CN104940897A

CN104940897A - 一种pH敏感型复合药物载体材料及其制备方法

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Publication number: CN104940897A
Application number: CN201510319406.0A
Authority: CN
Inventors: 王德平; 朱开平; 王会; 周杰; 汤悦
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2015-09-30

Abstract

本发明公开了一种pH敏感型复合药物载体材料，由以下质量百分含量的组分制成：核壳结构硼酸盐玻璃微球70～90wt％，pH敏感型聚合物9～27wt％，药物1～3wt％。本发明还公开了一种上述pH敏感型复合药物载体材料的制备方法：首先将质量百分含量为1～3wt％的药物装载入质量百分含量为70～90wt％的核壳结构硼酸盐玻璃微球中；然后将载有药物的核壳结构硼酸盐玻璃微球与质量百分含量为9～27wt％的pH敏感型聚合物溶液混合均匀，最后干燥得到pH敏感型复合药物载体材料。本发明所制备的pH敏感型复合药物载体材料具有良好的生物活性和生物降解性能，可用于制备骨填充物，用于骨组织修复。

Description

一种pH敏感型复合药物载体材料及其制备方法

技术领域

本发明属于生物医用材料技术领域，涉及一种pH敏感型复合药物载体材料及其制备方法。

背景技术

pH敏感型聚合物载体材料能够感知病灶处酸碱度信号并产生响应，实现对药物的pH敏感型靶向控制释放，因此，pH敏感型聚合物载体材料在医药领域具有诱人的应用前景，吸引了研究人员越来越多的目光。中国专利CN103214635A公开的pH敏感型超疏水三嵌段共聚物对不同pH环境有灵敏的响应性，包覆抗癌药物喜树碱之后，在模拟肿瘤部位载体可产生响应而释放喜树碱。中国专利CN101708335A公开的一种pH敏感树枝状聚合物可用于包裹抗肿瘤药物，在体内具有很强的pH敏感性能，到达肿瘤部位后可以产生快速响应。然而由于病灶处的异常酸碱度信号在短时间内很难通过机体的自我修复回归正常水平，当pH敏感型聚合物载体材料感知病灶处异常酸碱度信号后，会长时间处于响应状态，导致局部药物快速积累，甚至由于药物的蓄积而引发严重的副作用，极大的限制了其临床应用。硼酸盐生物玻璃是一类新近开发的生物活性玻璃，作为骨修复材料具有诸如生物活性高、可完全降解、良好的骨传导和骨诱导等许多性能。有关文献报道硼酸盐玻璃降解过程中释放出的离子可以使得局部微环境形成弱碱性，因而将其制备成药物载体后，可在释药的过程中调节病灶处的异常酸碱度信号。因此，结合pH敏感型聚合物材料以及硼酸盐玻璃的特性，从材料设计的角度出发，可将硼酸盐玻璃与某些pH敏感型聚合物材料复合，使得硼酸盐玻璃成为病灶处酸碱度的调节剂，在释药过程中调节微环境的酸碱度，进而反馈调控pH敏感型聚合物构象变化而实现“打开”、“关闭”效果，即使得载体材料释药一定时间后自行停止或减缓释药，控制药物释放程度，待重新感知到响应信号后再次释药，实现载体的自身反馈调节作用，达到药物缓控释效果。

此外，硼酸盐玻璃作为药物载体时，由于其主要依靠与药物机械混合进行载药，因而其药物负载能力较差，存在初期爆发性释放以及缓释周期短等缺点，即使利用生物可降解高分子材料对其包覆，依然存在着药物突释的现象，极大的限制了其临床应用。多孔结构磷酸盐药物载体材料具有良好的药物负载性能和缓释效果，有关文献报道利用硼酸盐玻璃原位转化法可制备出多孔羟基磷灰石微球，作为人重组骨发生蛋白2(rhBMP-2)的载体，其体外缓释周期可达到30天以上且无明显突释现象。因此利用原位转化法，在玻璃表面转化生成具有一定厚度的多孔磷酸盐材料，利用其对药物进行负载，在改善药物负载能力和缓释效果方面具有重要意义。

