一种角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备及作为药物载体的应用
一种角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备及作为药物载体的应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种角蛋白基复合材料，尤其涉及一种角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备；本发明同时还涉及该角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶作为药物载体的应用，属于复合材料领域及生物技术领域。
【背景技术】
[0002]作为动物体表坚韧结构(毛发、角、甲、壳等)元件的角蛋白，蛋白链之间的二硫桥(-S-S-)是其具有刚性结构。但是，二硫桥也使得角蛋白的消化与降解相当困难。因此，未经降解的角蛋白难以作为饲料使用。目前，绝大部分羽毛角蛋白废弃物只是采用垃圾填埋或焚烧的方式处理，这会导致环境污染问题，不符合可持续发展的理念。
[0003]近年来，发现通过改性、复合等方法，可将角蛋白作为生物材料使用。如:将角蛋白溶于离子液体，可制备生物医学工程用角蛋白材料，如CN201110037377、CN201410264014、CN201410263648、CN201410264035、CN201410263650 ;角蛋白与不同材料(如:聚对苯二甲酸乙二酯、聚己内酯、聚氨酯、丝素蛋白)复合，制备一系列复合材料。CN201110219761通过共沉淀法制备了磷灰石/角蛋白复合支架。CN201310449267、CN201310452852公开角蛋白通过原位聚合，可以制备用于药物载体的角蛋白基高分子水凝胶。
[0004]随着科技进步，药物控制释放体系的研宄已引起了越来越广泛的重视。通过高分子药物控制释放体系，使药物在载体系统中达到时间或者空间上的控制释放，保持药物在血液中对疾病治疗所需的最适浓度，避免常规给药中，血药浓度偏高时中毒，偏低时治疗无效的问题。当然，如何提高载体材料的生物相容性，是相关领域研宄的前沿之一。
[0005]海藻酸钠是一种可食，但不易消化的大分子多糖，也是一类无毒的、线性的聚糖醛酸类天然高分子电解质，它在胃肠里具有吸水性、吸附性、阳离子的交换和凝胶过滤等作用，能对人体新陈代谢起到独特的调节效果。海藻酸钠可用于制备球状、膜状形态的药物载体，然而，在药物释放时，海藻酸钠的PH值依赖性将会显示其具有一定的缺陷。
【发明内容】
[0006]本发明的目的利用角蛋白和海藻酸钠的性质，提供一种角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备方法；
本发明的另一目的是提供该角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶作为药物载体在药物控制释放中的应用。
[0007]—、角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备
将0.1?5.0 g羽毛角蛋白溶于2?20 mL的分散液中，在惰性气体保护下，加入2?200 mg还原剂，30?65°C搅拌还原反应10?80 min;加入0.1?2g海藻酸钠，搅拌10?30 min后，加入25?250 mg有机交联剂混合均勾，加入1.5?150 mg引发剂搅拌0.5?3h，再加入0.08?0.8g无机交联剂，继续搅拌反应0.1?I h ;然后将反应液于60?85°C下静置3?6 h ;用乙醇、水浸泡、洗涤后冷冻干燥，得到角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶。
[0008]上述羽毛角蛋白为从废弃家禽羽毛中提取的羽毛角蛋白，具体制备工艺及性能见专利 ZL200810150653.2。
[0009]所述分散液为浓度0.8?8 mo I/L的尿素溶液或稀碱溶液(如氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液等)。
[0010]所述惰性气体为氮气、氩气或二氧化碳气体。
[0011]所述还原剂为二硫苏糖醇或巯基乙醇。
[0012]所述有机交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。
[0013]所述无机交联剂为氯化钙或氯化镁。
[0014]所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸铵钾。
[0015]二、角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的结构表征。
[0016]1、宏观形貌
图1为角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的宏观形貌。从图1可以看出，本发明制备的角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶为多孔状固体材料。
[0017]2、红外图谱
