一種基于丁二酸酐改性纖維素的藥物緩釋載體及制備方法與流程

本發(fā)明涉及醫(yī)藥領(lǐng)域，具體涉及一種基于丁二酸酐改性纖維素的藥物緩釋載體及制備方法。

背景技術(shù)：

藥物遞送是一個(gè)包含醫(yī)學(xué)、制藥、工程和化學(xué)領(lǐng)域的知識的多學(xué)科領(lǐng)域。藥物的釋放主要取決于藥物的化學(xué)配方、劑型和給藥途徑。藥物遞送系統(tǒng)主要用于藥物控制和靶向釋放，目的在于提高藥物的治療效果，延長用藥時(shí)間，減少藥物副作用以及保留藥物的生物活性。目前，藥物控釋技術(shù)因其具有常規(guī)劑型的延長釋放時(shí)間、減少中毒效應(yīng)、降低藥物釋放率等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。

近年來，生物質(zhì)衍生的碳水化合物是一種很有前途的以碳為基礎(chǔ)的替代能源和可持續(xù)的化學(xué)原料，特別是天然多糖作為藥物緩釋載體在控制藥物釋放技術(shù)中的應(yīng)用取得了顯著的進(jìn)展。多糖具有生物相容性、低蛋白和細(xì)胞粘附性，可用于制備藥物傳遞系統(tǒng)。纖維素是一種從植物體中提取的由葡萄糖分子聚合而成多糖。纖維素作為一種天然的可再生碳水化合物，在制備和加工樣品中受到了化學(xué)工作者的青睞。由于其具有資源豐富、價(jià)格低廉、對環(huán)境友好、可再生、可生物降解、機(jī)械性能優(yōu)良等優(yōu)良性能，拓寬了它的應(yīng)用范圍。

多潘立酮，一種外周多巴胺受體拮抗劑，能與胃腸壁作用，增強(qiáng)胃腸蠕動，促進(jìn)胃排空，協(xié)調(diào)胃、十二指腸運(yùn)動，抑制惡心嘔吐，有效預(yù)防膽汁反流，不影響胃液分泌。多潘立酮不易通過血腦屏障，所以很少導(dǎo)致更多的錐體外系副作用。然而，多潘立酮在食道中可迅速被吸收，因此，它不能到達(dá)作用部位，因此，一種高效的藥物傳遞系統(tǒng)是提高藥物生物利用度、體內(nèi)釋放特性、降低其副作用的必要條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一是提供一種丁二酸酐改性纖維素在緩釋多潘立酮中的應(yīng)用。

經(jīng)過丁二酸酐改性纖維素含有大量的羧基基團(tuán)和酯基基團(tuán)，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，這些基團(tuán)，尤其是羧基基團(tuán)能夠與多潘立酮中的仲胺氫和羰基氧結(jié)合產(chǎn)生氫鍵，從而使丁二酸酐改性纖維素能夠負(fù)載多潘立酮，同時(shí)羧基基團(tuán)和酯基基團(tuán)使得丁二酸酐改性纖維素與多潘立酮之間形成氫鍵相互作用的位點(diǎn)增加，這加強(qiáng)了丁二酸酐改性纖維素載藥的穩(wěn)定性，從而減慢了多潘立酮的釋放。

本發(fā)明的目的之二是提供一種基于丁二酸酐改性纖維素的藥物緩釋載體的制備方法，將丁二酸酐改性纖維素溶解在1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽中混合均勻形成改性纖維素溶液，向改性纖維素溶液中加入多潘立酮獲得藥物緩釋載體溶液，將藥物緩釋載體溶液轉(zhuǎn)移至模具中，在室溫下放置一段時(shí)間，再向模具中加入冰水，靜置一段時(shí)間后去除上層液體，然后向模具中加入丙三醇溶液，靜置一段時(shí)間后去除上層液體獲得的膜材料即為藥物緩釋載體。

首先，本發(fā)明選用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽離子液體作為溶劑，不僅能夠完全溶解丁二酸酐改性纖維素，而且還能溶解多潘立酮。其次，由于丁二酸酐的改性使得不同的改性纖維素鏈纏繞速度降低，從而阻礙了丁二酸酐改性纖維素的成膜，本發(fā)明將改性纖維素溶液靜置，使得改性纖維素鏈在離子液體中充分舒展，同時(shí)使不同的改性纖維素的鏈充分纏繞，從而大大提高改性纖維素的成膜性；同時(shí)，使多潘立酮與丁二酸酐改性纖維素之間形成的氫鍵更為充分，保證多潘立酮完全負(fù)載在丁二酸酐改性纖維素上。第三，加入冰水，使得改性纖維素與離子液體分離，從而使改性纖維素沉降成膜，還能防止多潘立酮脫離丁二酸酐改性纖維素。第四，，加入丙三醇溶液能夠去除膜中雜質(zhì)，進(jìn)一步提高改性纖維素的成膜性，提高丁二酸酐改性纖維素負(fù)載多潘立酮的效率。

本發(fā)明的目的之三是提供一種上述制備方法制備的藥物緩釋載體。該藥物緩釋載體能夠延長藥物釋放周期和提高藥物耐受性。

本發(fā)明的有益效果為：

1.本發(fā)明以丁二酸酐改性纖維素作為原料制備了負(fù)載多潘立酮的藥物緩釋載體，制備方法簡單，操作方便。

2.本發(fā)明制備的藥物緩釋載體能夠延長藥物釋放周期和提高藥物耐受性，與纖維素相比，藥物釋放80％的時(shí)間可延長3倍以上。

3.本發(fā)明制備的藥物緩釋載體的降解率明顯下降，從而增加了藥物緩釋載體的使用壽命，從而增加了多潘立酮的釋放時(shí)間。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進(jìn)一步理解，本申請的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。