因此，将表面为磷酸盐材料的硼酸盐玻璃微球作为复合药物载体无机部分进行药物负载，将某些具有pH敏感特性的聚合物材料作为复合药物载体有机部分包覆在微球表面，综合利用核壳结构硼酸盐玻璃微球和pH敏感型聚合物的特性，是一种改善载体药物负载性能和缓控释效果的理想途径。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种基于硼酸盐玻璃微球的pH敏感型复合药物载体材料，其中P-bg微球为复合药物载体材料的无机部分，pH敏感型聚合物作为复合药物载体的有机部分，对微环境的酸碱度变化做出及时响应，将盐酸万古霉素等药物装载到P-bg微球中，并利用pH敏感型聚合物对P-bg微球进行包覆，制备复合药物载体，实现药物的缓控释效果，并用于骨缺损治疗。

本发明的另一个目的是提供一种上述pH敏感型复合药物载体材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种pH敏感型复合药物载体材料，由以下质量百分含量的组分制成：

核壳结构硼酸盐玻璃微球(P-bg) 70～90wt％，

pH敏感型聚合物 9～27wt％，

药物 1～3wt％。

所述核壳结构硼酸盐玻璃微球是由以下质量百分含量的组分制成：

多孔磷酸盐壳层材料(P) 40～70wt％，

硼酸盐玻璃内核材料(bg) 30～60wt％。

所述核壳结构硼酸盐玻璃微球的尺寸为100～150μm。

所述pH敏感型聚合物为阳离子型聚合物，其通常含有可在弱酸性条件下产生质子化、而在弱碱性条件下产生去质子化的氨基基团，如壳聚糖(CS)及其接枝共聚物、组氨酸(His)接枝共聚物以及聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PDMAMEA)接枝共聚物等。

所述药物为盐酸万古霉素、重组人骨形态发生蛋白2(rhBMP-2)或替考拉丁等骨疾病治疗用药物。

一种上述pH敏感型复合药物载体材料的制备方法，包括以下步骤：首先将质量百分含量为1～3wt％的药物装载入质量百分含量为70～90wt％的核壳结构硼酸盐玻璃微球中；然后将载有药物的核壳结构硼酸盐玻璃微球与质量百分含量为9～27wt％的pH敏感型聚合物溶液混合均匀，最后干燥得到pH敏感型复合药物载体材料。

所述药物在核壳结构硼酸盐玻璃微球中的装载量为10～1000μg/g。

所述核壳结构硼酸盐玻璃微球与pH敏感型聚合物溶液的固液比为(1～5)/10(g/ml)。

所述核壳结构硼酸盐玻璃微球的制备方法包括以下步骤：将质量比为(1～5)：(1～5)：(14～21)的Na₂CO₃、CaCO₃和H₃BO₃充分混合，在温度为1100～1150℃的条件下加热熔融30～40min，将熔化的玻璃液淬冷制得硼酸盐玻璃，破碎后获得粒径为100～150μm的玻璃颗粒，利用火焰喷球法将玻璃颗粒制成玻璃微球(NCB玻璃微球)，将玻璃微球加入到浓度为0.10～0.25mol/L、pH为9.0～9.5的磷酸盐溶液中，玻璃微球与磷酸盐溶液的比例为(1～3)/100(g/mL)，在温度为25～40℃的条件下浸泡3～12h，然后移去浸泡液，用去离子水清洗三次，再用无水乙醇清洗一次，在温度为60～90℃的条件下干燥12～24h，最后将干燥后的微球置于温度为300～500℃的条件下煅烧2～3h，制得核壳结构硼酸盐玻璃微球。

所述火焰喷球法包括以下步骤：将所获得的粒径为100～150μm的玻璃颗粒放入振荡给料器中，以一定频率将玻璃颗粒送入丁烷火焰并随火焰飘落在收集器皿中；将所收集的颗粒再次送入振荡给料器中，如此重复操作3～5次，直至在光学显微镜视野范围内，90～100％的玻璃颗粒均形成球体即可。

