專利名稱：一種刺激響應(yīng)型酯化納米纖維素前藥緩釋材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料或者藥物緩釋材料技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種基于改性納米纖維的藥物緩釋材料的制備方法。
背景技術(shù)：
在如今的醫(yī)學(xué)治療中，給藥往往依賴傳統(tǒng)的給藥方式進行。藥物進入血液后，藥劑成分在血液中的濃度在短時間內(nèi)大幅度上升，之后由于人體代謝體統(tǒng)的作用，大部分未發(fā)揮作用藥物就會被代謝出體外，使得血液中藥物濃度降低至有效血藥濃度以下。因此研究新型藥物劑型使其具備穩(wěn)定儲藏、納米微粒、控釋緩釋等優(yōu)點，以便更好地控制藥量、更積極主動地發(fā)揮藥物的治療作用，提高利用率和降低毒副作用，提高藥物的臨床療效、安全性和有效性，既有效治療疾病又減輕患者痛苦。成為目前研究的重點和熱點藥物緩釋成為藥品新劑型研究的熱點所在。如美國3M公司研制開發(fā)的封裝并實現(xiàn)藥物控制釋放的多層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，天津凱文生物科技有限公司研制開發(fā)的曲美他嗪緩釋膠囊，江蘇天竹化工科技有限公司研制開發(fā)的可用于藥物緩釋方向的殼聚糖丙烯酸酯類藥物復(fù)合材料以及西班牙C0NSEJ0 SUPERIOR機構(gòu)研制開發(fā)的一種無機摻雜性復(fù)合材料用于藥物緩釋等
等。
目前常用于藥物輔料領(lǐng)域的天然高分子材料有淀粉、明膠、殼聚糖、纖維素醚等，它們的作用機理和使用方法不盡相同，釋放效果也有差別。淀粉廣泛應(yīng)用與片劑藥物中，起著黏合劑、崩解劑和填充劑的作用，在藥物釋放過程中結(jié)合水分而增強藥物的穩(wěn)定性，以及在緩釋制劑中起到控制藥物釋放速率的作用，但由于其吸濕團聚，流動性差等缺點，使其應(yīng)用具有局限性。明膠通過交聯(lián)反應(yīng)形成緩釋層，可以更好地控制藥物的釋放行為從而被廣泛應(yīng)用，但其作為小分子藥物載體時緩釋性能較差。殼聚糖是存在于甲殼綱動物、真菌和植物的細胞壁中的一種天然高分子材料，有良好的生物相容性，但單純由殼聚糖作為藥物輔料在藥物控釋方面效果并不理想。因此，開發(fā)功能多樣，性能優(yōu)越的天然高分子緩釋材料是目前藥物輔料研究領(lǐng)域的一大熱點。近年來大量關(guān)于藥物緩釋基礎(chǔ)研究和臨床治療驗證了緩釋材料在藥物釋放應(yīng)用方面的優(yōu)越性能。新型藥物緩釋材料因其特殊的理化性能，能夠達到保持藥物持續(xù)釋放、良好控制血藥濃度同時兼顧靶向釋放或定向智能釋放等相關(guān)優(yōu)點。納米纖維，作為藥物緩釋載體，具有快速封裝、即時釋放、延時釋放、保護藥物活性。提高藥物的生物利用率以及階段性持續(xù)給藥等優(yōu)異性能，是近年來的研究熱點。國內(nèi)已有納米纖維類緩釋產(chǎn)品具有高藥物封裝率及良好的生物相容性及降解性能，主要集中于透皮類敷料類產(chǎn)品，但普遍存在種類和功能單一、沒有形成系列產(chǎn)品、功能性缺陷等諸多問題。細菌纖維素擁有精密的三維纖維空間結(jié)構(gòu)及活性基團，是一種具潛在開發(fā)能力的可功能化修飾的天然納米級纖維材料，通過合理化結(jié)構(gòu)設(shè)計及改性，在藥物緩釋材料具有廣闊的應(yīng)用前景及臨床功效
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計和制備提供一種酯化改性納米纖維的緩釋載藥材料，同時根據(jù)其實際需要，對納米纖維的物理形態(tài)進行可控性設(shè)計，使其在在保持優(yōu)異生物相容性的同時，具有保護藥物活性，緩解降低藥物毒性，提高藥物生物利用度，通過化學(xué)改性的方法賦予其藥物緩釋特性及pH值智能響應(yīng)控釋的性能。