圖1為實(shí)施例5制備的改性纖維素及實(shí)施例15制備的負(fù)載dom的改性纖維素的傅里葉紅外(ftir)光譜圖；

圖2為為實(shí)施例5制備的改性纖維素及實(shí)施例15制備的負(fù)載dom的改性纖維素的x射線衍射(xrd)光譜圖；

圖3為實(shí)施例5制備的改性纖維素及實(shí)施例15制備的負(fù)載dom的改性纖維素的力學(xué)分析圖；

圖4為實(shí)施例4～8制備的的改性纖維素的吸水性曲線；

圖5為實(shí)施例4～8制備的的改性纖維素的降解性能曲線；

圖6為不同膜的相同倍率下表面和斷面的掃描電鏡(sem)圖片，其中，a1,a2均為纖維素制備的膜，b1,b2均為改性纖維素制備的膜，c1,c2均為負(fù)載藥物的改性纖維素制備的膜；

圖7為不同膜的不同倍率下表面的掃描電鏡(sem)圖片，其中，a1,a2均為改性纖維素制備的膜，b1,b2均為負(fù)載藥物的改性纖維素制備的膜；

圖8為實(shí)施例14～18制備的膜的藥物釋放曲線。

具體實(shí)施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

本發(fā)明中所述的丁二酸酐又稱琥珀酸酐，均以sad作為其簡寫。

本發(fā)明中所述的1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽是一種離子液體，簡寫為amimcl。

本發(fā)明中所述的丙三醇溶液為丙三醇的水溶液。

正如背景技術(shù)所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中存在多潘立酮在食道中可迅速被吸收不能到達(dá)作用部位不足，為了解決如上的技術(shù)問題，本申請?zhí)岢隽艘环N丁二酸酐改性纖維素在緩釋多潘立酮中的應(yīng)用。

經(jīng)過丁二酸酐改性纖維素含有大量的羧基基團(tuán)和酯基基團(tuán)，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，這些基團(tuán)，尤其是羧基基團(tuán)能夠與多潘立酮中的仲胺氫和羰基氧結(jié)合產(chǎn)生氫鍵，從而使丁二酸酐改性纖維素能夠負(fù)載多潘立酮，同時(shí)羧基基團(tuán)和酯基基團(tuán)使得丁二酸酐改性纖維素與多潘立酮之間形成氫鍵相互作用的位點(diǎn)增加，這加強(qiáng)了丁二酸酐改性纖維素載藥的穩(wěn)定性，從而減慢了多潘立酮的釋放。

本發(fā)明的一種典型實(shí)施方式中，提供了一種基于丁二酸酐改性纖維素的藥物緩釋載體的制備方法，將丁二酸酐改性纖維素溶解在1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽中混合均勻形成改性纖維素溶液，向改性纖維素溶液中加入多潘立酮獲得藥物緩釋載體溶液，將藥物緩釋載體溶液轉(zhuǎn)移至模具中，在室溫下放置一段時(shí)間，再向模具中加入冰水，靜置一段時(shí)間后去除上層液體，然后向模具中加入丙三醇溶液，靜置一段時(shí)間后去除上層液體獲得的膜材料即為藥物緩釋載體。

首先，本發(fā)明選用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽離子液體作為溶劑，不僅能夠完全溶解丁二酸酐改性纖維素，而且還能溶解多潘立酮。其次，由于丁二酸酐的改性使得不同的改性纖維素鏈纏繞速度降低，從而阻礙了丁二酸酐改性纖維素的成膜，本發(fā)明將改性纖維素溶液靜置，使得改性纖維素鏈在離子液體中充分舒展，同時(shí)使不同的改性纖維素的鏈充分纏繞，從而大大提高改性纖維素的成膜性；同時(shí)，使多潘立酮與丁二酸酐改性纖維素之間形成的氫鍵更為充分，保證多潘立酮完全負(fù)載在丁二酸酐改性纖維素上。第三，加入冰水，使得改性纖維素與離子液體分離，從而使改性纖維素沉降成膜，還能防止多潘立酮脫離丁二酸酐改性纖維素。第四，，加入丙三醇溶液能夠去除膜中雜質(zhì)，進(jìn)一步提高改性纖維素的成膜性，提高丁二酸酐改性纖維素負(fù)載多潘立酮的效率。

為了將更好的將多潘立酮負(fù)載在丁二酸酐改性纖維素膜上，本實(shí)施方式優(yōu)選的，將改性纖維素溶液轉(zhuǎn)移至模具中在室溫下放置2h。

優(yōu)選的，加入冰水后靜置的時(shí)間為30min。能夠充分的將負(fù)載多潘立酮的丁二酸酐改性纖維素沉積成膜。

優(yōu)選的，加入丙三醇溶液前將模具中沉積的膜采用冰水進(jìn)行洗滌。去除藥物緩釋載體中的離子液體等其他溶于水的雜質(zhì)。

進(jìn)一步優(yōu)選的，采用冰水洗滌3～5次。充分去除溶于水的雜質(zhì)。

優(yōu)選的，加入丙三醇溶液后靜置的時(shí)間為30min。能夠充分去除藥物緩釋載體中的有機(jī)物雜質(zhì)。

優(yōu)選的，所述丙三醇溶液中丙三醇的濃度為5％(質(zhì)量)。

為了降低制藥物緩釋載體成本，本發(fā)明的另一種典型實(shí)施方式提供了一種改性纖維素溶液的制備方法，將纖維素溶于1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽中混合均勻形成纖維素溶液，向所述纖維素溶液中加入丁二酸酐和二甲基亞砜，攪拌一段時(shí)間后即得改性纖維素溶液。加入二甲基亞砜能夠降低纖維素溶液的粘度，使反應(yīng)更加充分。

