一种核壳结构生物粘附性聚合物纳米粒子及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属药物制剂领域，具体涉及一种核壳结构生物粘附性聚合物纳米粒子及其 制备方法和在阴道给药中的应用。
【背景技术】
[0002] 现有技术公开了在阴道等部位的黏膜给药时，生物粘附性给药系统能实现制剂与 黏膜接触的持续性和紧密性，从给药系统中不断释放的药物或可在局部维持较高浓度，长 时间起效，或可持续不断吸收入体循环，发挥全身作用。研究显示，对于阴道给药来说，粒径 在100?500nm之间的生物粘附性纳米粒子无异物感，易于分布，粘液穿透能力较强，是最 为理想的给药形式之一。
[0003] 研究显示，粘蛋白是生物粘附性给药系统的最重要的粘附对象。粘蛋白是一类广 泛存在于人体粘膜表面的糖蛋白，其中分泌型粘蛋白构成了粘液的主要成分，而膜结合型 粘蛋白则分布于粘膜上皮细胞表面。现有技术公开的生物粘附性材料中，卡波普类、壳聚 糖类等合成或天然高分子材料依靠自身长链与粘蛋白长链的交缠达到粘附目的，巯基化修 饰、凝集素修饰等策略则是依靠巯基与粘蛋白可能的交联或凝集素对粘蛋白的天然亲和力 加强给药系统与粘蛋白的相互作用。
[0004] 现有技术还公开了硼酸能够与1，2-二羟基化合物或1，3-二羟基化合物在水溶液 中可逆性地共价结合，形成五元或六元环状酯，因此硼酸基团可以与糖环结构中的顺式邻 二羟基发生相互作用。这构成了硼酸功能化材料在针对糖的智能化材料设计中的独特优 势。利用单糖(如葡萄糖)和糖链上的邻二羟基和材料表面硼酸基团间的可逆作用可实现对 糖蛋白的分析、分离和富集（如JP3252555A、CN103304732、CN100506982、CN102962471)、基 因的包载和递送（如CN101597349)、葡萄糖响应型药物递送（CN102068700、CN102391504、 CN102294212、CN102070756)和针对糖蛋白的分子印迹（CN102516458)等。
[0005] 迄今为止，针对粘液层及黏膜上的粘蛋白的硼酸基团功能化材料/递药系统 的相关报道有，具粘蛋白未和力的接触镜（CN101312754); -种载环抱素A眼用纳米粒 (ShengyanLiu,LyndonJones,FrankXGu,MacromolBiosci.2012Dec;12 (12):1622-6); 但其中所述的硼酸功能化生物粘附性纳米粒子上存在如下：粒径偏小（<50nm)，在有效穿 透粘液方面存在困难，难以到达黏膜，且制备中涉及硼酸功能化高分子的合成，工艺繁琐等 缺陷。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种制备简便、粒径适合的核壳结构 聚合物纳米粒子。尤其是一种核壳结构生物粘附性聚合物纳米粒子及其制备方法和应用。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0008] 提供一种以银纳米粒为核，于银核表面包裹聚4-乙烯基苯硼酸，形成带有硼酸功 能基团的核壳结构聚合物纳米粒子，其特征在于：粒径在IOOnm左右，粒度的多分散系数不 大于〇. 15,所谓"多分散系数"是激光动态散射粒度仪提供的粒子多分散性参数，多分散系 数越小，说明粒子粒径分布越均勻。
[0009] 本发明中，先以硼氢化钠还原法制备银纳米粒作为银核，进一步以4-乙烯基苯硼 酸为功能单体，以N，N'-亚甲基双丙烯酰胺和/或二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂，在银 核表面聚合成壳，制得一种具有核壳结构的聚合物纳米粒子。
[0010] 本发明提供了制备核壳结构聚合物纳米粒子的方法，其具体步骤如下：
[0011] 1)形成银核：向硝酸银和柠檬酸钠的混合水溶液中加入硼氢化钠，室温下反应制 得银核；