所述磷酸盐为K₂HPO₄或Na₂HPO₄等。

所述药物装载入核壳结构硼酸盐玻璃微球中包括以下步骤：将药物溶于磷酸盐缓冲溶液中，制成浓度为(0.01～50)g/L的水相溶液；在0～4℃的环境中，将核壳结构硼酸盐玻璃微球按(1～5)/100(g/mL)的比例浸泡于上述药物的水相溶液中，将其置于真空环境下，保持真空度0.001～0.1Mpa，30～60min后取出，用磷酸盐缓冲溶液冲洗微球，经冷冻干燥后得到载有药物的核壳结构硼酸盐玻璃微球。

所述pH敏感型聚合物溶液(以壳聚糖及其接枝共聚物为例)的制备方法包括以下步骤：

将壳聚糖溶于浓度为0.5～1mol/L的乙酸溶液中，搅拌1～3h制备20～30g/L壳聚糖/乙酸混合溶液；然后将β-甘油磷酸二钠溶于去离子水中，搅拌制备500～560g/L的β-甘油磷酸二钠溶液；最后将制备的壳聚糖/乙酸混合溶液与β-甘油磷酸二钠溶液按(7～9):1的体积比混合制备pH敏感型聚合物溶液，置于0～4℃的冰箱冷藏备用；

或：将壳聚糖、冰醋酸和去离子水按比例为(1～2)/3/100(g/ml/ml)混合加热搅拌使其完全溶解，通N₂时间为15～30min置换出空气，升温至50～60℃后在氮气保护下按(1～5)/4(mL/mL)的比例依次加入浓度为0.010～0.015g/mL硝酸铈铵溶液和甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯单体，甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯单体与壳聚糖的比例为(1～8)/1(mL/g)，恒温反应5～7h，反应结束后冷却至室温，在丙酮中沉淀得到粗产物，将粗产物在丙酮中回流5～10h以除去聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯均聚物，最后置于40～50℃真空烘箱中干燥至恒重得到纯接枝共聚物，将接枝共聚物溶于浓度为0.5～1mol/L的乙酸溶液中，浓度为20～30g/L，磁力搅拌12～24h，得到pH敏感型聚合物溶液。

所述干燥是在温度为35～45℃的条件下真空干燥5～10h或在温度为-21～-10℃的条件下冷冻干燥3～24h。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

1、本发明所制备的pH敏感型复合药物载体材料具有良好的药物缓释性能，P-bg微球因其多孔壳层对药物具有较好的负载能力和缓释作用，包覆pH敏感型聚合物后，进一步提高了复合药物载体的缓释性能。

2、本发明所制备的pH敏感型复合药物载体材料可以在释药过程中调节病灶处酸碱度信号，进而调控载体pH敏感型聚合物的构象变化而实现“打开”、“关闭”效果，从而实现药物的缓控释效果。

3、本发明所制备的pH敏感型复合药物载体材料归属于一种新型药物缓释***，该药物缓释***利用载体材料本身在释药过程中的降解作用，改变环境的刺激信号，进而反馈调节载体的释药过程，实现载体自身反馈调节作用。

4、本发明所制备的pH敏感型复合药物载体材料具有良好的生物活性和生物降解性能，可用于制备骨填充物，用于骨组织修复。

5、本发明所制备的pH敏感型复合药物载体材料，利用多孔磷酸盐壳层材料部分进行药物负载，而硼酸盐玻璃部分则作为微环境酸碱度的调节剂，在释药过程中调节微环境pH值。

附图说明

图1为本发明实施例的NCB玻璃微球的光学显微图片。

图2为本发明实施例的核壳结构硼酸盐玻璃微球的扫描电镜图片。

图3为本发明实施例的核壳结构硼酸盐玻璃微球中多孔磷酸盐壳层的扫描电镜图片。

图4为本发明实施例的pH敏感型复合药物载体的扫描电镜图片。

图5为本发明实施例的PBS浸泡液pH值随复合药物载体浸泡时间的变化曲线示意图。

图6为本发明实施例的载盐酸万古霉素pH敏感型复合药物载体缓释曲线示意图。

图7为本发明实施例的pH敏感型复合药物载体的缓控释机理示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本发明作进一步详细的说明。