優(yōu)選的，所述纖維素溶液的制備步驟是，將纖維素放入1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽中90℃下攪拌至纖維素完全溶解。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述纖維素與1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽的質(zhì)量比為0.3:4。

優(yōu)選的，纖維素中葡萄糖單元與丁二酸酐的摩爾比為1:1～5。保證纖維素改性完全。

本發(fā)明中采用的丁二酸酐可以從上海阿拉丁生化科技股份有限公司、邯鄲市華駿化工有限公司等企業(yè)購得，也可以自行制備。

本發(fā)明的另一種典型實(shí)施方式提供了一種丁二酸酐的制備方法，4g丁二酸和6.4ml乙酸酐加入圓底燒瓶中，混合物在100℃下攪拌直至變?yōu)槌吻迦芤?，繼續(xù)攪拌1h，冷卻至室溫出現(xiàn)沉淀物，此混合物于室溫下放置2h，再在8℃下保持30min確保反應(yīng)充分。反應(yīng)后產(chǎn)物經(jīng)過抽濾、乙醚洗滌、干燥處理，得到透明的白色固體，即為丁二酸酐。

本發(fā)明中采用的1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽可以從上海麥克林生化科技有限公司、上海阿拉丁生化科技股份有限公司等企業(yè)購得，也可以自行制備。

本發(fā)明的另一種典型實(shí)施方式提供了一種1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽的制備方法，將105.84ml烯丙基氯與79.61ml1-甲基咪唑加入500ml燒瓶(摩爾比1.3:1,烯丙基氯過量)，在n2氛圍下，55℃回流，并磁力攪拌(8-9h)。蒸出剩余烯丙基氯，再旋蒸，然后用乙醚洗滌。產(chǎn)物為淺黃色透明液體，即為1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽(amimcl)。

本發(fā)明還提供了一種上述制備方法制備的藥物緩釋載體。該藥物緩釋載體能夠延長藥物釋放周期和提高藥物耐受性。

為了使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更加清楚地了解本申請的技術(shù)方案，以下將結(jié)合具體的實(shí)施例與對比例詳細(xì)說明本申請的技術(shù)方案。

實(shí)施例1丁二酸酐的合成

4g丁二酸和6.4ml乙酸酐加入圓底燒瓶中，混合物在100℃下攪拌直至變?yōu)槌吻迦芤?，繼續(xù)攪拌1h，冷卻至室溫出現(xiàn)沉淀物，此混合物于室溫下放置2h，再在8℃下保持30min確保反應(yīng)充分。反應(yīng)后產(chǎn)物經(jīng)過抽濾、乙醚洗滌、干燥處理，得到透明的白色固體。反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)用¹hnmr證明，¹hnmr譜圖中，δ2.9ppm(s,4h),δ2.5和3.3ppm(m,dmso)。

實(shí)施例2離子液體amimcl的合成

1-甲基咪唑在使用前應(yīng)進(jìn)行旋蒸處理。將105.84ml烯丙基氯與79.61ml1-甲基咪唑加入500ml燒瓶(摩爾比1.3:1,烯丙基氯過量),在n2氛圍下，55℃回流，并磁力攪拌(8-9h)。蒸出剩余烯丙基氯,再旋蒸，然后用乙醚洗滌。產(chǎn)物為淺黃色透明液體。.¹hnmr(400mhz,d2o):δ3.94ppm(s,3h),δ4.85ppm(d,2h),δ5.43ppm(m,1h),δ6.09ppm(m,2h),δ7.48ppm(s,1h),δ7.50ppm(s,1h),δ8.79ppm(s,1h).esi-ms:m/z(+)123.8,m/z(-)35.5.

實(shí)施例3纖維素溶液的制備

將0.3g微晶纖維素放于盛有4gamimcl離子液體中，在90℃下反應(yīng)，直至纖維素全部溶解，得到纖維素溶液。

實(shí)施例4

sad按一定比例加入到纖維素離子液體溶液中(纖維素葡萄糖單元與sad之間的摩爾比為1:1)，然后，二甲基亞砜(dmso)(五滴)加入到纖維素離子液體溶液中以降低反應(yīng)溶液的粘度使該溶液混合均勻。1小時(shí)后，得到改性纖維素溶液；加入蒸餾水而再生，過濾后，再與蒸餾水混合再次強(qiáng)力攪拌3次以去除丁二酸酐和離子液體殘留物，然后進(jìn)行冷凍干燥即得改性纖維素。

實(shí)施例5

sad按一定比例加入到纖維素離子液體溶液中(纖維素葡萄糖單元與sad之間的摩爾比為1:2)，然后，二甲基亞砜(dmso)(五滴)加入到纖維素離子液體溶液中以降低反應(yīng)溶液的粘度使該溶液混合均勻。1小時(shí)后，得到改性纖維素溶液；加入蒸餾水而再生，過濾后，再與蒸餾水混合再次強(qiáng)力攪拌3次以去除丁二酸酐和離子液體殘留物，然后進(jìn)行冷凍干燥即得改性纖維素。

實(shí)施例6

sad按一定比例加入到纖維素離子液體溶液中(纖維素葡萄糖單元與sad之間的摩爾比為1:3)，然后，二甲基亞砜(dmso)(五滴)加入到纖維素離子液體溶液中以降低反應(yīng)溶液的粘度使該溶液混合均勻。1小時(shí)后，得到改性纖維素溶液；加入蒸餾水而再生，過濾后，再與蒸餾水混合再次強(qiáng)力攪拌3次以去除丁二酸酐和離子液體殘留物，然后進(jìn)行冷凍干燥即得改性纖維素。

