载药纳米粒、水凝胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种载药纳米粒。所述载药纳米粒的活性成分为盐酸万古霉素，所用载体材料为羧化壳聚糖和壳聚糖季铵盐通过离子交联复合形成，其中羧化壳聚糖与壳聚糖季铵盐的质量比为10:1‑5。所述载药纳米粒可明显提高对万古霉素载药率，又能达到生物可降解性，可用于骨髓炎治疗。本发明专利技术还提供一种载药纳米粒的制备方法和应用。基于所述载药纳米粒，本发明专利技术还提供一种水凝胶制备方法和应用。利用水凝胶的温敏特性，利于对病灶部位的给药，并可在病灶部分缓慢释药，以改善病灶部位。

Drug loaded nanoparticles, hydrogel, preparation method and application thereof

The present invention discloses a drug loaded nanoparticle. Active ingredients of the drug loaded nanoparticles for vancomycin hydrochloride, used as carrier material of carboxylated chitosan and chitosan quaternary ammonium compound formed by ionic crosslinking, the quality of carboxylated chitosan and chitosan quaternary ammonium salt is 10:1 5. The drug loaded nanoparticles can obviously improve the drug loading rate of vancomycin and achieve biodegradability, and can be used for osteomyelitis treatment. The invention also provides a preparation method and application of drug loaded nanoparticles. Based on the said drug loaded nanoparticle, the invention also provides a hydrogel preparation method and application. The use of hydrogel temperature sensitive properties, is conducive to the lesion location of the drug, and can be slowly released at the lesion, to improve the location of lesions.

【技术实现步骤摘要】
载药纳米粒、水凝胶及其制备方法和应用
本专利技术涉及生物
，具体涉及一种载药纳米粒、水凝胶及其制备方法和应用。
技术介绍
感染性骨缺损是创伤性骨髓炎(TraumaticOsteomyelitis)的主要临床表现，易反复发作、长期不愈，致残率高。现代社会交通事故伤以及高能量损伤日益增多，导致严重复杂性创伤性骨髓炎发病率增加。由于其通常合并有骨折、骨缺损及软组织严重损伤，且病情反复多变，病程迁延不愈，病灶周围疤痕增生明显，游离碎骨块常形成死骨，使单纯全身系统抗生素治疗难以奏效，肢残率和复发率高。故该病治疗棘手，是亟待解决的骨外科疑难病种。骨髓炎治疗目的是控制感染，修复骨缺损，恢复骨的连续性，从而最大程度恢复肢体功能。手术联合抗生素局部缓释系统是目前应用较多的治疗手段，此类缓释系统具有较好的生物相容性和骨传导特性，较低的抗生素用量及较短的用药周期，但尚存在骨不连发生率较高的缺陷，鉴于目前临床对降低术后骨不连发生率尚无有效解决措施，因此构建一种兼具药物缓释作用及骨修复作用的骨组织工程替代材料，对降低术后骨不连发生率、提高疗效具有积极意义。近年组织工程技术飞速发展，各类复合的组织工程骨替代材料，应用于骨缺损部分，取得了十分良好的效果。