一種角蛋白基雙敏感高分子凝膠的制備及作為藥物載體的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種角蛋白基高分子復(fù)合材料的制備，尤其設(shè)及一種角蛋白/聚 (N-異丙基丙締酷胺）/聚衣康酸復(fù)合雙敏感凝膠的制備；本發(fā)明同時還設(shè)及該角蛋白/聚 (N-異丙基丙締酷胺）/聚衣康酸復(fù)合雙敏感高分子凝膠作為藥物載體的應(yīng)用，屬于復(fù)合材 料領(lǐng)域與生物醫(yī)用材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的進步，藥物控制釋放體系的研究已引起人們越來越廣泛的重視。通過 高分子藥物控制釋放體系，使藥物在載體系統(tǒng)中達到時間或空間上的控制釋放，保持藥物 在血液中對疾病治療所需的最適濃度，避免常規(guī)給藥中，血藥濃度偏高時中毒、低時治療無 效的問題。作為藥物載體的生物材料，應(yīng)當具有很好的生物相容性和降解性能。目前用于 醫(yī)藥領(lǐng)域具有生物相容性和可生物降解的的高分子載體材料主要W合成的聚合物體系和 天然大分子體系為主。
[0003] 角蛋白是外胚層細胞的結(jié)構(gòu)蛋白，廣泛存在于生物體的組織結(jié)構(gòu)中，包括動物皮 膚W及皮膚的衍生物：發(fā)、毛、鱗、羽、甲、蹄、角、爪、瞭等。角蛋白作為一種天然高分子，不僅 來源豐富、價格低廉，且具有可降解、生物相容、熱穩(wěn)定性等優(yōu)良性能。角蛋白已被廣泛應(yīng)用 于飼料和紡織業(yè)中，也有很多利用角蛋白開發(fā)表面活性劑、絮凝劑、氨基酸產(chǎn)品、系列保健 品和化妝品等的研究。角蛋白鏈之間的二硫橋（-S-S-)使其具有剛性結(jié)構(gòu)，也使得角蛋白 的消化與降解相當困難。因此，未經(jīng)改性的角蛋白難W廣泛使用。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，通過 改性、復(fù)合等方法，可將角蛋白作為生物材料使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是提供一種角蛋白基雙敏感高分子凝膠及制備方法； 本發(fā)明另一目的是提供該角蛋白基雙敏感高分子凝膠作為藥物載體在藥物控制釋放 中的應(yīng)用。
[0005] -、角蛋白基雙敏感高分子凝膠的制備 (1)角蛋白溫敏性高分子凝膠的制備：惰性氣體保護下，將0.1~2g羽毛角蛋白分散 于5~80血尿素溶液或稀堿溶液中，加入4~100mg還原劑，升溫至65°C，攬拌20~60 min;加入0.2~4g溫敏性單體、50~700mg交聯(lián)劑并混合均勻；加入30~300mg引發(fā) 劑I，攬拌5~30min;再加入30~300mg引發(fā)劑II，密封后于40~70°C水浴反應(yīng)6~ 36h，產(chǎn)物分別用乙醇、蒸饋水洗涂，除去雜質(zhì)，冷凍干燥，得到角蛋白溫敏性高分子凝膠一 角蛋白/聚（N-異丙基丙締酷胺）水凝膠。
[0006] 羽毛角蛋白從廢棄家禽羽毛中提取，具體提取工藝及性能見專利 ZL200810150653. 2〇
[0007] 所述尿素溶液或稀堿溶液的巧日氨氧化鋼溶液、氨氧化鐘溶液等）濃度0.8~8 mol/L。
[0008] 所述溫敏性單體為N-異丙基丙締酷胺或N，N-二乙基丙締酷胺。
[0009] 所述還原劑采用二硫蘇糖醇或琉基乙醇。
[0010] 所述交聯(lián)劑為先^亞甲基雙丙締酷胺。
[0011] 所述引發(fā)劑I為過硫酸錠或過硫酸鐘，引發(fā)劑II為亞硫酸氨鋼。
[0012] (2)角蛋白基雙敏感高分子凝膠的合成：取上述制備的角蛋白溫敏性高分子凝膠 0.2~3g，浸于5~50血含有1.0~10g酸敏性單體和50~700mg交聯(lián)劑的溶液中， 使角蛋白溫敏性高分子凝膠充分溶脹；然后在惰性氣體保護下，加入0. 1~1g引發(fā)劑III， 密封后于40~80°C的水浴中反應(yīng)6~36h，制得角蛋白基雙敏感高分子水凝膠；分別用乙 醇、蒸饋水洗涂，除去未反應(yīng)的單體和雜質(zhì)，冷凍干燥，得角蛋白基雙敏感高分子干凝膠一 角蛋白/聚（N-異丙基丙締酷胺）/聚衣康酸雙敏感水凝膠。
[001引所述酸敏性單體為衣康酸；交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙締酷胺；引發(fā)劑圓為過硫 酸錠或過硫酸鐘；惰性氣體為氮氣、氣氣或二氧化碳氣體。
[0014] 二、角蛋白復(fù)合雙敏感聚合物凝膠的結(jié)構(gòu)表征 1、宏觀形貌 圖1為本發(fā)明制備的角蛋白基雙敏感高分子凝膠冷凍干燥后的宏觀形貌。從圖1可W看出，該雙敏感高分子凝膠為不均一的多孔結(jié)構(gòu)。