图2为角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的红外吸收光谱图。图2中，在1650 cm'1528cm'1232 cnT1附近出现了蛋白的特征吸收峰(酰胺1、I1、III带)，在582 cm ―1处的吸收峰为角蛋白中二硫键(S-S)的伸缩振动吸收峰。在1100 cnT1处出现海藻酸中C-O的伸缩振动吸收。说明羽毛角蛋白与海藻酸钠有效复合。
[0018]3、热重分析
图3为角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的热重曲线(测试条件:N2保护；升温范围:25?800°C ;升温速度:10°C /min)ο结果表明，角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的失重区间为200?330°C、600?720°C，与原料羽毛角蛋白、海藻酸钠相比，热稳定性大幅度提高。
[0019]4、扫描电镜图
图4为角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的扫描电镜图。通过扫描电镜可以看出，角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的孔径为200?500 nm，为典型的微孔凝胶，因此可以很好的将药物负载于孔结构中。另外由于角蛋白、海藻酸钠两种天然高分子的存在，将有利于不同分子量药物的负载，从而使微孔凝胶具有良好的载药性能。
[0020]三、角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的性能测试 1、溶胀行为
为了评价角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶作为生物材料的适合性，测试了体温(37°c)状态下，微孔凝胶在不同模拟生物液中的溶胀率。结果表明:微孔凝胶在水，D-葡萄糖溶液和生理盐水中的溶胀率比海藻酸钠的高，说明羽毛角蛋白的加入提高了水凝胶的溶胀性會K。
[0021]另外，测试了体温下(37°C)角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶在水中的再次溶胀行为。结果如图5所示:第一次吸水并干燥后的微孔凝胶持水率为87.6%，表明角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶可在水中再次溶胀。与海藻酸钠水凝胶相比，复合微孔凝胶的再次溶胀能力提高。因此，复合微孔凝胶可以多次溶胀，进行重复利用。
[0022]2、温度、pH敏感性为了评价水凝胶对温度的敏感性，测试复合微孔凝胶在不同温度下的溶胀率。结果发现，温度对该复合微孔凝胶溶胀率的影响不显著。
[0023]为了评价水凝胶对pH的敏感性，测试复合微孔凝胶在不同pH值溶液中的溶胀率变化情况。结果发现，在酸性较强环境中复合微孔凝胶溶胀性能较小；随着PH升高，其溶胀性能逐渐提高；当pH=7.0时，其溶胀达到最大值；当pH > 7.0，复合微孔凝胶的溶胀度反而降低。说明该复合微孔凝胶具有酸敏性。
[0024]3、体外药物释放性能
以复合微孔凝胶为药物载体，选用小分子抗癌药物(盐酸阿霉素)，考察了复合微孔凝胶的体外药物释放性能。在人体温度(37°C)下，考察了不同pH值的环境下复合微孔凝胶的释放性能:即胃液(pH=l.2)、肠液(pH=8.4)、血液(pH=7.4)。结果如图6所示。可见酸性条件下(pH=l.2)释放速度慢，16 h时最大释放率为60.9% ;弱碱性条件下(pH=8.4)，药物释放速度较快，最大释放率为68.4% ;中性条件下(pH=7.4)，药物释放速度最快，16 h后累积释放率可达86.7%。说明在中性条件下(血液环境)释放速度快，而酸性环境中(胃液)释放速度最慢。因此利用微孔凝胶的酸敏性，可以实现药物分子的可控释放。另 外，实验中还考察了其它温度(25°C、42°C )下，环境pH值对凝胶的释放性能，发现释放性能与上述(在37 °C下)规律一致。
[0025]综上所述，本发明以生物相容的天然高分子角蛋白、多糖海藻酸钠为原料，制备了一种角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶，具有良好的溶胀和退溶胀性能，且复合微孔凝胶具有pH敏感性，对小分子和大分子模型药物均具有缓释效果。因此，可作为药物载体应用在药物控制释放中。
【附图说明】
[0026]图1为角蛋白复合海藻酸钠微孔凝胶的宏观形貌。
[0027]图2为角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的红外吸收光谱图。
[0028]图3为角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的热重曲线。
[0029]图4为角蛋白复合海藻酸钠微孔凝胶的扫描电镜图。
[0030]图5为角蛋白复合海藻酸钠微孔凝胶在水中的再次溶胀性(37 °C)。
[0031]图6为不同酸度条件下复合微孔凝胶对药物(盐酸阿霉素)的体外释放性能(37。。)。
【具体实施方式】
[0032]下面通过具体实施例对本发明角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备和药物释放性能作进一步说明。
