一种纳米级肽类药物控释载体LDHS及其制备与应用.pdf

本发明公开了一种纳米级肽类药物控释载体LDHs及其制备与应用。制备方法包括下述步骤：制备镁盐和铝盐的混合盐溶液后；搅拌滴加碱液调节pH为10时，继续恒温搅拌晶化；将经晶化得到的浆液离心弃上清，用去离子水洗涤沉淀以使沉淀的pH值接近中性，整个反应过程在惰性气体氛围下进行。所得产物真空干燥后进行研磨，得到LDHs控释载体材料。将肽类药物溶液滴加至LDHs悬浮液中，在适宜的温度下反应一段时间后，将得到的浆液置于温水水浴中晶化，晶化后制得肽类药物插层LDHs。用该方法将LDHs作为肽类药物的载体，能使肽类药物有良好的缓释效果，并有效地保护肽类药物在释放过程中的旋光性。

权利要求书一种纳米级肽类药物控释载体LDHs的制备方法，其特征在于通过下述步骤制得：
1）制备混合盐溶液：
将镁盐和铝盐加入去离子水中，混合，在惰性气体保护条件下，以400～800rpm转速进行磁力搅拌；
2）定制pH下水解混合盐溶液：
将步骤1）中反应体系升温至50～60℃，开始向体系逐滴滴入浓度为0.1～2.0mol/L的碱液，将体系pH调节为10，继续恒温搅拌1～4h；
3）晶化：
将步骤2）体系中反应得到的浆液置于60℃条件下晶化8～16h；
4）制备纳米级肽类药物控释载体MgAl‑LDHs材料：
将经步骤3）晶化得到的浆液以3000～5000rpm的转速离心5～10min，弃去上清液，用去离子水洗涤沉淀6～12次使沉淀的pH值接近中性，将所得产物在50～80℃真空干燥18～30h，最后将得到的产物研磨，即得纳米级肽类药物控释载体MgAl‑LDHs材料。
根据权利要求1所述的纳米级肽类药物控释载体LDHs的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述的镁盐为硝酸镁、氯化镁或硫酸镁中的至少一种；步骤1）中所述的铝盐为硝酸铝、氯化铝或硫酸铝中的至少一种。
根据权利要求1所述的纳米级肽类药物控释载体LDHs的制备方法，其特征在于：步骤1）中镁盐和铝盐的加入量按摩尔比为(1～10)：1；镁盐或铝盐在水中的浓度为0.1～1.0mol/L。
根据权利要求1所述的纳米级肽类药物控释载体LDHs的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述的惰性气体为氦气、氮气或氩气中的一种；
根据权利要求1所述的纳米级肽类药物控释载体LDHs的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述的碱液为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水中的至少一种。
权利要求1～5任一项所述的制备方法获得的纳米级肽类药物控释载体LDHs材料。
权利要求6所述的纳米级肽类药物控释载体LDHs材料在制备肽类控释药物中的应用。
根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述肽类控释药物通过下述步骤制得：称量2.5～3.0质量份纳米级肽类药物控释载体LDHs材料，加入25～35质量份去离子水，制得MgAl‑LDHs材料溶液；另称取1.0～1.1质量份的肽类药物，溶解于10～20质量份去离子水中，制得肽类药物溶液；在惰性气体的保护下，将肽类药物溶液缓慢滴加MgAl‑LDHs材料溶液中，在温度为55～75℃，反应6～12h后，浆液置于60℃的恒温水浴箱中晶化18～32h，以3000～5000rpm的转速离心5～10min，弃去上清液，使用去离子水洗涤沉淀3～6次，再用丙酮再洗涤1～3次，然后置于40～60℃真空干燥36～54h，制得肽类控释药物。
根据权利要求8所述的肽类控释药物的制备方法，其特征在于：所述的肽类药物为分子量小于500的小分子肽类药物。

说明书一种纳米级肽类药物控释载体LDHs及其制备与应用
技术领域
本发明涉及药物载体材料，特别涉及一种纳米级肽类药物控释载体LDHs及其制备与应用。
背景技术