實(shí)施例7

sad按一定比例加入到纖維素離子液體溶液中(纖維素葡萄糖單元與sad之間的摩爾比為1:4)，然后，二甲基亞砜(dmso)(五滴)加入到纖維素離子液體溶液中以降低反應(yīng)溶液的粘度使該溶液混合均勻。1小時(shí)后，得到改性纖維素溶液；加入蒸餾水而再生，過濾后，再與蒸餾水混合再次強(qiáng)力攪拌3次以去除丁二酸酐和離子液體殘留物，然后進(jìn)行冷凍干燥即得改性纖維素。

實(shí)施例8

sad按一定比例加入到纖維素離子液體溶液中(纖維素葡萄糖單元與sad之間的摩爾比為1:5)，然后，二甲基亞砜(dmso)(五滴)加入到纖維素離子液體溶液中以降低反應(yīng)溶液的粘度使該溶液混合均勻。1小時(shí)后，得到改性纖維素溶液；加入蒸餾水而再生，過濾后，再與蒸餾水混合再次強(qiáng)力攪拌3次以去除丁二酸酐和離子液體殘留物，然后進(jìn)行冷凍干燥即得改性纖維素。

實(shí)施例9

將實(shí)施例4制備的3.5g改性纖維素溶液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯模具(φ＝8cm)，并在室溫下放置2h。將其浸入冰水中30min，然后用冰水洗滌至少三次，再浸入5％的丙三醇溶液中30min，室溫下成膜。將干燥后的膜剝離并儲存在相對濕度≤20％的干燥器中。

實(shí)施例10

將實(shí)施例5制備的3.5g改性纖維素溶液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯模具(φ＝8cm)，并在室溫下放置2h。將其浸入冰水中30min，然后用冰水洗滌至少三次，再浸入5％的丙三醇溶液中30min，室溫下成膜。將干燥后的膜剝離并儲存在相對濕度≤20％的干燥器中。

實(shí)施例11

將實(shí)施例6制備的3.5g改性纖維素溶液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯模具(φ＝8cm)，并在室溫下放置2h。將其浸入冰水中30min，然后用冰水洗滌至少三次，再浸入5％的丙三醇溶液中30min，室溫下成膜。將干燥后的膜剝離并儲存在相對濕度≤20％的干燥器中。

實(shí)施例12

將實(shí)施例7制備的3.5g改性纖維素溶液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯模具(φ＝8cm)，并在室溫下放置2h。將其浸入冰水中30min，然后用冰水洗滌至少三次，再浸入5％的丙三醇溶液中30min，室溫下成膜。將干燥后的膜剝離并儲存在相對濕度≤20％的干燥器中。

實(shí)施例13

將實(shí)施例8制備的3.5g改性纖維素溶液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯模具(φ＝8cm)，并在室溫下放置2h。將其浸入冰水中30min，然后用冰水洗滌至少三次，再浸入5％的丙三醇溶液中30min，室溫下成膜。將干燥后的膜剝離并儲存在相對濕度≤20％的干燥器中。

實(shí)施例14

向?qū)嵤├?制備的改性纖維素溶液中加入多潘立酮(多潘立酮記為dom)在45℃下攪拌24小時(shí)以保證足夠的藥物負(fù)載，然后取3.5g負(fù)載多潘立酮的改性纖維素溶液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯模具(φ＝8cm)，并在室溫下放置2h。將其浸入冰水中30min，然后用冰水洗滌至少三次，再浸入5％的丙三醇溶液中30min，室溫下成膜。將干燥后的膜剝離并儲存在相對濕度≤20％的干燥器中，使得膜中多潘立酮的負(fù)載濃度為2.5mg/g(每克改性纖維素膜中負(fù)載2.5mg多潘立酮)。

實(shí)施例15

向?qū)嵤├?制備的改性纖維素溶液中加入多潘立酮(多潘立酮記為dom)在45℃下攪拌24小時(shí)以保證足夠的藥物負(fù)載，然后取3.5g負(fù)載多潘立酮的改性纖維素溶液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯模具(φ＝8cm)，并在室溫下放置2h。將其浸入冰水中30min，然后用冰水洗滌至少三次，再浸入5％的丙三醇溶液中30min，室溫下成膜。將干燥后的膜剝離并儲存在相對濕度≤20％的干燥器中，使得膜中多潘立酮的負(fù)載濃度為2.5mg/g(每克改性纖維素膜中負(fù)載2.5mg多潘立酮)。

實(shí)施例16

向?qū)嵤├?制備的改性纖維素溶液中加入多潘立酮(多潘立酮記為dom)在45℃下攪拌24小時(shí)以保證足夠的藥物負(fù)載，然后取3.5g負(fù)載多潘立酮的改性纖維素溶液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯模具(φ＝8cm)，并在室溫下放置2h。將其浸入冰水中30min，然后用冰水洗滌至少三次，再浸入5％的丙三醇溶液中30min，室溫下成膜。將干燥后的膜剝離并儲存在相對濕度≤20％的干燥器中，使得膜中多潘立酮的負(fù)載濃度為2.5mg/g(每克改性纖維素膜中負(fù)載2.5mg多潘立酮)。

實(shí)施例17

向?qū)嵤├?制備的改性纖維素溶液中加入多潘立酮(多潘立酮記為dom)在45℃下攪拌24小時(shí)以保證足夠的藥物負(fù)載，然后取3.5g負(fù)載多潘立酮的改性纖維素溶液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯模具(φ＝8cm)，并在室溫下放置2h。將其浸入冰水中30min，然后用冰水洗滌至少三次，再浸入5％的丙三醇溶液中30min，室溫下成膜。將干燥后的膜剝離并儲存在相對濕度≤20％的干燥器中，使得膜中多潘立酮的負(fù)載濃度為2.5mg/g(每克改性纖維素膜中負(fù)載2.5mg多潘立酮)。