一種刺激響應(yīng)型酯化納米纖維素前藥緩釋材料的制備方法，將細菌纖維素分子鏈中的活性基團與藥物中的活性基團通過共價鍵鍵合，獲得具有納米級的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的酯化納米纖維前藥緩釋材料。通過水解作用下酯鍵斷裂，將緩釋纖維素分子鏈中鍵合的藥物再一次釋放出來，由于酯化產(chǎn)物水解過程對環(huán)境PH值變化敏感，該緩釋體系對藥物的釋放行為具有pH值響應(yīng)性。具體制備工藝為:
步驟一、細菌纖維素預(yù)處理及物理形態(tài)可控性設(shè)計
取細菌纖維素膜(BC)用去離子水多次沖洗，以除去膜表面培養(yǎng)基及雜質(zhì)。再將膜浸泡于0.ΟΓΟ.5mol/L的NaOH溶液中，再在60_100°C下水浴20 60min，去除留在納米纖維網(wǎng)絡(luò)中的菌體和殘留培養(yǎng)基，然后用去離子水多次沖洗，用酸度計測PH值，約7.(Γ8.0，得到去處內(nèi)毒素的純化細菌纖·維素膜。通過機械加工方式對其物理形態(tài)進行可控性設(shè)計方法，可以得到不同部位的·酯化細菌纖維素前藥材料，方法如下:
方法一:將去除內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜浸泡于去離子水中，使用高速分散器將細菌纖維素膜分散，得到均勻分散的納米纖維懸濁液(通過控制分散時間及高速分散器轉(zhuǎn)速可以得到800ηπΓ400μπι的微納級纖維)，對懸濁液進行低速離心過濾，轉(zhuǎn)速為80(Tl800r/min，得到纖維素漿液。將纖維素漿液倒入實際所需模板中，置于零下40°C冷凍3飛小時至凝膠內(nèi)的流動水完全凝固，真空干燥，可得到分散型細菌纖維素微納纖維。該材料可合成高酯化度纖維素前藥，用于口服類藥劑制備。方法二:去除內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜根據(jù)實際需要，制備成不同尺寸纖維素膜材料，置于零下40°C冷凍3飛小時至凝膠內(nèi)的流動水完全凝固，真空干燥。該材料可合成表面酯化纖維素前藥，用于透皮類藥物栓劑、藥物敷料等的制備。步驟二、接枝藥物活化溶液制備
方法一:將質(zhì)量分數(shù)為1-10%藥物(布洛芬、水楊酸、阿司匹林、甲氨蝶呤等有機酸類藥物)置于40ml乙酸異丙酯中，使用超聲分散裝置，以確保藥物的完全溶解，加入質(zhì)量分數(shù)為0.5-2.5%濃硫酸作為催化劑搖勻，繼續(xù)在超聲分散裝置中靜置2小時，以確保體系的充分活化。方法二:將質(zhì)量分數(shù)為1-10%藥物(布洛芬、水楊酸、阿司匹林、甲氨蝶呤等有機酸類藥物)置于40ml乙酸異丙酯中，使用超聲分散裝置，以確保藥物的完全溶解，加入質(zhì)量比為5:1-25:1 二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)/ 4-二甲氨基吡啶(DMAP)作為催化劑，充分搖勻，繼續(xù)在超聲分散裝置中靜置2小時，以確保體系的充分活化。步驟三酯化納米纖維素前藥緩釋材料的制備
方法一:步驟一中預(yù)處理好的分散細菌纖維素或纖維素膜緩緩加入步驟二中制備的以
0.5-2.5%濃硫酸作為催化劑的乙酸異丙酯溶液，將三口燒瓶置于集熱式磁力加熱攪拌器中，溫度分別設(shè)置為40-90°C，恒溫油浴加熱0.5-5小時，冷凝回流。待反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)物取出，分別用甲醇、乙醇反復(fù)沖洗5次，真空干燥。