以下所用的火焰喷球法包括以下步骤：将所获得的粒径为100～150μm的玻璃颗粒放入振荡给料器中，将玻璃颗粒送入丁烷火焰并随火焰飘落在收集器皿中；将所收集的颗粒再次送入振荡给料器中，如此重复操作3～5次，直至在光学显微镜视野范围内，90～100％的玻璃颗粒均形成球体即可。

以下实施例中符号表示利用pH敏感型聚合物材料对核壳结构硼酸盐玻璃微球进行包覆。

实施例1

载盐酸万古霉素pH敏感型CSP-bg复合药物载体材料的制备过程如下：(1)P-bg微球的制备：称取21.20gNa₂CO₃、20.02gCaCO₃和74.20gH₃BO₃粉料，于研钵中充分混合。将混合的粉料置于铂金坩埚中，在1150℃的硅碳棒高温炉中，加热熔融30min。将熔化的玻璃液淬冷于冷钢板上，制得硼酸盐玻璃。将玻璃块破碎后，获得粒径为100～150μm的玻璃颗粒，利用火焰喷球法将玻璃颗粒制成玻璃微球，如图1所示，图1为本发明实施例的NCB玻璃微球的光学显微图片。称取1g玻璃微球，加入到100ml浓度为0.20mol/L，pH为9.0的K₂HPO₄溶液中，静置于37℃恒温箱中，浸泡3h后，微球失重率约为30％左右，微球内部剩余硼酸盐玻璃含量约为60％左右，然后移去浸泡液，用去离子水清洗三次，再用无水乙醇清洗一次，置于60℃烘箱中干燥24h，最后将干燥后的微球置于300℃煅烧2h，制得P-bg微球。

(2)盐酸万古霉素在P-bg微球中的装载：为了验证复合材料的药物缓释性能，将盐酸万古霉素装载到P-bg微球上。具体方法为：将盐酸万古霉素溶于磷酸盐缓冲溶液中，制成浓度为1g/L的水相溶液；将1g P-bg微球样品浸泡于50mL盐酸万古霉素的水相溶液中，将其置于真空环境下，保持真空度0.05Mpa左右，使盐酸万古霉素溶液在压力作用下扩散进入P-bg微球的多孔表面及其内部，60min后取出，用PBS磷酸盐缓冲溶液冲洗微球，经冷冻干燥后保存备用，盐酸万古霉素在P-bg微球中的装载量约为10mg/g。

(3)壳聚糖包覆溶液的制备：将壳聚糖溶于浓度为1mol/L的乙酸溶液中，磁力搅拌1h至溶液澄清，制备20g/L的壳聚糖/乙酸混合溶液；然后，将β-甘油磷酸二钠溶于去离子水中，磁力搅拌至溶液澄清透明，制备560g/L的β-甘油磷酸二钠盐溶液；最后，将制备的壳聚糖/乙酸溶液与β-甘油磷酸钠溶液按9:1的体积比混合，制备壳聚糖包覆溶液，并置于4℃的冰箱冷藏备用。

(4)载万古霉素pH敏感型CSP-bg复合药物载体材料的制备：将载有盐酸万古霉素的P-bg微球与上述壳聚糖包覆液以固液比1/5(g/mL)混合并摇匀，然后将其置于真空干燥箱中，37℃干燥6h，即可制得载盐酸万古霉素pH敏感型复合药物载体材料。