實(shí)施例18

向?qū)嵤├?制備的改性纖維素溶液中加入多潘立酮(多潘立酮記為dom)在45℃下攪拌24小時(shí)以保證足夠的藥物負(fù)載，然后取3.5g負(fù)載多潘立酮的改性纖維素溶液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯模具(φ＝8cm)，并在室溫下放置2h。將其浸入冰水中30min，然后用冰水洗滌至少三次，再浸入5％的丙三醇溶液中30min，室溫下成膜。將干燥后的膜剝離并儲存在相對濕度≤20％的干燥器中，使得膜中多潘立酮的負(fù)載濃度為2.5mg/g(每克改性纖維素膜中負(fù)載2.5mg多潘立酮)。

將纖維素記為mcc，將改性纖維素記為ms，其中，η代表ms中纖維素葡萄糖單元與sad之間的摩爾比，將改性纖維素負(fù)載多潘立酮記為ms/dom，進(jìn)行表征如下：

用ftir、tg/dsc、和xrd來分析再生的載藥和未載藥的sad改性纖維素樣品的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶度的變化。

ftir光譜(圖1)充分地描述了載藥和未載藥的mcc，ms的特征峰，對于原纖維素(曲線a)，在2900.81cm^-1出現(xiàn)的是羥基的伸縮振動吸收峰，在1647.40cm^-1處出現(xiàn)的峰是與水的吸收相關(guān)。此外，在1112.48和1164.39cm^-1處的特征峰是c-o的伸縮振動，它分別屬于c-oh和c-o-c。對于改性纖維素ms(曲線c)紅外光譜顯示了mcc的所有特征峰，此外，在1727.90cm^-1處出現(xiàn)了新的吸收峰，這是羰基的伸縮振動吸收峰，這屬于mcc與sad交聯(lián)后新形成的酯羰基。在2888.03cm^-1處的吸收峰強(qiáng)度明顯增加，這是改性后ch2和ch相互作用的結(jié)果。所有的證據(jù)都證明mcc與sad通過形成酯羰基而改性成功。與此同時(shí)，曲線d，載藥樣品ms/dom，顯示了改性纖維素ms的主要的吸收峰而沒有新的峰出現(xiàn)，這表明藥物知識包封在ms中而沒有新化學(xué)鍵的形成。此外，ms/dom的曲線在1727.90cm^-1處表現(xiàn)出明顯的密集峰，這是由于ms中在1734.67處的峰和dom中在1709.09cm^-1處的峰的重疊，這就證明在藥物存在于載藥聚合物中。與此同時(shí)，藥物中的特征峰發(fā)生了移動，從3523cm^-1移到3377cm^-1,1695cm^-1移到1647cm^-1,1483cm^-1移到1431cm^-1,1434cm^-1移到1372cm^-1,1380cm^-1移到1323cm^-1，這種紅移現(xiàn)象表明樣品中氫原子氧原子之間發(fā)生氫鍵作用。因此，ftir光譜結(jié)果表明，ms和藥物dom有強(qiáng)烈的相互作用是由于氫鍵的形成。這就證實(shí)了如圖2所示的藥物與聚合物之間的物理相互作用。這可以由xrd和tg/dsc的結(jié)果進(jìn)一步例證。

改性纖維素ms與多潘立酮可能的相互作用的結(jié)構(gòu)式如下：

晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)晶度是衡量化合物的重要指標(biāo)。原始mcc和載藥及未載藥的改性ms的結(jié)晶性能在圖2中進(jìn)行比較，結(jié)晶度大小是ms﹤ms/dom﹤mcc。對于原始纖維素(曲線a)，其xrd衍射圖案在2θ為15.27°，16.46°，22.66°，34.57°處表現(xiàn)出四個(gè)強(qiáng)峰，其相應(yīng)的晶面分別為(101)(10ī)(002)和(040)，這是纖維素ⅰ的結(jié)構(gòu)特征峰。對于改性纖維素ms(曲線b)，xrd衍射圖樣在2θ為21.97°處只有一個(gè)寬峰。清楚地觀察到改性纖維素的結(jié)晶度下降，它可以被解釋為在離子液體溶解過程中分子間氫鍵被破壞。這些xrd衍射數(shù)據(jù)說明了纖維素改性的成功。同時(shí)，負(fù)載藥物多潘立酮的改性樣品的結(jié)晶特性呈遞在曲線d中?？梢钥闯觯瑇rd衍射圖案在2θ為22.73°處表現(xiàn)出一個(gè)強(qiáng)烈的峰，并且與未載藥的改性纖維素樣品相比，結(jié)晶度略有增加。這是由于改性纖維素和藥物中的o和h原子之間形成的氫鍵，加強(qiáng)氫鍵相互作用導(dǎo)致ms/dom的結(jié)晶度的提高。

圖3為原始纖維素，載藥和未載藥的改性纖維素的熱重(tg，左圖)和微分熱重(dtg，右圖)。從tg和dtg曲線可以看出，始終的第一階段出現(xiàn)在50～100℃，這是由于纖維素樣品中水分的揮發(fā)。對于原始纖維素，開始分解的溫度為281.7℃，最高分解溫度達(dá)到了337.3℃。然而，對于改性纖維素，初始分解溫度大約為240.3℃，最大溫度為312.6℃，這表明與原始纖維素相比，改性樣品有較低的熱穩(wěn)定性。其原因是由于在改性反應(yīng)中分子間氫鍵被破壞及分子間的弱相互作用而引起的。熱性能也證明了纖維素的成功改性。至于載藥樣品，從tg和dtg可以看出，它與mcc和ms是明顯不同的。它的初始分解溫度為240.3℃，而最大分解溫度達(dá)到了360.1℃。并且分解溫度的范圍較寬，這一結(jié)果表明載藥樣品的熱穩(wěn)定性提高，甚至高于原始纖維素。也許，ms和藥物之間氫鍵的形成及載藥過程中樣品的聚集導(dǎo)致了這一結(jié)果。此外，載藥樣品的dtg圖顯示了兩個(gè)峰，表明了藥物通過與ms形成氫鍵而負(fù)載成功。