药物在使用过程中的治疗效果最大化而同时毒副作用最小化的需求一直是医药领域一项重要的研究课题。传统的药物载体大部分是具有网络包含结构的聚合物。被聚合物包裹着的药物在肠胃中会释放出来，但聚合物本身不能被消化或难消化，从而加重病人的负担。水滑石，又称层状双氢氧物（Layered DoubleHydroxides，LDHs）作为无机药物载体，具有生物利用度高、毒副作用小、释放半衰期适当等特点，而且其稳定性、生物相容性和生物可降解性也能解决制剂给药可能遇到的问题，如药物稳定性低或溶解度小、低吸收、药物半衰期短和缺乏特异性，治疗指数低和细胞屏障等问题，具有广泛的应用价值。
多肽，蛋白类作为生物技术类药物有着特殊的疗效，近10年来受到越来越多的关注。但因其不稳定性、易光降解及构型消旋化等缺点，难以直接应用。作为基因类药物，其合成并不复杂，难的是手性合成。如神经传递类药物左旋多巴可用于治疗震颠麻痹，但多巴分子若变为右旋，则没有任何治疗药效。
使用水滑石（LDHs）材料作为药物载体，对于构型易变的多肽、蛋白类药物，具有有效抑制构型变换的作用；而且纳米级的水滑石（LDHs）复合载药材料能够在人体内快速释放药物，达到有效治疗疾病的目的。作为药物载体，LDHs材料夹层结构对药物分子还具有保护作用，药物在层板的保护下能够防止氧化、降解等化学变化。因此，水滑石（LDHs）又被称为“分子容器”，其在贮存和转运不稳定的手性药物方面具有很广阔的应用前景和开发价值。此外，水滑石（LDHs）材料具有独特的阴离子交换功能，结构上具有纳米尺度的夹层空隙，肽类生命物质可通过离子交换或自组装的方式进入水滑石（LDHs）的层间，载药工艺较简单。
对药物载体水滑石（LDHs）的开发在一些文献中（如Fudala A.A.,Palinko I.I，，Kiricsi I.Preparation and characterization of hybrid organic‑inorganic compositematerials using the amphoteric property of amino acids:amino acid intercalatedlayered double hydroxide and montmorillonite[J].Inorg.Chem.,1999,38(21):4653‑4658.）已有报道，如Zn‑Al‑LDH、Mg‑Al‑CO32‑‑LDH材料。但已有的材料大都是通过口服在肠胃吸收的，没有考虑水滑石（LDHs）的颗粒和孔径大小问题。新型的基因治疗药物需要通过针剂静脉注射，而毛细血管的平均直径大约是10μm，而红细胞的直径是6～8μm，若制备成水滑石（LDHs）载药材料，则需要先把LDH制成纳米级。
发明内容
为克服现有技术中的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种具有安全性、稳定性、生物相容性和生物可降解性，易于肽类药物插层的纳米级肽类药物控释载体LDHs的制备方法。
本发明的另一个目的在于提供一种上述制备方法制备得到的纳米级肽类药物控释载体LDHs。
本发明的再一个目的在于提供上述纳米级肽类药物控释载体LDHs的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种纳米级肽类药物控释载体LDHs的制备方法包括下述步骤：
1）制备混合盐溶液：
将镁盐和铝盐加入去离子水中，混合，在惰性气体保护条件下，以400～800rpm转速进行磁力搅拌；
2）定制pH下水解混合盐溶液：
将步骤1）中反应体系升温至50～60℃，开始向体系逐滴滴入浓度为0.1～2.0mol/L的碱液，将体系pH调节为10，继续恒温搅拌1～4h；
3）晶化：
将步骤2）体系中反应得到的浆液置于60℃条件下晶化8～16h；
4）制备纳米级肽类药物控释载体MgAl‑LDHs材料：
将经步骤3）晶化得到的浆液以3000～5000rpm的转速离心5～10min，弃去上清液，用去离子水洗涤沉淀6～12次使沉淀的pH值接近中性，将所得产物在50～80℃真空干燥18～30h，最后将得到的产物研磨，即得纳米级肽类药物控释载体MgAl‑LDHs材料。
步骤1）中所述的镁盐为硝酸镁、氯化镁或硫酸镁中的至少一种；
步骤1）中所述的铝盐为硝酸铝、氯化铝或硫酸铝中的至少一种；
步骤1）中镁盐和铝盐的加入量按摩尔比为(1～10)：1；镁盐或铝盐在水中的浓度为0.1～1.0mol/L；