方法二:步驟一中預(yù)處理好的分散細菌纖維素或纖維素膜緩緩加入步驟二中制備的以二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)/ 4-二甲氨基吡啶(DMAP)體系作為催化劑的乙酸異丙酯溶液，將三口燒瓶置于集熱式磁力加熱攪拌器中，室溫下反應(yīng)0.5-5小時。待反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)物取出，分別用甲醇、乙醇反復(fù)沖洗5次，真空干燥。所述細菌纖維素可采取機械加工方式制備成分散型的細菌纖維素短纖材料或是不同尺寸的細菌纖維素膜材料，可以得到不同酯化部位不同取代度的載藥材料，從而適應(yīng)緩釋藥物劑型的加工需求。所述使用具有活性基團藥物交聯(lián)改性細菌纖維素生成改性細菌纖維素藥物前體材料的過程中，藥物的選擇，因不同的實際情況，可包括:布洛芬、水楊酸、阿斯利林、甲氨蝶呤等有機羧酸類藥物。所述酯化反應(yīng)催化劑可以選擇98%濃硫酸或二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)/ 4-二甲氨基吡啶(DMAP)體系，從而獲得取代度不同的載藥細菌纖維素。由本方法制備的藥物基團修飾型納米纖維緩釋材料，前期根據(jù)緩釋劑型的實際要求，可以對細菌纖維素形態(tài)進行可控性物理加工，在催化體系的作用下，纖維分子中羥基與藥物分子中羧基通過酯鍵鍵合，形成具有納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的前藥型緩釋體系，并利用酯鍵水解的PH值敏感性，實現(xiàn)對藥物的釋放控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和有益效果:
1、本發(fā)明采用純天然納米纖維，通過生成共價鍵方式獲得一種新型藥物基團修飾的酯化細菌纖維素前藥緩釋材料?？朔爽F(xiàn)有合成型高分子在聚合過程中殘留的引發(fā)劑等化學(xué)試劑影響，更加安全健康。2、本發(fā)明通過反應(yīng) 前期對細菌纖維素進行物理加工設(shè)計兩種不同催化體系，制備出取代度不同的酯化細菌纖維素前藥緩釋材料，可用于制備包括口服前藥、表皮給藥制劑在內(nèi)的多種緩釋劑型。3、本發(fā)明采用獨特的工藝制備的具有微納米纖維或納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，克服了現(xiàn)有植物纖維素緩釋材料存在的無智能性響應(yīng)、緩釋效果差的問題，利用酯鍵水解具有PH依賴性，控制藥物緩釋速率。4、本發(fā)明的制備過程簡單，工藝成熟，適合于改性細菌纖維素緩釋材料的規(guī)模生產(chǎn)。


圖1為通過鍵接形成的功能化細菌纖維素化學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為功能化細菌纖維素的紅外光譜圖。圖3為功能化緩釋體系的掃描電鏡圖。圖4為不同pH值下功能化緩釋體系對藥物的釋放曲線。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施案例，進一步闡述本發(fā)明實施方式。這些實施案例僅僅用于說明本發(fā)明而不是用于限制本發(fā)明的范圍，此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，對本發(fā)明所做各種等價形式的改動，同樣落入本申請權(quán)利要求書所要求的范圍之內(nèi)。實施例1
步驟一、細菌纖維素預(yù)處理及物理形態(tài)可控性設(shè)計