吸水性分析

樣品膜被剪成矩形且試樣大小為15mm×10mm，在測定吸水性之前，樣品在20℃條件中放于含有硅膠的干燥器(rh20％±5％)三天恒重(w0)。然后，膜樣品在20℃下轉(zhuǎn)移到相對濕度為100％的干燥器(cuso4·5h2o飽和鹽溶液)中，吸收水分一周直至達(dá)到平衡的重量。吸附時(shí)間為t時(shí)，樣品的重量被指出為wt。用方程(1)來計(jì)算不同時(shí)間間隔下及平衡時(shí)吸附的水的量，至少進(jìn)行三次測試：

纖維素高分子鏈上有許多親水基團(tuán)。水分子在親水基質(zhì)中的擴(kuò)散會影響體系的物理性質(zhì)，影響藥物的釋放。因此，研究復(fù)合材料的吸水行為是十分重要的。ηms膜在相對濕度為98％的條件下相對于時(shí)間的吸水性行為被研究研究，并在圖4中顯示。結(jié)果表明，與純纖維素膜相比，吸濕行為增強(qiáng)。從圖中可以看出，當(dāng)η從1:0變到1:3時(shí)，隨著sad含量的增加，膜吸收的水分增加，當(dāng)1:3ms吸水180h時(shí)吸水達(dá)到最大值226.72％，然后，吸水性降低，但是所有的數(shù)據(jù)都高于原始纖維素膜的。這是由于sad改性纖維素后，增加了水分子與ms中氫原子與氧原子形成氫鍵的作用位點(diǎn)。當(dāng)sad濃度達(dá)到一定值后，吸水性降低，這主要是由于來自于交聯(lián)產(chǎn)物的疏水基團(tuán)酯基和親水基團(tuán)羧基的共同作用，且疏水基團(tuán)起主導(dǎo)作用。這一事件表明將sad引入到纖維素中為水分子擴(kuò)散到聚合物基質(zhì)中提供了有效的通道，因此吸水能力增加。用sad改性纖維素顯著提高了吸濕程度。此外，還研究了改性纖維素膜的溶脹性能(ηms)，結(jié)果表明，溶脹現(xiàn)象符合水分吸收行為的結(jié)果。

阻光性能和透明度

膜(1厘米×2厘米)的紫外可見阻光性能用紫外可見分光光度計(jì)(uv-7504c、上海、中國)在選擇波長為從200到800nm下測定。膜的透明度用以下方程(2)計(jì)算：

transparency＝-logt/x(2)

在這個(gè)方程中，t是在每個(gè)波長時(shí)的透過率；x是膜厚度(mm)。根據(jù)方程，透明度的值越高，膜越不透明。

表1顯示了在紫外可見光波長范圍200到800nm內(nèi)在選定波長處所有薄膜的透明度和透過率。從所有的數(shù)據(jù)可以看出，純纖維素膜的透射率從0.3％增大到57.1％。改性纖維素膜在200nm和280nm處的透光率變化不大，此外，所有的改性纖維素膜在400～800nm范圍的任何波長的透光率略高于純纖維素膜。與此同時(shí)，隨著sad含量的增加，透光率先增大，然后下降。這些數(shù)據(jù)表明，加入sad改善了纖維素膜的透光率，這是由于氫鍵的形成引起的。根據(jù)表中的信息也可以看出，無論sad的含量的多少，透明度都比較大，這表明所有的復(fù)合纖維素膜是不透明的，這有利于它的應(yīng)用。

表1ms膜的阻光性能和透明度值

機(jī)械性能

用配備500n拉力載荷單元的微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)((wdl-005，濟(jì)南，中國)進(jìn)行測試，室溫下干燥后，改性纖維素膜的機(jī)械性能的三個(gè)參數(shù)抗張強(qiáng)度、斷裂伸長率、楊氏模量被測試。樣品在測試之前，十字針探頭被設(shè)為5mm/min，膜的初始握持長度、寬度和厚度分別用游標(biāo)卡尺(0.02mm/150mm,上海，中國)和千分尺(0.01mm)測量。

進(jìn)行拉伸試驗(yàn)以評估調(diào)整交聯(lián)劑濃度如何影響改性纖維素復(fù)合材料的機(jī)械性能。根據(jù)不同sad含量改性的纖維素復(fù)合膜的機(jī)械性能，包含抗張強(qiáng)度(ts)、斷裂伸長率(eb)和楊氏模量(em)被研究。厚度和機(jī)械性能的這三個(gè)參數(shù)總結(jié)在表2。結(jié)果表明，加入sad表現(xiàn)出改性的ms薄膜的機(jī)械性能得到改善。從表2中可以看出，隨著sad含量的增加，ts大幅降低，純纖維素膜的ts為5.58mpa，而1:5ms樣品的只有3.08mpa，降低了差不多2倍，這表明，與純纖維素樣品相比，改性纖維素膜產(chǎn)生較低的應(yīng)力。這也證明了在改性系統(tǒng)中氫鍵相互作用是減弱的。對于eb和em，從表2中可以看出，1:5ms樣品的eb為21.9，大約為純纖維素膜的3倍，而em從178.879mpa降到35.315mpa，與初纖維素相比大約減小了5倍，所有的數(shù)據(jù)表明纖維素膜在ts、eb和em上發(fā)生了重大的變化，這表明纖維素矩陣由于自加固材料的剛度使其有足夠的應(yīng)力轉(zhuǎn)移。同時(shí)，這種材料表現(xiàn)出彈性和靈活性且不易碎，原因是改性使得纖維素獲得了更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，此外，所有新形成的鍵使分子之間的相互作用減弱。一般來說，每個(gè)聚合物不僅有助于復(fù)合膜的性能，但也引起聚合物-聚合物的相互作用，影響整體系統(tǒng)的機(jī)械性能。與此同時(shí)，甘油也會影響薄膜的ts和靈活性。