[0033]实施例1
将0.1 g羽毛角蛋白溶于2 mL的浓度0.8mol/L的尿素溶液液中，在惰性气体保护下，加入2mg 二硫苏糖醇，30°C搅拌还原反应80 min ;加入0.1g海藻酸钠，搅拌1min后，加入25mg有机交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺混合均匀，加入1.5mg引发剂过硫酸铵搅拌0.5?3h，再加入0.08无机交联剂氯化钙，继续搅拌反应0.1 h;然后将反应液于60°C下静置6 h;用乙醇、水浸泡、洗涤后冷冻干燥，得到角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶。该复合微孔凝胶在体温环境(37°C)下，对盐酸阿霉素的累积释放率为82%。
[0034]实施例2
将1.0 g羽毛角蛋白溶于5 mL的浓度1.0 mol/L的氢氧化钠液中，在惰性气体保护下，加入10 mg 二硫苏糖醇，45°C搅拌还原反应60min ;加入0.5海藻酸钠，搅拌15 min后，加入50 mg有机交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺混合均匀，加入15 mg引发剂过硫酸铵搅拌lh，再加入0.1g无机交联剂氯化钙，继续搅拌反应0.5 h;然后将反应液于85°C下静置3 h;用乙醇、水浸泡、洗涤后冷冻干燥，得到角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶。该复合微孔凝胶在体温环境(37°C)下，对盐酸阿霉素的累积释放率为76%。
[0035]实施例3
将2.0 g羽毛角蛋白溶于10 mL的浓度2.0 mol/L的尿素溶液中，在惰性气体保护下，加入100 mg巯基乙醇，65°C搅拌还原反应40 min ;加入1.0g海藻酸钠，搅拌30 min后，加入100 mg有机交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺混合均匀，加入50 mg引发剂过硫酸铵搅拌3h，再加入0.5g无机交联剂氯化镁，继续搅拌反应I h ;然后将反应液于70°C下静置4h ;用乙醇、水浸泡、洗涤后冷冻干燥，得到角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶。该复合微孔凝胶在体温环境(37°C)下，对盐酸阿霉素的累积释放率为81%。
[0036]实施例4
将3.5 g羽毛角蛋白溶于15 mL的浓度5 mol/L的尿素溶液中，在惰性气体保护下，加Λ 150 mg 二硫苏糖醇，50°C搅拌还原反应20min ;加入1.5g海藻酸钠，搅拌20 min后，加入200 mg有机交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺混合均匀，加入100 mg引发剂过硫酸钾搅拌2h，再加入0.5g无机交联剂氯化钙，继续搅拌反应0.5 h ;然后将反应液于70°C下静置5h ;用乙醇、水浸泡、洗涤后冷冻干燥，得到角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶。该复合微孔凝胶在体温环境(37°C)下，对盐酸阿霉素的累积释放率为75 %。
[0037]实施例5
将5.0 g羽毛角蛋白溶于20 mL的浓度8 mol/L的尿素溶液中，在惰性气体保护下，加Λ 200 mg 二硫苏糖醇，65°C搅拌还原反应1min ;加入2g海藻酸钠，搅拌25 min后，加入250 mg有机交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺混合均匀，加入150 mg引发剂过硫酸铵搅拌3h，再加入0.Sg无机交联剂氯化钙，继续搅拌反应I h ;然后将反应液于85°C下静置3?6h ;用乙醇、水浸泡、洗涤后冷冻干燥，得到角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶。该复合微孔凝胶在体温环境(37°C)下，对盐酸阿霉素的累积释放率达到85%。
【主权项】
1.一种角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备方法，是将0.1?5.0 g羽毛角蛋白溶于2?20 mL的分散液中，在惰性气体保护下，加入2?200 mg还原剂，30?65°C搅拌还原反应10?80 min ;加入0.1?2g海藻酸钠，搅拌10?30 min后，加入25?250 mg有机交联剂混合均勾，加入1.5?150 mg引发剂搅拌0.5?3h，再加入0.08?0.8g无机交联剂，继续搅拌反应0.1?I h;然后将反应液于60?85°C下静置3?6 h;用乙醇、水浸泡、洗涤后干燥，得到角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶。2.如权利要求1所述角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备方法，其特征在于:所述分散液为浓度0.8?8 mo I/L的尿素溶液或稀碱溶液，。3.