步骤1）中所述的惰性气体为氦气、氮气或氩气中的一种，主要为了避免CO2的污染；
步骤2）中所述的碱液为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水中的至少一种；
步骤3）中所述的晶化是指将反应得到的浆液置于恒温水浴处理，让晶体稳定成形；
本发明所述的纳米级肽类药物控释载体LDHs材料通过上述方法制备获得。
本发明方法所制备的纳米级肽类药物控释载体LDHs材料可用于肽类控释药物的制备。
所述的肽类控释药物的制备过程为：称量2.5～3.0质量份纳米级肽类药物控释载体LDHs材料，加入装有25～35质量份去离子水的两口烧瓶中；另称取1.0～1.1质量份的肽类药物，溶解于10～20质量份去离子水中。在惰性气体的保护下，将肽类药物溶液缓慢滴加于两口烧瓶中，反应温度为55～75℃，反应6～12h后，浆液置于60℃的恒温水浴箱中晶化18～32h，以3000～5000rpm的转速离心5～10min，弃去上清液，使用去离子水洗涤沉淀3～6次，再用丙酮再洗涤1～3次，然后置于40～60℃真空干燥36～54h，制得肽类药物插层LDHs控释材料，即获得肽类控释药物。
所述的肽类药物为分子量小于500的小分子肽类药物；
所述的肽类控释药物的制备流程图如附图1所示。
本发明与现有技术相比具有以下优点和效果：
（1）本发明采用共沉淀工艺制备MgAl‑LDHs控释载体材料，产率高、在工业生产上具有实际应用价值；
（2）本发明所需的原料易得且价格较为低廉，对于相对已有的聚合物控释载体在造价上有一定的优势；
（3）本发明制备的MgAl‑LDHs控释载体材料与聚合物载体相比具有安全性、稳定性、生物相容性和生物可降解性，能解决制剂给药可能遇到的药物稳定性低或溶解度小、低吸收、药物半衰期短、缺乏特异性和体内毒性较高等问题，应用价值高。
（4）本发明的肽类药物控释载体的制备方法能有使肽类药物完好地插入到水滑石（LDHs）层间，能使肽类药物有良好的缓释效果，并有效地保护肽类药物在释放过程中的旋光性。
（5）本发明得到的纳米级MgAl‑LDHs控释载体材料与已有的载体材料相比，尺寸上有较大的优势，理论上能够应用于新型的基因治疗药物，通过针剂静脉注射。
附图说明
图1是肽类药物插层LDHs制备流程图。
图2是2:1型MgAl‑LDHs控释载体的SEM图。
图3是3:1型MgAl‑LDHs控释载体及以3:1型MgAl‑LDHs控释载体制得的谷胱甘肽‑MgAl‑LDHs的XRD图谱；a：3:1型MgAl‑LDHs材料；b：60℃下插层得到的谷胱甘肽‑MgAl‑LDHs材料；c：70℃下插层得到的谷胱甘肽‑MgAl‑LDHs材料；d：75℃下插层得到的谷胱甘肽‑MgAl‑LDHs材料。
图4是纳米谷胱甘肽插层MgAl‑LDHs在pH为（a）6.5、（b）7.0、（c）7.5的PBS缓冲溶液中的体外缓释行为曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例I制备2:1型MgAl‑LDHs控释载体材料
称取Mg(NO3)2·6H2O 25.64g(0.10mol)，Al(NO3)3·9H2O 18.83g(0.05mol)配置为150mL的混合盐溶液放入双口瓶中，通入氮气5min以除去空气，在50℃恒温水浴锅中400rpm磁力搅拌，缓慢滴加1.0mol/L的NaOH溶液，终点pH值为10.0，继续搅拌反应2h后，所得浆液于60℃晶化12h，4000rpm离心5min，弃去上清液，使用去离子水洗涤至洗涤液的pH接近中性，60℃真空干燥24h后研磨，得到2:1型MgAl‑LDHs控释载体材料。
所制备的2:1型MgAl‑LDHs控释载体材料的SEM图像如附图2所示，该控释载体材料的颗粒呈六边形片层状，且沿垂直于层面的方向紧密堆积，颗粒直径在50～120nm之间。由于LDHs材料本身的结构特征，纳米颗粒之间有点水合团聚，但并不影响颗粒之间的分散性。
实施例II制备3:1型MgAl‑LDHs控释载体材料