本发明所制备的NCB玻璃微球光学显微照片如图1所示，图1为本发明实施例的NCB玻璃微球的光学显微图片，由图1可知，NCB玻璃微球呈规则的球形，直径约为100μm。本发明所制备的P-bg微球的扫描电镜结果如图2所示，图2为本发明实施例的核壳结构硼酸盐玻璃微球的扫描电镜图片，由图2可知，微球均由多孔磷酸盐壳层和硼酸盐玻璃内核构成。P-bg微球球壳的扫描电镜结果如图3所示，图3为本发明实施例的核壳结构硼酸盐玻璃微球中多孔磷酸盐壳层的扫描电镜图片。由图3可知，微球球壳由纳米尺寸的球状颗粒组成且呈多孔结构。本发明所制备的CSP-bg复合药物载体的扫描电镜结果如图4所示，图4为本发明实施例的pH敏感型复合药物载体材料的扫描电镜图片。由图4可知，复合药物载体由pH敏感型聚合物膜、多孔磷酸盐壳层以及硼酸盐玻璃内核构成。测试CSP-bg复合药物载体对微环境酸碱度的影响，结果如图5所示，图5为本发明实施例的PBS浸泡液的pH值随pH敏感型复合药物载体材料浸泡时间的变化曲线示意图。由图5可知，本发明所制备的CSP-bg复合药物载体对环境pH具有良好的调控作用，浸泡24h后，溶液pH由6.0升至8.5。测试载万古霉素CSP-bg复合药物载体在弱酸性环境下(pH＝6.0)的药物缓释性能，结果如图6所示，图6为本发明实施例的载盐酸万古霉素pH敏感型复合药物载体材料的体外缓释曲线示意图。由图6可知，复合药物载体的缓释周期可达2周左右，表现出良好的药物缓控释效果。本发明所制备的CSP-bg复合药物载体缓控释原理如图7所示，图7为本发明实施例所制备的pH敏感型复合药物载体材料的药物缓控释原理示意图。由图7可知，本发明所制备的基于硼酸盐玻璃微球的pH敏感型复合药物载体材料可以在释药过程中调节环境pH信号，进而调控pH敏感型聚合物的构象变化而实现载体的“打开”、“关闭”效果，即载体自身反馈调节作用，从而实现药物的缓控释效果，其具体过程如下：当复合药物载体感受到病灶处弱酸性疾病信号后，载体表面聚合物由于质子化作用呈溶胀状态，药物从微球表面多孔壳层处加速释放；与此同时，微球内部硼酸盐玻璃产生降解并逐渐调控病灶处酸碱度，当病灶处酸碱度信号被硼酸盐玻璃调节到一定程度后，载体表面聚合物由于去质子化作用呈收缩状态，阻碍药物释放，同时硼酸盐玻璃降解变缓；由于病变在短时间内难以至治愈，因此将持续产生疾病信号，当环境酸碱度再次恢复到疾病信号状态，复合药物载体表面聚合物感受到疾病信号后会再次产生质子化作用并呈溶胀状态，药物加速释放，与此同时硼酸盐玻璃降解变快，如此循环响应直至药物完全释放，既满足了pH敏感型药物释放的要求，又有效地调控了药物的释放速度。

实施例2

载rhBMP-2pH敏感型CSP-bg复合药物载体材料的制备过程如下：

(1)P-bg微球的制备：称取21.20gNa₂CO₃、20.02gCaCO₃和74.20gH₃BO₃粉料，于研钵中充分混合。将混合的粉料置于铂金坩埚中，在1150℃的硅碳棒高温炉中，加热熔融30min。将熔化的玻璃液淬冷于冷钢板上，制得硼酸盐玻璃。将玻璃块破碎后，获得粒径为100～150μm的玻璃颗粒，利用火焰喷球法将玻璃颗粒制成玻璃微球。称取1g球化后的玻璃微球，加入到100ml浓度为0.20mol/L，pH为9.0的K₂HPO₄溶液中，静置于37℃恒温箱中，浸泡6h后，微球失重率为50％，微球内部剩余硼酸盐玻璃含量为20％，然后移去浸泡液，用去离子水清洗三次，再用无水乙醇清洗一次，置于80℃烘箱中干燥24h，最后将干燥后的微球置于400℃煅烧2h，制得P-bg微球。