如权利要求1所述角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备方法，其特征在于:所述惰性气体为氮气、氩气或二氧化碳气体。4.如权利要求1所述角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备方法，其特征在于:所述还原剂为二硫苏糖醇或巯基乙醇。5.如权利要求1所述角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备方法，其特征在于:所述有机交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。6.如权利要求1所述角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备方法，其特征在于:所述无机交联剂为氯化钙或氯化镁。7.如权利要求1所述角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备方法，其特征在于:所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸铵钾。8.如权利要求1所述角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备方法，其特征在于:所述水凝胶干燥方法为冷冻干燥。9.如权利要求1所述方法制备的角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶作为药物载体的应用。
【专利摘要】本发明提供了一种角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备，属于复合材料领域及生物技术领域。本发明以生物相容的天然高分子蛋白质与多糖，即以角蛋白、海藻酸钠为原料，在有机交联剂、无机交联剂及引发剂的作用下进行自交联聚合而得。该复合微孔凝胶具有良好的溶胀和退溶胀性能，且复合微孔凝胶具有pH敏感性，对小分子和大分子药物均具有缓释效果。体外药物释放性能实验表明，利用该复合微孔凝胶的酸敏性，可以实现药物分子的可控释放，因此可作为药物载体应用在药物控制释放中。
【IPC分类】C08J3/24, C08F222/38, C08F289/00, A61K31/704, C08F291/06, A61P35/00, C08F251/00, C08J3/075, A61K47/36, A61K47/42
【公开号】CN104892864
【申请号】CN201510298838
【发明人】王荣民, 何玉凤, 郭菊花, 吕思瑶, 潘素娟
【申请人】西北师范大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月3日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种角蛋白基复合材料，尤其涉及一种角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备；本发明同时还涉及该角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶作为药物载体的应用，属于复合材料领域及生物技术领域。
【背景技术】
[0002]作为动物体表坚韧结构(毛发、角、甲、壳等)元件的角蛋白，蛋白链之间的二硫桥(-S-S-)是其具有刚性结构。但是，二硫桥也使得角蛋白的消化与降解相当困难。因此，未经降解的角蛋白难以作为饲料使用。目前，绝大部分羽毛角蛋白废弃物只是采用垃圾填埋或焚烧的方式处理，这会导致环境污染问题，不符合可持续发展的理念。
[0003]近年来，发现通过改性、复合等方法，可将角蛋白作为生物材料使用。如:将角蛋白溶于离子液体，可制备生物医学工程用角蛋白材料，如CN201110037377、CN201410264014、CN201410263648、CN201410264035、CN201410263650 ;角蛋白与不同材料(如:聚对苯二甲酸乙二酯、聚己内酯、聚氨酯、丝素蛋白)复合，制备一系列复合材料。CN201110219761通过共沉淀法制备了磷灰石/角蛋白复合支架。CN201310449267、CN201310452852公开角蛋白通过原位聚合，可以制备用于药物载体的角蛋白基高分子水凝胶。
[0004]随着科技进步，药物控制释放体系的研宄已引起了越来越广泛的重视。通过高分子药物控制释放体系，使药物在载体系统中达到时间或者空间上的控制释放，保持药物在血液中对疾病治疗所需的最适浓度，避免常规给药中，血药浓度偏高时中毒，偏低时治疗无效的问题。当然，如何提高载体材料的生物相容性，是相关领域研宄的前沿之一。
[0005]海藻酸钠是一种可食，但不易消化的大分子多糖，也是一类无毒的、线性的聚糖醛酸类天然高分子电解质，它在胃肠里具有吸水性、吸附性、阳离子的交换和凝胶过滤等作用，能对人体新陈代谢起到独特的调节效果。海藻酸钠可用于制备球状、膜状形态的药物载体，然而，在药物释放时，海藻酸钠的PH值依赖性将会显示其具有一定的缺陷。
【发明内容】
[0006]本发明的目的利用角蛋白和海藻酸钠的性质，提供一种角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备方法；