常见的骨组织工程支架材料有生物陶瓷类材料，如珊瑚(coral)、羟基磷灰石(HA)等，有机高分子材料，如聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)及其共聚物PLGA等。上述组织工程材料均为固体，实际应用时需要精心地加工成型才能用于缺损组织的修复，特别是对具有不规则形状的组织缺损修复的时候，应用受限。因此，有必要提供一种新的药物材料解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述技术问题，提供一种既可明显提高载药率，又能达到生物可降解性，可用于骨髓炎治疗的载药纳米粒。本专利技术的技术方案是：一种载药纳米粒，所述载药纳米粒的活性成分为盐酸万古霉素，所用载体材料为羧化壳聚糖和壳聚糖季铵盐通过离子交联复合形成，其中羧化壳聚糖与壳聚糖季铵盐的质量比为10:1-5。优选的，所述载药纳米粒的粒径为173.4～308.0nm，电位为-12.9～-48.2mV。优选的，所述盐酸万古霉素的包封率为12.61～31.95％；载药率为1.48～15.95％。优选的，所述羧化壳聚糖与壳聚糖季铵盐的质量比为10:4，所述载药纳米粒的平均粒径为178.4±5.0nm，电位为-25.7±0.52mV，载药率为15.95％，包封率为31.95％。本专利技术还提供一种所述载药纳米粒的制备方法。所述载药纳米粒的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：将羧化壳聚糖和盐酸万古霉素溶于水中，形成溶液A；步骤S2：将壳聚糖季铵盐和盐酸万古霉素溶于水中，形成溶液B；步骤S3：将溶液B滴加到溶液A中，通过离子交联法制备得到载盐酸万古霉素羧化壳聚糖/壳聚糖季铵盐纳米粒，即所述载药纳米粒。本专利技术还提供一种载药纳米粒在治疗骨髓炎药物材料中的应用。本专利技术还提供一种水凝胶，含有所述载药纳米粒，是一种兼具药物缓释作用及骨修复作用的骨组织工程替代材料，能有效降低术后骨不连发生率、且提高骨髓炎疗效。一种水凝胶，含有所述的载药纳米粒。优选的，所述水凝胶为含载药纳米粒壳聚糖/甘油磷酸钠温敏水凝胶，所述水凝胶中的壳聚糖与甘油磷酸钠的质量比为1.2-5:25；所述壳聚糖与所述载药纳米粒中的羧化壳聚糖的质量比为525：0.167-350：0.278。优选的，所述壳聚糖与甘油磷酸钠的质量比为1.2：25。优选的，所述甘油磷酸钠包括α-甘油磷酸钠和β-甘油磷酸钠，所述α-甘油磷酸钠和β-甘油磷酸钠的质量比为1:2-8。优选的，所述α-甘油磷酸钠和β-甘油磷酸钠的质量比为1:2。优选的，所述水凝胶中还包括壳聚糖季铵盐，所述壳聚糖与所述壳聚糖季铵盐的质量比为9:1-6:4。优选的，所述壳聚糖与所述壳聚糖季铵盐的质量比为8.7:1.3。本专利技术还提供一种水凝胶的制备方法。所述水凝胶的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：制备甘油磷酸钠水溶液，并取适量所述载药纳米粒加入到甘油磷酸钠水溶液中，得到溶液C；步骤S2：取壳聚糖溶于有机酸中，搅拌得到澄清溶液D；步骤S3：在冰浴条件下，将溶液C滴加到溶液D中，搅拌得到载药溶胶；步骤S4：将所述载药溶胶置于温水浴中，形成含载药纳米粒壳聚糖/甘油磷酸钠温敏水凝胶。优选的，步骤S2中还包括将壳聚糖季铵盐加入溶液D中，其中壳聚糖与壳聚糖季铵盐的质量比为9:1-6:4。本专利技术还提供一种水凝胶在治疗骨髓炎药物材料中的应用。与相关技术相比，本专利技术提供的载药纳米粒、水凝胶，有益效果在于：一、所述载药纳米粒，以盐酸万古霉素为活性成分，以纳米材料为载体，其中载体材料为羧化壳聚糖和壳聚糖季铵盐通过离子交联复合形成，通过两种不同电荷的壳聚糖采用离子交联的方式构建载药纳米粒，既可明显提高载药率，又能达到生物可降解性，并可以通过药物释放规律优化活性成分的量，为临床优化载药人工骨治疗方案提供实验依据。二、所述载药纳米粒分散于水凝胶中，利用水凝胶的温敏特性，利于完成给药，充分达到病灶部位，并可在病灶部分缓慢释药，以改善病灶部位，进一步提高骨不连临床治愈率，减少术后并发症。