取細菌纖維素膜(BC)用去離子水多次沖洗，以除去膜表面培養(yǎng)基及雜質(zhì)。再將膜浸泡于0.ΟΓΟ.5mol/L的NaOH溶液中，再在60-100°C下水浴20 60min，去除留在納米纖維網(wǎng)絡(luò)中的菌體和殘留培養(yǎng)基，然后用去離子水多次沖洗，用酸度計測PH值，約7.(Γ8.0，得到去處內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜。通過機械加工方式對其物理形態(tài)進行可控性設(shè)計方法，可以得到不同部位的酯化細菌纖維素前藥材料，方法如下:
方法一:將去除內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜浸泡于去離子水中，使用高速分散器將細菌纖維素膜分散，通過控制分散時間及高速分散器轉(zhuǎn)速可以得到800ηπΓ400μπι的微納級纖維，得到均勻分散的納米纖維懸濁液，對懸濁液進行低速離心過濾，轉(zhuǎn)速為80(Tl000r/min。將纖維素漿液倒入實際所需模板中，置于零下40°C冷凍3飛小時至凝膠內(nèi)的流動水完全凝固，真空干燥，可得到分散型細菌纖維素微納纖維。該材料可合成高酯化度纖維素前藥，用于口服類藥劑制備。方法二:去除內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜根據(jù)實際需要，制備成不同尺寸纖維素膜材料，置于零下40°C冷凍3飛小時至凝膠內(nèi)的流動水完全凝固，真空干燥。該材料可合成表面酯化纖維素前藥，用于透皮類藥物栓劑、藥物敷料等的制備。步驟二、接枝藥物活化溶液制備
將質(zhì)量分數(shù)為1-10%藥物(布洛芬、水楊酸、阿司匹林、甲氨蝶呤等有機酸類藥物)置于40ml乙酸異丙酯中，使用超聲分散裝置，以確保藥物的完全溶解，加入質(zhì)量分數(shù)為0.5-1.5%濃硫酸搖勻，繼續(xù)在超聲分散裝置中靜置2小時，以確保體系的充分活化。

步驟三酯化納米纖維素前藥緩釋材料的制備
將步驟一中預(yù)處理好的分散細菌纖維素或纖維素膜緩緩加入步驟二中制備的以
0.5-2.5%濃硫酸作為催化劑的乙酸異丙酯溶液，將三口燒瓶置于集熱式磁力加熱攪拌器中，溫度分別設(shè)置為40-60°C，恒溫油浴加熱2.5-5小時，冷凝回流。待反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)物取出，分別用甲醇、乙醇反復(fù)沖洗5次，真空干燥。實施例2
步驟一、細菌纖維素預(yù)處理及物理形態(tài)可控性設(shè)計
取細菌纖維素膜(BC)用去離子水多次沖洗，以除去膜表面培養(yǎng)基及雜質(zhì)。再將膜浸泡于0.ΟΓΟ.5mol/L的NaOH溶液中，再在60-100°C下水浴20 60min，去除留在納米纖維網(wǎng)絡(luò)中的菌體和殘留培養(yǎng)基，然后用去離子水多次沖洗，用酸度計測PH值，約7.(Γ8.0，得到去處內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜。通過機械加工方式對其物理形態(tài)進行可控性設(shè)計方法，可以得到不同部位的酯化細菌纖維素前藥材料，方法如下:
方法一:將去除內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜浸泡于去離子水中，使用高速分散器將細菌纖維素膜分散，通過控制分散時間及高速分散器轉(zhuǎn)速可以得到800ηπΓ400μπι的微納級纖維，得到均勻分散的納米纖維懸濁液，對懸濁液進行低速離心過濾，轉(zhuǎn)速為100(Τ1400Γ/min。將纖維素漿液倒入實際所需模板中，置于零下40°C冷凍3飛小時至凝膠內(nèi)的流動水完全凝固，真空干燥，可得到分散型細菌纖維素微納纖維。該材料可合成高酯化度纖維素前藥，用于口服類藥劑制備。