本发明的另一目的是提供该角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶作为药物载体在药物控制释放中的应用。
[0007]—、角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备
将0.1?5.0 g羽毛角蛋白溶于2?20 mL的分散液中，在惰性气体保护下，加入2?200 mg还原剂，30?65°C搅拌还原反应10?80 min;加入0.1?2g海藻酸钠，搅拌10?30 min后，加入25?250 mg有机交联剂混合均勾，加入1.5?150 mg引发剂搅拌0.5?3h，再加入0.08?0.8g无机交联剂，继续搅拌反应0.1?I h ;然后将反应液于60?85°C下静置3?6 h ;用乙醇、水浸泡、洗涤后冷冻干燥，得到角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶。
[0008]上述羽毛角蛋白为从废弃家禽羽毛中提取的羽毛角蛋白，具体制备工艺及性能见专利 ZL200810150653.2。
[0009]所述分散液为浓度0.8?8 mo I/L的尿素溶液或稀碱溶液(如氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液等)。
[0010]所述惰性气体为氮气、氩气或二氧化碳气体。
[0011]所述还原剂为二硫苏糖醇或巯基乙醇。
[0012]所述有机交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。
[0013]所述无机交联剂为氯化钙或氯化镁。
[0014]所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸铵钾。
[0015]二、角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的结构表征。
[0016]1、宏观形貌
图1为角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的宏观形貌。从图1可以看出，本发明制备的角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶为多孔状固体材料。
[0017]2、红外图谱
图2为角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的红外吸收光谱图。图2中，在1650 cm'1528cm'1232 cnT1附近出现了蛋白的特征吸收峰(酰胺1、I1、III带)，在582 cm ―1处的吸收峰为角蛋白中二硫键(S-S)的伸缩振动吸收峰。在1100 cnT1处出现海藻酸中C-O的伸缩振动吸收。说明羽毛角蛋白与海藻酸钠有效复合。
[0018]3、热重分析
图3为角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的热重曲线(测试条件:N2保护；升温范围:25?800°C ;升温速度:10°C /min)ο结果表明，角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的失重区间为200?330°C、600?720°C，与原料羽毛角蛋白、海藻酸钠相比，热稳定性大幅度提高。
[0019]4、扫描电镜图
图4为角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的扫描电镜图。通过扫描电镜可以看出，角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的孔径为200?500 nm，为典型的微孔凝胶，因此可以很好的将药物负载于孔结构中。另外由于角蛋白、海藻酸钠两种天然高分子的存在，将有利于不同分子量药物的负载，从而使微孔凝胶具有良好的载药性能。
[0020]三、角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的性能测试 1、溶胀行为
为了评价角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶作为生物材料的适合性，测试了体温(37°c)状态下，微孔凝胶在不同模拟生物液中的溶胀率。结果表明:微孔凝胶在水，D-葡萄糖溶液和生理盐水中的溶胀率比海藻酸钠的高，说明羽毛角蛋白的加入提高了水凝胶的溶胀性會K。
[0021]另外，测试了体温下(37°C)角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶在水中的再次溶胀行为。结果如图5所示:第一次吸水并干燥后的微孔凝胶持水率为87.6%，表明角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶可在水中再次溶胀。与海藻酸钠水凝胶相比，复合微孔凝胶的再次溶胀能力提高。因此，复合微孔凝胶可以多次溶胀，进行重复利用。
[0022]2、温度、pH敏感性为了评价水凝胶对温度的敏感性，测试复合微孔凝胶在不同温度下的溶胀率。结果发现，温度对该复合微孔凝胶溶胀率的影响不显著。
