还可以使水溶性药物如大分子多肽和蛋白质的注射给药制剂长效化，提高其稳定性，具有刺激性小、毒副作用小等诸多优点。在国际制药领域，抗肿瘤药物专利技术数十年，“新型载药系统药物”也起步数十年，由于沿用传统药用辅料，都未能达到低毒、高效的目标，从而导致多年来仅有少数注射类改型药物出现，如注射用脂质体类药物，白蛋白紫杉醇等，而口服抗肿瘤一线药物，尤其是细胞毒类药物却一个也没有。目前有关纳米粒的研究报道虽不少，但都未能从根本上解决抗肿瘤药物口服生物利用度低的问题，口服后，很大一部分纳米粒不被吸收而直接排出体外，只有一小部分纳米粒被吸收，如果药物吸收在低水平波动，那么其吸收剂量的百分误差将是显著的，对于一个给定剂量来说，如果微粒的摄取超过了预期值，那么毒性将会产生；而如果吸收的量较少或使药物浓度低于治疗的剂量范围，导致治疗失败。在技术指标方面，人们多年研究证明，10 100纳米级的结构最有利于人体对药物的吸收(人类毛细血管为微米级)，但在药用辅料方面，现今所有的法定药用辅料都未达到这一标准(见《药用辅料手册》)。在当今热门的“纳米药物”研究中，一些研究者用各种方法制备出纳米药物及纳米脂质体等，但有的物理尺度仅能达到微米级(材料学认为100纳米以上的尺度不再是纳米)，更多的无法满足发挥药效所需的载药率和包封率。气凝胶通常是指以纳米量级超微颗粒相互聚集构成纳米多孔网络结构，并在网络孔隙中充满气态分散介质的轻质纳米固态材料。气凝胶是一种固体，但是90%都是由气体构成，外观看起来像云一样。气凝胶因其半透明的色彩和超轻重量，有时也被称为“固态烟”或“蓝烟”。最常见的气凝胶为二氧化硅气凝胶，二氧化硅气凝胶是一种防热隔热性能非常优秀的轻质纳米多孔非晶固体材料，其孔隙率高达80 99.8%，孔洞的典型尺寸为I IOOnm,比表面积为200 1000m2/g,而密度可低达3kg/m3,室温导热系数可低达O. 012w/(m ·10。正是由于这些特点使二氧化硅气凝胶材料在隔热保温、生物传感器、催化和光学材料等领域中受到人们的普遍关注，但截至目前，尚未发现将二氧化硅气凝胶材料作为纳米载药系统应用在制药领域中的先例。
技术实现思路
专利技术人通过研究发现，二氧化硅气凝胶既具有材料科学严格定义的小于100纳米的粒径尺度，又具有独立的小于100纳米的空间结构，每毫米厚度达10000层纳米孔，可用于载药的空间(空气)体积达90%以上，可达到史上最闻的载药率。其拥有着提闻药物生物利用度所必需的巨大的比表面积和稳定的纳米孔径，可对多类药物通过“自组装”、“交联”等方式进行纳米分散，与被装载药物形成不会团聚的独立“纳米分散体”，实现真正意义上的“纳米药物”和普适性的多类药物“纳米化”，直接破解了微纳米药物研究中因团聚不能成药、难溶药物很难提高生物利用度等制剂学国际难题。专利技术人通过进一步研究还发现，将二氧化硅气凝胶应用于制药领域，对多种剂型有大大改善药物的生物利用度、降低毒副作用的效果，并在固体分散、缓释和控释等方面展现出了卓越的性能。二氧化硅气凝胶以其巨大的比表面积，前所未有的载药率、高度的生物安全性、极好的生物相容性和生物惰性超过了国际国内所有的现有药用辅料，可运用于化学药物、蛋白多肽药物以及天然药物；可运用于水溶性、醇溶性、脂溶性等多种剂型。本专利技术的目的是提供二氧化硅气凝胶的一种新用途。本专利技术提供的二氧化硅气凝胶的新用途是指二氧化硅气凝胶作为纳米载药系统在制药中的应用。进一步地，是指二氧化硅气凝胶作为纳米载药系统在制备口服制剂中的应用。更进一步地，是指二氧化硅气凝胶作为纳米载药系统在制备口服抗肿瘤药物中的应用。进一步地，所述纳米载药系统是指被载药物以吸附在所述二氧化硅气凝胶的孔洞中的形式所形成的直径小于IOOnm的纳米粒载药系统。进一步地，所述被载药物与所述二氧化硅气凝胶的质量比为I :0. 5 20。进一步地，所述二氧化硅气凝胶为亲水性二氧化硅气凝胶或者疏水性二氧化硅气凝胶经热处理后具有亲水性的二氧化硅气凝胶。更进一步地，所述热处理的温度为300 1000°C。进一步地，所述二氧化硅气凝胶的孔隙率为95 99%、孔径为10 50nm、比表面积为200 1000m2/g、密度为3 300kg/m3、组成网络的胶体颗粒直径为I 50nm。进一步地，二氧化硅气凝胶作为纳米载药系统在制药中的应用是通过以下方式实现的当所述被载药物为可溶性药物时，先将所述被载药物制成饱和或者不饱和溶液，然后加入所述二氧化硅气凝胶进行吸附；当所述被载药物为难溶或不溶性药物时，先将所述被载药物制成混悬液，然后加入所述二氧化硅气凝胶进行吸附，或者将所述被载药物与所述二氧化硅气凝胶一同制成混悬液。另外，有时为了防止药物降解、达到控释或者靶向治疗的要求，还需要使用一些更复杂的剂型。因此，可以应用现有的制剂技术，如微丸化、制粒、喷雾干燥或冷冻干燥等，将纳米混悬液制备成固体制剂。 有益效果与现有技术相比，本专利技术具有以下优点I、本专利技术为制药领域寻找到一种新的药用辅料，该药用辅料并非当今流行的纳米颗粒材料或纳米粉末，而是真正实现了纳米级的载药空穴新结构。实现了现今药用辅料中没有任何一种辅料能够实现的100纳米以下的物理载药尺度，填补了国际国内至今没有纳米级药用辅料的空白，对多类药物的剂型创新具有普适性意义，能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
二氧化硅气凝胶作为纳米载药系统在制药中的应用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭旭，康飞宇，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：