方法二:去除內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜根據(jù)實際需要，制備成不同尺寸纖維素膜材料，置于零下40°C冷凍3飛小時至凝膠內(nèi)的流動水完全凝固，真空干燥。該材料可合成表面酯化纖維素前藥，用于透皮類藥物栓劑、藥物敷料等的制備。步驟二、接枝藥物活化溶液制備
將質(zhì)量分數(shù)為1-10%藥物(布洛芬、水楊酸、阿司匹林、甲氨蝶呤等有機酸類藥物)置于40ml乙酸異丙酯中，使用超聲分散裝置，以確保藥物的完全溶解，加入質(zhì)量分數(shù)為0.5-2.5%濃硫酸搖勻，繼續(xù)在超聲分散裝置中靜置2小時，以確保體系的充分活化。步驟三酯化納米纖維素前藥緩釋材料的制備
將步驟一中預(yù)處理好的分散細菌纖維素或纖維素膜緩緩加入步驟二中制備的以
0.5-2.5%濃硫酸作為催化劑的乙酸異丙酯溶液，將三口燒瓶置于集熱式磁力加熱攪拌器中，溫度分別設(shè)置為60-70°C，恒溫油浴加熱1.5-3小時，冷凝回流。待反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)物取出，分別用甲醇、乙醇反復(fù)沖洗5次，真空干燥。實施例3
步驟一、細菌纖維素預(yù)處理及物理形態(tài)可控性設(shè)計
取細菌纖維素膜(BC)用去離子水多次沖洗，以除去膜表面培養(yǎng)基及雜質(zhì)。再將膜浸泡于0.ΟΓΟ.5mol/L的NaOH溶液中，再在60-100°C下水浴20 60min，去除留在納米纖維網(wǎng)絡(luò)中的菌體和殘留培養(yǎng)基，然后用去離子水多次沖洗，用酸度計測PH值，約7.(Γ8.0，得到去處內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜。通過機械加工方式對其物理形態(tài)進行可控性設(shè)計方法，可以得到不同部位的酯化細菌纖維素前藥材料，方法如下:
方法一:將去除內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜浸泡于去離子水中，使用高速分散器將細菌纖維素膜分散，通過控制分散時間及高速分散器轉(zhuǎn)速可以得到800ηπΓ400μπι的微納級纖維，得到均勻分散的納米纖維懸濁液，對懸濁液進行低速離心過濾，轉(zhuǎn)速為130(Τ1800Γ/min。將纖維素漿液倒入實際所需模板中，置于零下40°C冷凍3飛小時至凝膠內(nèi)的流動水完全凝固，真空干燥，可得到分散型細菌纖維素微納纖維。該材料可合成高酯化度纖維素前藥，用于口服類藥劑制備。方法二:去除內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜根據(jù)實際需要，制備成不同尺寸纖維素膜材料，置于零下40°C冷凍3飛小時至凝膠內(nèi)的流動水完全凝固，真空干燥。該材料可合成表面酯化纖維素前藥，用于透皮類藥物栓劑、藥物敷料等的制備。步驟二、接枝藥物活化溶液制備
將質(zhì)量分數(shù)為1-10%藥物(布洛芬、水楊酸、阿司匹林、甲氨蝶呤等有機酸類藥物)置于40ml乙酸異丙酯中，使用超聲分散裝置，以確保藥物的完全溶解，加入質(zhì)量分數(shù)為
1.5-2.5%濃硫酸搖勻，繼續(xù)在超聲分散裝置中靜置2小時，以確保體系的充分活化。步驟三酯化納米纖維素前藥緩釋材料的制備
將步驟一中預(yù)處理好的分散細菌纖維素或纖維素膜緩緩加入步驟二中制備的以0.5-2.5%濃硫酸作為催化劑的乙酸異丙酯溶液，將三口燒瓶置于集熱式磁力加熱攪拌器中，溫度分別設(shè)置為70-80°C，恒溫油浴加熱1-2小時，冷凝回流。待反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)物取出，分別用甲醇、乙醇反復(fù)沖洗5次，真空干燥。