[0023]为了评价水凝胶对pH的敏感性，测试复合微孔凝胶在不同pH值溶液中的溶胀率变化情况。结果发现，在酸性较强环境中复合微孔凝胶溶胀性能较小；随着PH升高，其溶胀性能逐渐提高；当pH=7.0时，其溶胀达到最大值；当pH > 7.0，复合微孔凝胶的溶胀度反而降低。说明该复合微孔凝胶具有酸敏性。
[0024]3、体外药物释放性能
以复合微孔凝胶为药物载体，选用小分子抗癌药物(盐酸阿霉素)，考察了复合微孔凝胶的体外药物释放性能。在人体温度(37°C)下，考察了不同pH值的环境下复合微孔凝胶的释放性能:即胃液(pH=l.2)、肠液(pH=8.4)、血液(pH=7.4)。结果如图6所示。可见酸性条件下(pH=l.2)释放速度慢，16 h时最大释放率为60.9% ;弱碱性条件下(pH=8.4)，药物释放速度较快，最大释放率为68.4% ;中性条件下(pH=7.4)，药物释放速度最快，16 h后累积释放率可达86.7%。说明在中性条件下(血液环境)释放速度快，而酸性环境中(胃液)释放速度最慢。因此利用微孔凝胶的酸敏性，可以实现药物分子的可控释放。另 外，实验中还考察了其它温度(25°C、42°C )下，环境pH值对凝胶的释放性能，发现释放性能与上述(在37 °C下)规律一致。
[0025]综上所述，本发明以生物相容的天然高分子角蛋白、多糖海藻酸钠为原料，制备了一种角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶，具有良好的溶胀和退溶胀性能，且复合微孔凝胶具有pH敏感性，对小分子和大分子模型药物均具有缓释效果。因此，可作为药物载体应用在药物控制释放中。
【附图说明】
[0026]图1为角蛋白复合海藻酸钠微孔凝胶的宏观形貌。
[0027]图2为角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的红外吸收光谱图。
[0028]图3为角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的热重曲线。
[0029]图4为角蛋白复合海藻酸钠微孔凝胶的扫描电镜图。
[0030]图5为角蛋白复合海藻酸钠微孔凝胶在水中的再次溶胀性(37 °C)。
[0031]图6为不同酸度条件下复合微孔凝胶对药物(盐酸阿霉素)的体外释放性能(37。。)。
【具体实施方式】
[0032]下面通过具体实施例对本发明角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备和药物释放性能作进一步说明。
[0033]实施例1
将0.1 g羽毛角蛋白溶于2 mL的浓度0.8mol/L的尿素溶液液中，在惰性气体保护下，加入2mg 二硫苏糖醇，30°C搅拌还原反应80 min ;加入0.1g海藻酸钠，搅拌1min后，加入25mg有机交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺混合均匀，加入1.5mg引发剂过硫酸铵搅拌0.5?3h，再加入0.08无机交联剂氯化钙，继续搅拌反应0.1 h;然后将反应液于60°C下静置6 h;用乙醇、水浸泡、洗涤后冷冻干燥，得到角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶。该复合微孔凝胶在体温环境(37°C)下，对盐酸阿霉素的累积释放率为82%。
[0034]实施例2
将1.0 g羽毛角蛋白溶于5 mL的浓度1.0 mol/L的氢氧化钠液中，在惰性气体保护下，加入10 mg 二硫苏糖醇，45°C搅拌还原反应60min ;加入0.5海藻酸钠，搅拌15 min后，加入50 mg有机交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺混合均匀，加入15 mg引发剂过硫酸铵搅拌lh，再加入0.1g无机交联剂氯化钙，继续搅拌反应0.5 h;然后将反应液于85°C下静置3 h;用乙醇、水浸泡、洗涤后冷冻干燥，得到角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶。该复合微孔凝胶在体温环境(37°C)下，对盐酸阿霉素的累积释放率为76%。
[0035]实施例3
将2.0 g羽毛角蛋白溶于10 mL的浓度2.0 mol/L的尿素溶液中，在惰性气体保护下，加入100 mg巯基乙醇，65°C搅拌还原反应40 min ;加入1.0g海藻酸钠，搅拌30 min后，加入100 mg有机交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺混合均匀，加入50 mg引发剂过硫酸铵搅拌3h，再加入0.5g无机交联剂氯化镁，继续搅拌反应I h ;然后将反应液于70°C下静置4h ;用乙醇、水浸泡、洗涤后冷冻干燥，得到角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶。该复合微孔凝胶在体温环境(37°C)下，对盐酸阿霉素的累积释放率为81%。
[0036]实施例4