此外，表2還顯示了不同的改性ms膜的厚度，結(jié)果表明，sad濃度越高，薄膜表現(xiàn)出的厚度越大。隨著sad含量的增加改性膜的em得到提高，這將有助于增加生物膜的厚度和機(jī)械阻力。總之，膜材料的機(jī)械性能在一定程度上得到了提高，改善的機(jī)械性能拓寬了改性纖維素膜的應(yīng)用范圍。

表2ms膜的機(jī)械性能

體外降解研究

纖維素膜的體外降解研究是在含有溶菌酶的磷酸鹽緩沖液(pbs)(ph5.20)中在37℃下在不同時(shí)間間隔(1，2，4，6，8，10，12，24和48h)中孵育進(jìn)行的，這與zheng[37]的描述類似。溶菌酶降解pbs緩沖液是來自于pbs，用醋酸調(diào)節(jié)ph至5.2，再加入0.3w/v％雞蛋清(溶菌酶)制備的。改性纖維素膜剪成2cm×2cm長，使用前在60℃下干燥衡重并記為m0。將膜浸入到降解液中相應(yīng)的時(shí)間間隔后取出，用蒸餾水洗滌，用真空泵抽濾并在50℃下干燥衡重并重新稱量為mt。降解性能通過方程(3)中的降解率進(jìn)行了檢測：

用不同sad含量改性的纖維素膜在有溶菌酶的磷酸鹽緩沖溶液中的體外降解被研究，結(jié)果顯示在圖5中?？梢杂^察到，復(fù)合材料膜在第一個(gè)1小時(shí)內(nèi)很快降解，隨后緩慢下降，甚至在48小時(shí)后達(dá)到平衡。純纖維素降解非常迅速是由于降解機(jī)理是水解反應(yīng)，在最終降解時(shí)間48小時(shí)時(shí)，其降解率為89.01％，如果降解時(shí)間延長，降解率將增加，甚至達(dá)到最大值100％。與此同時(shí)，無論在什么時(shí)間階段，所有改性膜的降解率都隨著sad含量的增加而不斷下降。具有最低降解速率的樣品為1:5ms，它們的降解率為49.66％，約為原始樣品的一半。因此，用sad改性的纖維素膜材料很在生態(tài)環(huán)境中延長存在。系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)表明，加入sad后，改善了樣品的生物降解行為并延長了其使用壽命，這是由于纖維素改性后側(cè)鏈暴露于基質(zhì)外，阻礙了酶進(jìn)入纖維素中的反應(yīng)位點(diǎn)。

形態(tài)學(xué)評價(jià)

sem研究的目的是獲得用sad改性的纖維素膜的形態(tài)特征。不同放大倍率下拍攝的空白纖維素，改性纖維素ms和載藥樣品ms膜的斷面面和表面的sem照片顯示于圖6，第ⅰ行的照片是在相同的放大倍數(shù)下樣品的微觀表面結(jié)構(gòu)，第ⅱ行顯示的是樣品的斷裂面結(jié)構(gòu)。從第i行樣品的表面可以看出，純纖維素樣品a1的照片中呈現(xiàn)了具有許多氣泡的光滑且均勻的表面，沒有任何沉淀物，這種現(xiàn)象表明纖維素完全溶解在amimcl離子液體中。對于改性纖維素ms樣品b1，它也獲得了光滑的表面，然而，有許多具有不同尺寸的固體顆粒存在，這是由于改性過程中含有殘余的交聯(lián)劑。該結(jié)果說明纖維素的表面形態(tài)通過sad改性纖維素而破壞。與此同時(shí)，載藥的改性纖維素膜呈現(xiàn)出粗糙的微觀表面。從圖中可以看出，藥物出現(xiàn)粘附于改性樣品的表面，并且一些藥物嵌入到纖維素基質(zhì)中。第ⅱ行中的斷面圖片也提供了證據(jù)確保這一過程。空白纖維素膜材料中斷面結(jié)構(gòu)是分層的，然而樣品ms和載藥膜卻存在緊湊和致密的結(jié)構(gòu)，對于載藥樣品，可以發(fā)現(xiàn)藥物粘附在橫截面上。所有數(shù)據(jù)意味著藥物與聚合物基質(zhì)作為物理相互作用而不是化學(xué)物相互作用。同時(shí)，這種現(xiàn)象也可以表明藥物裝載的成功，這一特性的所有結(jié)果為藥物釋放提供了理論依據(jù)。

此外，圖7顯示了改性纖維素ms和載藥ms膜在不同倍率下的表面形貌的sem圖像。從圖中a1和a2可以看出，改性纖維素膜表面有一些大小不同的沉淀。對載藥ms膜樣品，可以觀察到，多潘立酮藥物位于改性纖維素纖維的表面上，甚至包裹在纖維素基質(zhì)中。并且事實(shí)上從這些圖像中可以推導(dǎo)出藥物和改性纖維素材料之間的強(qiáng)相互作用。所有結(jié)果表明，該改性纖維素膜對藥物控釋是有利的。

多潘立酮濃度的測量：藥物釋放研究

多潘立酮濃度用紫外-可見分光光度計(jì)用10mm石英比色皿在287nm處測定，首先，多潘立酮的吸收光譜被記錄并檢測到最大吸收出現(xiàn)在287nm處。校準(zhǔn)曲線是使用已知多潘立酮濃度的不同溶液(濃度范圍為0.01–0.1mg/ml)建立的，藥多潘立酮濃度和吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程在fig.s2中顯示，校準(zhǔn)曲線方程是y＝0.11333x－0.0116，y代表多潘立酮濃度，x是吸光度，相關(guān)系數(shù)r²＝0.999。