[001引2、紅外圖譜 圖2為角蛋白基雙敏感高分子凝膠冷凍干燥后的紅外吸收光譜圖。從圖2中可知，在 1650cm\l528cm\l232cmi附近出現(xiàn)了蛋白的特征吸收峰(酷胺帶）；在582 cm1處為角蛋白中二硫鍵（S-S)的伸縮振動吸收峰；在1700cm1附近出現(xiàn)了聚衣康酸中 C=O的伸縮振動吸收峰。說明羽毛角蛋白與衣康酸有效復(fù)合。
[0016] 3、熱重分析 圖3為角蛋白基雙敏感高分子凝膠冷凍干燥后的熱重曲線。結(jié)果表明，角蛋白基雙敏 感高分子凝膠的起始分解溫度為95°C，外延起始溫度為160°C，外延終止溫度在420°C，失 重斜率最大點溫度是200°C。與原料角蛋白相比，角蛋白/聚（N-異丙基丙締酷胺）/聚衣 康酸雙敏感水凝膠的熱穩(wěn)定性有了明顯提高。
[0017] 4、掃描電鏡圖 圖4為角蛋白/聚（N-異丙基丙締酷胺）/聚衣康酸雙敏感水凝膠的掃描電鏡圖。通 過掃描電鏡可W看出，角蛋白/聚（N-異丙基丙締酷胺）/聚衣康酸雙敏感水凝膠表面有明 顯的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并且網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上還有多層大小不均一的孔狀結(jié)構(gòu)。因此，角蛋白/聚（N-異 丙基丙締酷胺）/聚衣康酸形成的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有利于不同分子量藥物的負載。
[001引 S、角蛋白基雙敏感聚合物凝膠的性能測試 1、溶脹行為 為了評價角蛋白/聚（N-異丙基丙締酷胺）/聚衣康酸雙敏感水凝膠作為生物材料的 適用性，測試了體溫（37°C)狀態(tài)下，水凝膠在不同模擬生物液中的溶脹率。結(jié)果見圖5,結(jié) 果發(fā)現(xiàn)角蛋白/聚（N-異丙基丙締酷胺）/聚衣康酸雙敏感水凝膠在水中的溶脹度最大，而 在生理鹽水（Sal)中的溶脹率均最低。
[0019] 另外，測試了體溫（37°C)環(huán)境下，角蛋白/聚（N-異丙基丙締酷胺）/聚衣康酸雙 敏感水凝膠在水中的再次溶脹性能。將在二次水中溶脹后再次干燥的角蛋白/聚（N-異丙 基丙締酷胺）/聚衣康酸雙敏感水凝膠置于二次水中，觀察其再溶脹行為，結(jié)果如圖6所示。 干燥后的角蛋白/聚（N-異丙基丙締酷胺）/聚衣康酸雙敏感水凝膠的吸水率為89. 1%，水 凝膠在二次水中再次溶脹，表明水凝膠可重復(fù)使用。
[0020] 2、溫度、抑敏感性 圖7為復(fù)合雙敏感水凝膠在不同溫度下的溶脹率。圖7的結(jié)果顯示，平衡溶脹率在5°C時最低（23.6g/g)，35°C時達最大值（39. 1g/g);高于35°C后溶脹率又逐漸降低。說明該 復(fù)合水凝膠對溫度具有一定的敏感性。
[0021] 圖8為復(fù)合雙敏感水凝膠在不同抑值溶液中的溶脹率變化情況。圖8的結(jié)果顯 示，平衡溶脹率在抑=1. 2溶液中最低（13. 2g/g)，在抑=10. 0時達到最大值（27. 9g/g)，在 pH〉10. 0后溶脹率又逐漸降低，說明在強酸性或堿性溶液中，該復(fù)合水凝膠具有抑敏感性。
[0022] 3、體外藥物釋放性能 W角蛋白/聚（N-異丙基丙締酷胺）/聚衣康酸雙敏感水凝膠為藥物載體，選用小分子 抗癌藥物(鹽酸阿霉素)，在37°C(體溫)下，考察不同抑值環(huán)境（胃液抑=1. 2、腸液抑=8. 4、 血液抑=7. 4)中，水凝膠的體外藥物釋放性能。結(jié)果如圖9所示：酸性條件下（pH=l. 2)藥物 釋放速度較慢，16h時釋放率為66. 3%;弱堿性條件下（pH=8. 4)，16h時釋放率達到81. 1%; 中性條件下（pH=7. 4)，藥物釋放速度最快，16h時釋放率達到93. 3%。
[0023] 另外，實驗中還考察了其它溫度（25°C、42°C)下，不同抑值中凝膠對藥物釋放性 能的影響，發(fā)現(xiàn)與37°C時規(guī)律一致。
[0024] 綜上所述，本發(fā)明W生物相容的天然高分子角蛋白為基體，將溫敏性單體^異丙 基丙締酷胺、酸敏感單體衣康酸進行分步聚合在高分子角蛋白基體上，得到具有溫度和抑 雙重敏感性的角蛋白/聚（N-異丙基丙締酷胺）/聚衣康酸水凝膠，該凝膠具有良好的溶脹 和退溶脹性能，對小分子模型藥物鹽酸阿霉素具有緩釋效果。進一步實驗證明，本發(fā)明制備 的角蛋白/聚（N-異丙基丙締酷胺）/聚衣康酸水凝膠對大分子模型藥物(牛血清白蛋白） 也具有緩釋效果。因此可作為藥物載體應(yīng)用于藥物控制釋放體系中。
【附圖說明】
[00巧]圖1為角蛋白基雙敏感凝膠的宏觀形貌。
[0026] 圖2為角蛋白基雙敏感凝膠的紅外吸收光譜圖。
[0027] 圖3為角蛋白基雙敏感凝膠的熱重曲線。
[0028] 圖4為角蛋白基雙敏感凝膠的掃描電鏡圖。
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