【附图说明】图1为本专利技术提供的载药纳米粒的制备方法流程示意图；图2为本专利技术实施例4所述载药纳米粒的制备方法制备得到的载药纳米粒的粒径分布图；图3为专利技术实施例4所述载药纳米粒的制备方法制备得到的载药纳米粒的zeta电位分布图；图4为本专利技术提供的载药纳米粒中盐酸万古霉素的标准曲线；图5为本专利技术提供的水凝胶的制备方法流程示意图；图6为本专利技术提供的水凝胶在25℃下和37℃下的凝胶状态；图7为本专利技术提供的水凝胶的制备方法中实施例7-10的凝胶时间检测结果柱状图；图8为本专利技术提供的水凝胶的制备方法中实施例11-14的凝胶时间检测结果柱状图；图9为本专利技术提供的水凝胶的制备方法中实施例15-20的凝胶时间检测结果柱状图；图10为本专利技术提供的载药纳米粒和水凝胶的体外释放效果图；图11为盐酸万古霉素处理24h的抑菌圈实验结果图；图12为载药纳米粒处理24h的抑菌圈实验结果图；图13为游标卡尺测定图11、图12中抑菌圈直径的结果图；图14为本专利技术提供的载药纳米粒和水凝胶对成骨细胞的抑制效果图。【具体实施方式】下面将结合附图和实施方式具体实施方式对本专利技术作进一步说明。为方便描述，以下实施例中，各成分采用简称，具体如下：盐酸万古霉素(Vancomycinhydrochloride，简称VCM)；羧化壳聚糖(Carboxylationchitosan，简称CC)；壳聚糖季铵盐(Chitosanquaternaryammoniumsalt，简称QAC)；壳聚糖(Chitosan，简称CS)；甘油磷酸钠(Sodiumglycerophosphate，简称GP)；α-甘油磷酸钠，简称α-GP；β-甘油磷酸钠，简称β-GP；其中，CC带负电荷，QAC带正电荷，且QAC的取代度为92％。首先详细描述所述载药纳米粒的构建，形成实施例1-5。实施例1-5请参阅图1，为本专利技术提供的载药纳米粒的制备方法流程示意图。所述载药纳米粒的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：将适量CC和5mgVCM溶于10mL水中，形成溶液A；步骤S2：将适本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种载药纳米粒，其特征在于，所述载药纳米粒的活性成分为盐酸万古霉素，所用载体材料为羧化壳聚糖和壳聚糖季铵盐通过离子交联复合形成，其中羧化壳聚糖与壳聚糖季铵盐的质量比为10:1‑5。

【技术特征摘要】
1.一种载药纳米粒，其特征在于，所述载药纳米粒的活性成分为盐酸万古霉素，所用载体材料为羧化壳聚糖和壳聚糖季铵盐通过离子交联复合形成，其中羧化壳聚糖与壳聚糖季铵盐的质量比为10:1-5。2.根据权利要求1所述的载药纳米粒，其特征在于，所述载药纳米粒的粒径为173.4～308.0nm，电位为-12.9～-48.2mV。3.根据权利要求1所述的载药纳米粒，其特征在于，所述盐酸万古霉素的包封率为12.61～31.95％；载药率为1.48～15.95％。4.根据权利要求1所述的载药纳米粒，其特征在于，所述羧化壳聚糖与壳聚糖季铵盐的质量比为10:4，所述载药纳米粒的平均粒径为178.4±5.0nm，电位为-25.7±0.52mV，载药率为15.95％，包封率为31.95％。5.一种如权利要求1-4中任一项所述的载药纳米粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：将羧化壳聚糖和盐酸万古霉素溶于水中，形成溶液A；步骤S2：将壳聚糖季铵盐和盐酸万古霉素溶于水中，形成溶液B；步骤S3：将溶液B滴加到溶液A中，通过离子交联法制备得到载盐酸万古霉素羧化壳聚糖/壳聚糖季铵盐纳米粒，即所述载药纳米粒。6.一种如权利要求1-4中任一项所述的载药纳米粒在治疗骨髓炎药物材料中的应用。7.一种水凝胶，其特征在于，含有权利要求1-4中任一项所述的载药纳米粒。8.根据权利要求7所述的水凝胶，其特征在于，所述水凝胶为含载药纳米粒壳聚糖/甘油磷酸钠温敏水凝胶，所述水凝胶中的壳聚糖与甘油磷酸钠的质量比为1.2-5:25；...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡英，杨云旭，陶金，
申请(专利权)人：浙江医药高等专科学校，
类型：发明
国别省市：浙江,33