(2)重组人骨形态发生蛋白2(rhBMP-2)在P-bg微球中的装载：为了验证复合材料的药物缓释性能，将rhBMP-2装载到P-bg微球上。具体方法为：将rhBMP-2溶于PBS磷酸盐缓冲液中，制成浓度为0.0l g/L的水相溶液；在0～4℃的环境中，将1g P-bg微球样品浸泡于50mLrhBMP-2的水相溶液中，将其放入真空干燥箱内，保持真空度0.05MPa，使rhBMP-2溶液在压力作用下扩散进入P-bg微球，30min后取出，用PBS磷酸盐缓冲液冲洗微球，经冷冻干燥后保存备用，rhBMP-2在P-bg微球中的装载量约为10μg/g。

(3)壳聚糖包覆溶液的制备：将壳聚糖溶于浓度为1mol/L的乙酸溶液中，磁力搅拌1小时至溶液澄清，制备20g/L的壳聚糖/乙酸混合溶液；然后，将β-甘油磷酸二钠溶于去离子水中，磁力搅拌至溶液澄清透明，制备560g/L的β-甘油磷酸二钠盐溶液；最后，将制备的壳聚糖/乙酸溶液与β-甘油磷酸盐溶液按9:1的体积比混合，制备壳聚糖包覆液，并置于4℃的冰箱冷藏备用。

(4)载rhBMP-2pH敏感型CSP-bg复合药物载体材料的制备：将载有rhBMP-2的P-bg微球与上述壳聚糖包覆液以固液比1/5(g/mL)混合并摇匀，然后将其置于-21℃冷冻干燥24h即可制得载盐酸万古霉素pH敏感型复合药物载体材料。

实施例3

载盐酸万古霉素pH敏感型CS-g-PDMAEMAP-bg复合药物载体材料的制备过程如下：

(1)P-bg微球的制备：称取21.20gNa₂CO₃、20.02gCaCO₃和74.20gH₃BO₃粉料，于研钵中充分混合，将混合的粉料置于铂金坩埚中，在1150℃的硅碳棒高温炉中，加热熔融30min。将熔化的玻璃液淬冷于冷钢板上，制得硼酸盐玻璃。将玻璃块破碎后，获得粒径为100～150μm的玻璃颗粒，利用火焰喷球法将玻璃颗粒制成玻璃微球。称取1g球化后的玻璃微球，加入到100ml浓度为0.20mol/L，pH为9.0的K₂HPO₄溶液中，静置于37℃恒温箱中，浸泡3h后，微球失重率约为30％左右，微球内部剩余硼酸盐玻璃含量约为60％左右，然后移去浸泡液，用去离子水清洗三次，再用无水乙醇清洗一次，置于70℃烘箱中干燥24h，最后将干燥后的微球置于400℃煅烧2h，制得P-bg微球。

(3)CS-g-PDMAEMA包覆溶液的制备：将0.5g壳聚糖，1.5mL冰醋酸和50mL去离子水置于圆底烧瓶中，加热搅拌使其完全溶解，通N₂15min排除反应瓶中的空气，升温至55℃后在氮气保护下依次加入硝酸铈铵溶液和一定量的DMAEMA单体，升温至50～60℃后在氩气保护下加入2mL浓度为0.010g/mL的硝酸铈铵溶液和2mL甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯单体，恒温反应5h，反应结束后冷却至室温。在丙酮中沉淀得到粗产物，将粗产物在丙酮中回流5h以除去PDMAEMA均聚物，最后在真空烘箱中50℃干燥至恒量得到纯接枝共聚物。将CS-g-PDMAEMA溶于浓度为1mol/L的乙酸溶液中，磁力搅拌24h，制备20g/L的CS-g-PDMAEMA溶液。

(4)载盐酸万古霉素pH敏感型CS-g-PDMAEMAP-bg复合药物载体材料的制备：将200μl CS-g-PDMAEMA溶液加入100mg载药P-bg微球并混合均匀，置于真空干燥箱中，40℃干燥6h即可获得pH敏感型复合药物载体材料。