實施例4
步驟一、細菌纖維素預(yù)處理及物理形態(tài)可控性設(shè)計取細菌纖維素膜(BC)用去離子水多次沖洗，以除去膜表面培養(yǎng)基及雜質(zhì)。再將膜浸泡于0.ΟΓΟ.5mol/L的NaOH溶液中，再在60_100°C下水浴20 60min，去除留在納米纖維網(wǎng)絡(luò)中的菌體和殘留培養(yǎng)基，然后用去離子水多次沖洗，用酸度計測PH值，約7.(Γ8.0，得到去處內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜。通過機械加工方式對其物理形態(tài)進行可控性設(shè)計方法，可以得到不同部位的酯化細菌纖維素前藥材料，方法如下:
方法一:將去除內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜浸泡于去離子水中，使用高速分散器將細菌纖維素膜分散，通過控制分散時間及高速分散器轉(zhuǎn)速可以得到800ηπΓ400μπι的微納級纖維，得到均勻分散的納米纖維懸濁液，對懸濁液進行低速離心過濾，轉(zhuǎn)速為KKKTlSOOr/min。將纖維素漿液倒入實際所需模板中，置于零下40°C冷凍3飛小時至凝膠內(nèi)的流動水完全凝固，真空干燥，可得到分散型細菌纖維素微納纖維。該材料可合成高酯化度纖維素前藥，用于口服類藥劑制備。方法二:去除內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜根據(jù)實際需要，制備成不同尺寸纖維素膜材料，置于零下40°C冷凍3飛小時至凝膠內(nèi)的流動水完全凝固，真空干燥。該材料可合成表面酯化纖維素前藥，用于透皮類藥物栓劑、藥物敷料等的制備。步驟二、接枝藥物活化溶液制備
將質(zhì)量分數(shù)為1-10%藥物(布洛芬、水楊酸、阿司匹林、甲氨蝶呤等有機酸類藥物)置于40ml乙酸異丙酯中，使用超聲分散裝置，以確保藥物的完全溶解，加入質(zhì)量分數(shù)為0.5-2.5%濃硫酸搖勻，繼續(xù)在超聲分散裝置中靜置2小時，以確保體系的充分活化。步驟三酯化納米纖維素前藥緩釋材料的制備
將步驟一中預(yù)處理好的分散細菌纖維素或纖維素膜緩緩加入步驟二中制備的以0.5-2.5%濃硫酸作為催化劑的乙酸異丙酯溶液，將三口燒瓶置于集熱式磁力加熱攪拌器中，溫度分別設(shè)置為80-90°C，恒 溫油浴加熱0.5-1小時，冷凝回流。待反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)物取出，分別用甲醇、乙醇反復(fù)沖洗5次，真空干燥。實施例5
步驟一、細菌纖維素預(yù)處理及物理形態(tài)可控性設(shè)計
取細菌纖維素膜(BC)用去離子水多次沖洗，以除去膜表面培養(yǎng)基及雜質(zhì)。再將膜浸泡于0.ΟΓΟ.5mol/L的NaOH溶液中，再在60-100°C下水浴20 60min，去除留在納米纖維網(wǎng)絡(luò)中的菌體和殘留培養(yǎng)基，然后用去離子水多次沖洗，用酸度計測PH值，約7.(Γ8.0，得到去處內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜。通過機械加工方式對其物理形態(tài)進行可控性設(shè)計方法，可以得到不同部位的酯化細菌纖維素前藥材料，方法如下:
方法一:將去除內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜浸泡于去離子水中，使用高速分散器將細菌纖維素膜分散，通過控制分散時間及高速分散器轉(zhuǎn)速可以得到800ηπΓ400μπι的微納級纖維，得到均勻分散的納米纖維懸濁液，對懸濁液進行低速離心過濾，轉(zhuǎn)速為80(Tl800r/min。將纖維素漿液倒入實際所需模板中，置于零下40°C冷凍3飛小時至凝膠內(nèi)的流動水完全凝固，真空干燥，可得到分散型細菌纖維素微納纖維。該材料可合成高酯化度纖維素前藥，用于口服類藥劑制備。方法二:去除內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜根據(jù)實際需要，制備成不同尺寸纖維素膜材料，置于零下40°C冷凍3飛小時至凝膠內(nèi)的流動水完全凝固，真空干燥。該材料可合成表面酯化纖維素前藥，用于透皮類藥物栓劑、藥物敷料等的制備。
步驟二、接枝藥物活化溶液制備
將質(zhì)量分數(shù)為1-10%藥物(布洛芬、水楊酸、阿司匹林、甲氨蝶呤等有機酸類藥物)置于40ml乙酸異丙酯中，使用超聲分散裝置，以確保藥物的完全溶解，加入質(zhì)量比為5:1-25:1二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)/ 4-二甲氨基吡啶(DMAP)作為催化劑，充分搖勻，繼續(xù)在超聲分散裝置中靜置2小時，以確保體系的充分活化。步驟三酯化納米纖維素前藥緩釋材料的制備
將步驟一中預(yù)處理好的分散細菌纖維素或纖維素膜緩緩加入步驟二中制備的以二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)/ 4-二甲氨基吡啶(DMAP)體系作為催化劑的乙酸異丙酯溶液，將三口燒瓶置于集熱式磁力加熱攪拌器中，室溫下反應(yīng)0.5-5小時。待反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)物取出，分別用甲醇、乙醇反復(fù) 沖洗5次，真空干燥。
權(quán)利要求
1.一種刺激響應(yīng)型酯化納米纖維素前藥緩釋材料的制備方法，其特征在于通過堿水高溫預(yù)處理細菌纖維素，去除內(nèi)毒素，根據(jù)實際需要處理細菌纖維素的尺寸，冷凍干燥，保持了細菌纖維素納米級的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；制備含有藥物的乙酸異丙酯溶液，加入干燥后的細菌纖維素，在催化劑作用下反應(yīng)制得功能化改性細菌纖維素緩釋材料，材料本身與藥物活性基團通過酯鍵鍵合，通過水解反應(yīng)釋放藥物，其釋藥過程具有PH響應(yīng)性； 具體步驟如下: 步驟一、細菌纖維素預(yù)處理及物理形態(tài)可控性設(shè)計: 取細菌纖維素膜(BC)用去離子水多次沖洗，以除去膜表面培養(yǎng)基及雜質(zhì)；再將膜浸泡于0.ΟΓΟ.5mol/L的NaOH溶液中，再在60_100°C下水浴20 60min，去除留在納米纖維網(wǎng)絡(luò)中的菌體和殘留培養(yǎng)基，然后用去離子水多次沖洗，用酸度計測PH值為7.(Γ8.0，得到去處內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜；通過機械加工方式對純化細菌纖維素膜物理形態(tài)進行可控性設(shè)計方法，得到不同部位的酯化細菌纖維素前藥材料，方法如下: 方法一:將去除內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜浸泡于去離子水中，使用高速分散器將細菌纖維素膜分散，得到均勻分散800ηπΓ400 μ m的納米纖維懸濁液，對懸濁液進行低速離心過濾，轉(zhuǎn)速為80(Tl800r/min，得到纖維素漿液；將纖維素漿液倒入實際所需模板中，置于零下40°C冷凍3飛小時至凝膠內(nèi)的流動水完全凝固，真空干燥，得到分散型細菌纖維素微納纖維；該材料可合成高酯化度纖維素前藥，用于口服類藥劑制備； 