負(fù)載多潘立酮藥物的ms復(fù)合膜的體外釋放通過含有不同sad含量的ms膜在磷酸鹽緩沖液(pbs，ph7.4)中的靜態(tài)釋放進(jìn)行研究，這是根據(jù)ciolacu和shao[38-39]在文獻(xiàn)中描述的做了部分修改而得。稱量一定量的含多潘立酮藥物量為0.25mg/g的載藥樣品，放于錐形瓶中，然后，向里加入50ml溶液介質(zhì)，在37℃下保持。在不同的時(shí)間間隔(最初5小時(shí)每0.5h收集依次，后6小時(shí)每1小時(shí)收集一次)取出5毫升的樣品溶液，另外立即更換5ml新鮮的磷酸鹽緩沖液，以保持一個(gè)恒定的溶液體積。在不同的時(shí)間得到的樣品用紫外可見分光光度計(jì)(uv-7504c、上海、中國)在最大波長287nm時(shí)測定。所有的研究進(jìn)行了三次測試。

包封的藥物從聚合物基質(zhì)的釋放行為對藥物的活性是至關(guān)重要的，此外，藥物的穩(wěn)定性必須在負(fù)載和釋放后保持。為了理解載藥ms膜的體外藥物釋放行為，實(shí)驗(yàn)在ph7.4緩沖介質(zhì)中進(jìn)行，并在37℃下孵育，以模擬人體的條件。圖8比較了ms膜中sad含量對體外釋放曲線的影響，隨著sad含量的增加，藥物的最終的累積釋放量分別為98.88％，95.25％，92.55％，88.24％，81.08％和78.2％。從圖中可以看出，體外釋放曲線分為兩個(gè)階段，第一階段是前5h的體外釋放，這是由于存在于ms膜表面的藥物發(fā)生突釋。表面藥物溶解產(chǎn)生的空隙為溶解介質(zhì)滲透到膜內(nèi)部提供了曲折的通路，這進(jìn)一步增強(qiáng)了藥物釋放直到其完全釋放。從圖中可以看出，載藥純纖維素的累積釋放速率最高，數(shù)據(jù)為98.88％，而在ηms/dom樣品中，釋放較緩慢，特別是1:5ms/dom樣品，僅為78.2％，說明改性纖維素膜可以達(dá)到緩釋效果。與空白載藥的纖維素膜相比，隨sad含量的增加累積釋放率降低，這是由于ms和藥物之間形成氫鍵相互作用的位點(diǎn)增加，這加強(qiáng)了膜基質(zhì)的穩(wěn)定性，因此，減慢了藥物的釋放。因此，sad的濃度是可以控制多潘立酮釋放速率的重要因素?？偠灾@種現(xiàn)象的原因是該體系中氫鍵的增加。從這項(xiàng)測試中可以發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)的藥物遞送系統(tǒng)保護(hù)了藥物多潘立酮，并確保了其及時(shí)在人體環(huán)境中發(fā)揮治療效果，這可以延長藥物釋放周期和提高藥物耐受性。

釋放機(jī)理研究

為了研究多潘立酮藥物從改性纖維素膜中的釋放，體外釋放數(shù)據(jù)均符合

korsmeyer-peppa方程：

q/q0＝ktⁿ(4)

在上述公式中，q/q0是在時(shí)間t時(shí)的藥物釋放率；k為速率常數(shù)；n為擴(kuò)散指數(shù)，依賴于釋放機(jī)制。

如果n≤0.5、釋放機(jī)制遵循fickian擴(kuò)散，如果0.5＜n＜1，釋放為非fickian擴(kuò)散或不規(guī)則傳輸，如果n＝1，藥物釋放遵循零級藥物釋放和案例ii傳輸，當(dāng)n＞1，釋放機(jī)制為超級ⅱ型傳輸。此模型用于聚合物劑型時(shí)，釋放機(jī)制是未知的或超過一個(gè)釋放現(xiàn)象存在于制劑中。

采用korsmeyer-peppas模型研究了ηms基質(zhì)中dom的釋放機(jī)制，并將數(shù)據(jù)擬合到表3中。從表中可以看出，樣品mcc和1:1ms/dom顯示指數(shù)值(n)在1.095至1.032的范圍內(nèi)(>1)，表明釋放機(jī)制是超級ii型傳輸。而對于1:2ms/dom至1:5ms/dom的樣品，表中的指數(shù)值(n)在0.98至0.73范圍內(nèi)(0.5<n<1)，表明釋放機(jī)制遵循非fickian擴(kuò)散或不規(guī)則傳輸。

表3藥物釋放率參數(shù)

(速率常數(shù)(k)，釋放指數(shù)(n)，相關(guān)系數(shù)(r²)，藥物釋放80％的時(shí)間(單位：h)(t80％))

本發(fā)明成功制備了sad改性纖維素膜，通過ftir，xrd和tg/dsc證明了藥物的改性和負(fù)載的成功。并且膜的性能得到改善。1:3ms膜的吸水性能最高，為226.72％，透射率也最好。此外，該膜還表現(xiàn)出優(yōu)越的彈性和柔韌性并且不易碎，因?yàn)槠鋏b從8.4％增加至21.9％，并且em從178.879mpa降低至35.315mpa。所有薄膜的降解率數(shù)據(jù)表明，改性纖維素膜是抗降解的。對于載藥樣品，sem照片證明，藥物的負(fù)載是由于物理相互作用。釋放結(jié)果表明，該膜延長了藥物的釋放時(shí)間，是藥物緩釋的良好原料，并且藥物釋放遵循超級ⅱ型傳輸和非fickian擴(kuò)散機(jī)制，這表明擴(kuò)散負(fù)責(zé)dom藥物的控制釋放。總之，改性纖維素膜是形成緩釋材料的理想選擇。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。