[0012] 2)聚合包裹：在所得银核中加入十二烷基硫酸钠作为稳定剂，向银核溶液体系中 加入4-乙烯基苯硼酸功能单体及N，N'-亚甲基双丙烯酰胺和/或二甲基丙烯酸乙二醇酯 等交联剂，引发剂引发聚合反应，60-80°C下反应3-8小时；
[0013] 3)分离纯化：所得到的核壳结构的聚合物纳米粒子用纯水透析72小时以上，离心 分离沉淀，真空干燥或冷冻干燥至恒重。
[0014] 所述步骤1)中，硝酸银浓度为0. 01?ImM，柠檬酸钠浓度为0. 01?ImM，加入硼 氢化钠溶液（5?15mM)的体积为硝酸银-柠檬酸钠混合溶液体积的1/100?1/50;
[0015] 所述步骤2)中，用于稳定银纳米粒的十二烷基硫酸钠浓度为0. 1?1%，4_乙烯 基苯硼酸功能单体与交联剂的摩尔比为2. 5?10 :1，单体和交联剂总摩尔浓度为50? IOOmM,引发剂为：2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐，加入量占(功能单体+交联剂)总摩尔 数的1?3%。
[0016] 本发明所制得得核壳结构聚合物纳米粒子可通过物理吸附的方法包载蛋白多肽 类药物(例如干扰素等)，用于阴道给药。例如包载了干扰素的纳米粒阴道给药可用于阴道 病毒感染性疾病的治疗，如尖锐湿疣、宫颈糜烂等。
[0017] 本发明具有以下优点：
[0018] 1)本发明核壳结构聚合物纳米粒大小在IOOnm左右，分布较窄，具有良好的亲水 性，且原料均为商品化试剂，经济简便。
[0019] 2)在银核表面形成的聚4-乙烯基苯硼酸外壳表面具有大量的苯硼酸基团，对粘 蛋白具有亲和力，生物粘附性显著，阴道给药后能够长时间滞留在局部，起到长效、缓释的 效果，适合阴道给药。
[0020] 3)纳米银本身具有的抗炎、杀菌效果，用作阴道给药纳米粒子的核心，有望与所载 药物一起，起到协同抗感染的效果。
[0021] 4)本发明核壳结构聚合物纳米粒可以物理吸附干扰素等蛋白多肽药物，为蛋白多 肽药物黏膜给药提供了一种新的载体形式。
【附图说明】
[0022] 图1为核壳结构聚合物纳米粒的形态与粒径分布图，其中，
[0023] 左图：TEM照片，右图：DLS粒径图。
[0024] 图2为核壳结构聚合物纳米粒在不同pH下对粘蛋白的吸附量（n=3,mean土SD)。
[0025] 图3为核壳结构聚合物纳米粒在小鼠阴道给药后的局部滞留随时间的变化（n=5， mean土SD)〇
[0026] 图4为核壳结构聚合物纳米粒在不同pH下对IFN的吸附能力（n=3,mean土SD)。
【具体实施方式】
[0027] 下面采用具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
[0028] 实施例1
[0029] 1、制备核壳结构聚合物纳米粒子
[0030] 1)形成银核：在搅拌条件下向200mL硝酸银（0?ImM)和柠檬酸钠（0?ImM)的混合 水溶液中逐滴加入硼氢化钠水溶液（IOmM) 2. 5mL,室温下反应制得银核；
[0031] 2)聚合包裹：在所得银核中加入十二烷基硫酸钠作为稳定剂，浓度为0. 5% (w/ w)。向IOOmL银核溶液中加入4-乙烯基苯硼酸（1.00g)、N，N 亚甲基双丙烯酰胺交 联剂（2mg)和二甲基丙烯酸乙二醇酯（40yL)，通入N2除去可能溶解在溶液中的O2，加入ImLO. 1M2, 2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐引发聚合反应，70°C下反应5小时；
[0032] 3)分离纯化：2)中所得反应液用纯水透析72小时除去未反应的单体和低聚物， 8000rpm离心IOmin,分离沉淀，真空干燥至恒重，即得核壳结构聚合物纳米粒子。
[0033] 2、表征核壳结构聚合物纳米粒子
[0034] 1)形态表征