将3.5 g羽毛角蛋白溶于15 mL的浓度5 mol/L的尿素溶液中，在惰性气体保护下，加Λ 150 mg 二硫苏糖醇，50°C搅拌还原反应20min ;加入1.5g海藻酸钠，搅拌20 min后，加入200 mg有机交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺混合均匀，加入100 mg引发剂过硫酸钾搅拌2h，再加入0.5g无机交联剂氯化钙，继续搅拌反应0.5 h ;然后将反应液于70°C下静置5h ;用乙醇、水浸泡、洗涤后冷冻干燥，得到角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶。该复合微孔凝胶在体温环境(37°C)下，对盐酸阿霉素的累积释放率为75 %。
[0037]实施例5
将5.0 g羽毛角蛋白溶于20 mL的浓度8 mol/L的尿素溶液中，在惰性气体保护下，加Λ 200 mg 二硫苏糖醇，65°C搅拌还原反应1min ;加入2g海藻酸钠，搅拌25 min后，加入250 mg有机交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺混合均匀，加入150 mg引发剂过硫酸铵搅拌3h，再加入0.Sg无机交联剂氯化钙，继续搅拌反应I h ;然后将反应液于85°C下静置3?6h ;用乙醇、水浸泡、洗涤后冷冻干燥，得到角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶。该复合微孔凝胶在体温环境(37°C)下，对盐酸阿霉素的累积释放率达到85%。
【主权项】
1.一种角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备方法，是将0.1?5.0 g羽毛角蛋白溶于2?20 mL的分散液中，在惰性气体保护下，加入2?200 mg还原剂，30?65°C搅拌还原反应10?80 min ;加入0.1?2g海藻酸钠，搅拌10?30 min后，加入25?250 mg有机交联剂混合均勾，加入1.5?150 mg引发剂搅拌0.5?3h，再加入0.08?0.8g无机交联剂，继续搅拌反应0.1?I h;然后将反应液于60?85°C下静置3?6 h;用乙醇、水浸泡、洗涤后干燥，得到角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶。2.如权利要求1所述角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备方法，其特征在于:所述分散液为浓度0.8?8 mo I/L的尿素溶液或稀碱溶液，。3.如权利要求1所述角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备方法，其特征在于:所述惰性气体为氮气、氩气或二氧化碳气体。4.如权利要求1所述角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备方法，其特征在于:所述还原剂为二硫苏糖醇或巯基乙醇。5.如权利要求1所述角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备方法，其特征在于:所述有机交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。6.如权利要求1所述角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备方法，其特征在于:所述无机交联剂为氯化钙或氯化镁。7.如权利要求1所述角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备方法，其特征在于:所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸铵钾。8.如权利要求1所述角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备方法，其特征在于:所述水凝胶干燥方法为冷冻干燥。9.如权利要求1所述方法制备的角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶作为药物载体的应用。
【专利摘要】本发明提供了一种角蛋白-海藻酸钠复合微孔凝胶的制备，属于复合材料领域及生物技术领域。本发明以生物相容的天然高分子蛋白质与多糖，即以角蛋白、海藻酸钠为原料，在有机交联剂、无机交联剂及引发剂的作用下进行自交联聚合而得。该复合微孔凝胶具有良好的溶胀和退溶胀性能，且复合微孔凝胶具有pH敏感性，对小分子和大分子药物均具有缓释效果。体外药物释放性能实验表明，利用该复合微孔凝胶的酸敏性，可以实现药物分子的可控释放，因此可作为药物载体应用在药物控制释放中。
【IPC分类】C08J3/24, C08F222/38, C08F289/00, A61K31/704, C08F291/06, A61P35/00, C08F251/00, C08J3/075, A61K47/36, A61K47/42
【公开号】CN104892864
【申请号】CN201510298838
【发明人】王荣民, 何玉凤, 郭菊花, 吕思瑶, 潘素娟
【申请人】西北师范大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月3日
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