方法二:去除內(nèi)毒素的純化細菌纖維素膜根據(jù)實際需要，制備成不同尺寸纖維素膜材料，置于零下40°C冷凍:Γ5小時至凝膠內(nèi)的流動水完全凝固，真空干燥；該材料可合成表面酯化纖維素前藥，用于透皮類藥物栓劑、藥 物敷料的制備； 步驟二、接枝藥物活化溶液制備: 方法一:將質(zhì)量分數(shù)為1-10%藥物置于40ml乙酸異丙酯中，使用超聲分散裝置，以確保藥物的完全溶解，加入催化劑搖勻，繼續(xù)在超聲分散裝置中靜置2小時，以確保體系的充分活化； 方法二:將質(zhì)量分數(shù)為1-10%藥物置于40ml乙酸異丙酯中，使用超聲分散裝置，以確保藥物的完全溶解，加入催化劑，充分搖勻，繼續(xù)在超聲分散裝置中靜置2小時，以確保體系的充分活化； 步驟三酯化納米纖維素前藥緩釋材料的制備: 方法一:將步驟一中預(yù)處理好的分散細菌纖維素或纖維素膜緩緩加入步驟二中方法一制備的乙酸異丙酯溶液，將三口燒瓶置于集熱式磁力加熱攪拌器中，溫度分別設(shè)置為40-90°C，恒溫油浴加熱0.5-5小時，冷凝回流；待反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)物取出，分別用甲醇、乙醇反復(fù)沖洗5次，真空干燥； 方法二:步驟一中預(yù)處理好的分散細菌纖維素或纖維素膜緩緩加入步驟二中方法二制備的乙酸異丙酯溶液,將三口燒瓶置于集熱式磁力加熱攪拌器中，室溫下反應(yīng)0.5-5小時；待反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)物取出，分別用甲醇、乙醇反復(fù)沖洗5次，真空干燥。
2.如權(quán)利要求1所述一種刺激響應(yīng)型酯化納米纖維素前藥緩釋材料的制備方法，其特征在于:步驟(二)中藥物的選擇，因不同的實際情況，選擇布洛芬、水楊酸、阿司匹林、甲氨蝶呤分子結(jié)構(gòu)中含有羧基類藥物。
3.如權(quán)利要求1一種刺激響應(yīng)型酯化納米纖維素前藥緩釋材料的制備方法，其特征在于:步驟二的方法一所述催化劑是濃度為98%的濃硫酸，方法二所述催化劑是質(zhì)量比為5:1-25:1的二環(huán)己基碳二 亞胺/ 4-二甲氨基吡啶。
全文摘要
一種刺激響應(yīng)型酯化納米纖維素前藥緩釋材料的制備方法，屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域。通過機械加工對細菌纖維素的進行可控式處理，得到800nm~400μm的微納級纖維。制備含有藥物的乙酸異丙酯溶液，加入干燥后的細菌纖維素，在不同的催化體系下發(fā)生酯化反應(yīng)得到取代度不同的酯化改性細菌纖維素前藥緩釋材料。本發(fā)明材料在微觀形貌結(jié)構(gòu)上保持了細菌纖維素的納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從而在結(jié)構(gòu)上具備良好藥物緩釋性能在保持優(yōu)異生物相容性的同時，具有保護藥物活性，緩解降低藥物毒性，提高藥物生物利用度。細菌纖維素分子鏈中的活性基團與藥物中的活性基團通過共價鍵鍵合，藥物分子經(jīng)由水解作用釋放，利用酯化產(chǎn)物的水解過程具備pH值敏感性，實現(xiàn)對藥物的釋放控制。
文檔編號A61K47/48GK103191441SQ201310153788
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者鄭裕東, 史湘寧, 張澤鈺, 張威, 彭韻凌, 林清華 申請人:北京科技大學(xué)