[0035] 纳米粒子进行透射电镜（JE0L2100F场发射投射电子显微镜)观察，如图1 (以磷钨 酸负染后）所示，粒径在IOOnm左右，大小比较均匀。
[0036] 2)粘蛋白吸附性能
[0037] 将纳米粒子分散液(每ml含IOmg纳米粒，简称NP)或纯水(简称w)与粘蛋白溶 液(含有IOmM柠檬酸/柠檬酸钠或Tris-HCl缓冲盐，pH分别为4, 5,6或者7,粘蛋白浓度 0. 5mg/mL)以体积比1 :10混合，室温放置过夜，离心后以BCA试剂盒测定上清液中粘蛋白 浓度，按以下公式计算载药量。其中公式中的C指的都是粘蛋白的浓度。
【主权项】
1. 一种核壳结构聚合物纳米粒子，其特征在于：以银纳米粒为核，银核表面包裹聚 4-乙烯基苯硼酸外壳，形成带有硼酸功能基团的核壳结构聚合物纳米粒子，所述纳米粒子 粒径为在lOOnm，粒度的多分散系数不大于0. 15。
2. 按照权利要求1所述的核壳结构聚合物纳米粒子，其特征在于：所述的银纳米粒核 心为20?30nm，4-乙烯基苯硼酸在聚合物壳中占28?91% (摩尔百分比）。
3. -种权利要求1所述的核壳结构聚合物纳米粒子的制备方法，其特征在于，先以硼 氢化钠还原法制备银纳米粒作为银核，进一步以4-乙烯基苯硼酸为功能单体，以Ν，Ν' -亚 甲基双丙烯酰胺和/或二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂，在银核表面聚合成壳，制得一种 具有核壳结构的聚合物纳米粒子，其包括步骤： 1) 形成银核：向硝酸银和柠檬酸钠的混合水溶液中加入硼氢化钠，室温下反应制得银 核； 2) 聚合包裹：在所得银核中加入十二烷基硫酸钠作为稳定剂，向银核溶液体系中加入 4-乙烯基苯硼酸功能单体及Ν，Ν' -亚甲基双丙烯酰胺和/或二甲基丙烯酸乙二醇酯等交 联剂，引发剂引发聚合反应，60-80°C下反应3-8小时； 3) 分离纯化：所得到的核壳结构的聚合物纳米粒子用纯水透析72小时以上，离心分离 沉淀，真空干燥或冷冻干燥至恒重。
4. 按照权利要求3所述核壳结构聚合物纳米粒子的制备方法，其特征在于： 形成银核时期，硝酸银浓度为〇. 01?ImM，柠檬酸钠浓度为〇. 01?ImM，加入5?15mM 硼氢化钠溶液的体积为硝酸银-柠檬酸钠混合溶液体积的1/100?1/50 ; 聚合成壳期间，用于稳定银纳米粒的十二烷基硫酸钠浓度为〇. 1?1%，4_乙烯基苯硼 酸功能单体与交联剂的摩尔比为2. 5?10 :1，单体和交联剂总摩尔浓度为50?IOOmM,引 发剂为：2, 2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐，加入量占功能单体和交联剂的总摩尔数的1? 3% 〇
5. 按照权利要求1所述的核壳结构聚合物纳米粒子，其特征在于：所述的核壳结构聚 合物纳米粒子通过物理吸附的方法包载蛋白多肽类药物。
6. 按权利要求5所述的核壳结构聚合物纳米粒子，其特征在于：所述的蛋白多肽类药 物为干扰素。
7. 权利要求1所述的核壳结构聚合物纳米粒子在制备用于阴道给药制剂中的用途。
【专利摘要】本发明属于药物制剂领域，涉及一种用于阴道给药的核壳结构生物粘附性纳米粒子及其制备和应用。所述的聚合物纳米粒子以银纳米粒为核，通过丙烯酰胺类交联剂与单烯类苯硼酸功能单体共聚于银纳米粒表面成壳制得。本发明的聚合物纳米粒子对粘蛋白具有良好的亲和力，黏膜给药后体内滞留时间长，在阴道给药领域具有较好的实用价值和应用前景。
【IPC分类】C08F230-06, C08F222-14, A61P15-02, A61K38-21, A61K47-32, C08F222-38, C08K3-08
【公开号】CN104610497
【申请号】CN201310539766
【发明人】刘瑜, 李春燕, 许书源, 陆伟跃
【申请人】复旦大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2013年11月4日