精确称取Mg(NO3)2·6H2O 38.46g(0.15mol)，Al(NO3)3·9H2O 18.83g(0.05mol)配置为200mL的混合盐溶液放入双口瓶中，通入氮气5min以除去空气，然后在60℃恒温水浴锅中400rpm磁力搅拌，缓慢滴加浓度为1.0mol/L的NaOH溶液，终点pH值为10.0，继续搅拌反应2h后，所得浆液于60℃晶化12h，4000rpm离心5min，弃去上清液，使用去离子水洗涤至上清液的接近中性，60℃真空干燥24h后研磨，得到3:1型MgAl‑LDHs控释载体材料。
该控释载体材料的晶型特征，可参见图3（a曲线），其主要特征在于2θ=11°附近出现（003）衍射峰，该特征峰对应的d值约为0.78nm。
实施例III离子交换法制备谷胱甘肽插层MgAl‑LDHs
准确称量2.78g MgAl‑LDHs(实施例II中制备的3：1型)，加入盛有30mL去离子水的两口烧瓶中（烧瓶规格150mL）；另称取1.54g（0.005mol）谷胱甘肽溶解于15mL去离子水中。在氮气保护下，将谷胱甘肽溶液缓慢滴加至两口烧瓶中，反应温度60℃，反应8h后以400rpm的速度磁力搅拌，浆液置于60℃的恒温水浴箱中晶化24h，4000rpm离心5min，弃去上清液，用去离子水洗涤三次后，用丙酮再洗涤一次，然后置于50℃真空干燥48h，制得60℃插层得到的谷胱甘肽‑MgAl‑LDHs。
根据以上的方法，改变反应温度至65℃和70℃，制得65℃和70℃插层得到的谷胱甘肽‑MgAl‑LDHs。其60℃，65℃和70℃插层得到的谷胱甘肽‑MgAl‑LDHs其XRD衍射谱图分别参见图3中的b，c和d曲线。（003）、（006）和（009）这三个对称衍射峰以及两个分离的（110）和（113）阳离子层板晶面峰，反映了MgAl‑NO3‑LDHs的特征结晶结构。当谷胱甘肽插层进LDHs的层间后，b、c和d曲线与a曲线相比，d003的层间距从0.78nm增大至1.32nm，表现为其2θ角度从11.45°移动至6.50°，这个结果反映出谷胱甘肽已经成功插入了LDHs的层间。
实施例IV纳米谷胱甘肽‑MgAl‑LDHs的体外缓释实验
（1）模拟缓冲溶液的配制:模拟人体内体液的pH环境，配制磷酸盐缓冲溶液（PBS）。
pH=6.5的PBS溶液配制：取0.2mol/L磷酸二氢钾68.5mL，加入到浓度为0.2mol/L的71.5mL的磷酸氢二钾溶液中，稀释至1000mL，即配得pH=6.5的浓度为0.01mol/L的PBS缓冲溶液；
pH=7.0的PBS溶液配制：取0.2mol/L磷酸二氢钾38mL，加入到浓度为0.2mol/L的52mL磷酸氢二钾溶液中，稀释至1000mL，即配得pH=7.0的浓度为0.01mol/L的PBS缓冲溶液；
pH=7.2的PBS溶液配制：取0.2mol/L磷酸二氢钾16mL，加入到浓度为0.2mol/L的84mL磷酸氢二钾溶液中，稀释至1000mL，即配得pH=7.2浓度为0.01mol/L的PBS缓冲溶液。
（2）体外缓释实验：称取0.050g的实施例III中制备获得的纳米谷胱甘肽‑MgAl‑LDHs粉末分散至装有250mL PBS缓冲溶液（pH=6.5）的锥形瓶中。并置于37℃、50rpm转速的恒温水浴振荡器中连续振荡，按一定时间间隔取上清液5.0mL，体外缓释实验前30min是按照每5min取一次样，30~180min是每30min取一次样，并补充等量的相同pH值的PBS缓冲溶液介质，所取清液在高速离心机（10000rpm）离心5.0min后，取2.0mL离心上清液置于石英比色皿中，用紫外‑分光光度法测量释放出来的谷胱甘肽的吸光度（最大吸收波长为210nm），并通过标准曲线法计算其浓度。利用同样的方法分别在pH=7.0和pH=7.5的PBS缓冲溶液中，检测纳米谷胱甘肽‑MgAl‑LDHs的药物释放行为。
在pH分别为6.5，7.0，7.5下，谷胱甘肽在载体LDHs内的的释放行为见图4。通过对比不同pH下L‑丙谷二肽的释放行为可看出，低pH值条件下更容易达到最大释放量并很快进入释放平衡。原因是低pH条件下更有利于离子交换过程的进行。同时，PBS缓冲溶液中的扩散作用同样重要。L‑丙谷二肽的释放过程可能首先从纳米载药颗粒的内部开始的，然后通过扩散作用，L‑丙谷二肽阴离子被围绕在周围的PBS缓冲溶液中的阴离子介质交换出来，并逐渐达到平衡扩散。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。