实施例4

(1)P-bg微球的制备：称取17.10gNa₂CO₃、17.87gCaCO₃和142.14gH₃BO₃粉料，于研钵中充分混合，将混合的粉料置于铂金坩埚中，在1100℃的硅碳棒高温炉中，加热熔融30min。将熔化的玻璃液淬冷于冷钢板上，制得硼酸盐玻璃。将玻璃块破碎后，获得粒径为100～150μm的玻璃颗粒，利用火焰喷球法将玻璃颗粒制成玻璃微球。称取1g球化后的玻璃微球，加入到100ml浓度为0.20mol/L，pH为9.0的K₂HPO₄溶液中，静置于37℃恒温箱中，浸泡3h后，微球失重率约为30％左右，微球内部剩余硼酸盐玻璃含量约为60％左右，然后移去浸泡液，用去离子水清洗三次，再用无水乙醇清洗一次，置于80℃烘箱中干燥24h，最后将干燥后的微球置于500℃煅烧2h，制得P-bg微球。

(3)CS-g-PDMAEMA包覆溶液的制备：将0.5g壳聚糖，1.5mL冰醋酸和50mL去离子水置于圆底烧瓶中，加热搅拌使其完全溶解，通N₂25min排除反应瓶中的空气，升温至50～60℃后在氮气保护下加入3mL浓度为0.010g/mL的硝酸铈铵溶液和3mL甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯单体，恒温反应5h，反应结束后冷却至室温。在丙酮中沉淀得到粗产物，将粗产物在丙酮中回流5h以除去PDMAEMA均聚物，最后在真空烘箱中50℃干燥至恒量得到纯接枝共聚物。将CS-g-PDMAEMA溶于浓度为0.5mol/L的乙酸溶液中，磁力搅拌24h，制备30g/L的CS-g-PDMAEMA溶液。

实施例5

载rhBMP-2pH敏感型CSP-bg复合药物载体材料的制备过程如下：

(1)P-bg微球的制备：称取17.10gNa₂CO3、17.87gCaCO₃和142.14gH₃BO₃粉料，于研钵中充分混合。将混合的粉料置于铂金坩埚中，在1125℃的硅碳棒高温炉中，加热熔融30min。将熔化的玻璃液淬冷于冷钢板上，制得硼酸盐玻璃。将玻璃块破碎后，获得粒径为100～150μm的玻璃颗粒，利用火焰喷球法将玻璃颗粒制成玻璃微球。称取1g球化后的玻璃微球，加入到100mL浓度为0.25mol/L，pH为9.5的K₂HPO₄溶液中，静置于37℃恒温箱中，浸泡6h后，微球失重率为50％，微球内部剩余硼酸盐玻璃含量为20％，然后移去浸泡液，用去离子水清洗三次，再用无水乙醇清洗一次，置于90℃烘箱中干燥12h，最后将干燥后的微球置于500℃煅烧2h，制得P-bg微球。

(2)重组人骨形态发生蛋白2(rhBMP-2)在P-bg微球中的装载：为了验证复合材料的药物缓释性能，将rhBMP-2装载到P-bg微球上。具体方法为:将rhBMP-2溶于PBS磷酸盐缓冲液中，制成浓度为0.0l g/L的水相溶液；在0～4℃的环境中，将1g P-bg微球样品浸泡于50mLrhBMP-2的水相溶液中，将其放入真空干燥箱内，保持真空度0.05MPa，使rhBMP-2溶液在压力作用下扩散进入P-bg微球，30min后取出，用PBS磷酸盐缓冲液冲洗微球，经冷冻干燥后保存备用，rhBMP-2在P-bg微球中的装载量约为10μg/g。

(4)载rhBMP-2pH敏感型CSP-bg复合药物载体材料的制备：将载有rhBMP-2的P-bg微球与上述壳聚糖包覆液以固液比1/5(g/mL)混合并摇匀，然后将其置于-21℃冷冻干燥12h即可制得载盐酸万古霉素pH敏感型复合药物载体材料。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种pH敏感型复合药物载体材料，其特征在于：由以下质量百分含量的组分制成：

核壳结构硼酸盐玻璃微球 70～90wt％，

pH敏感型聚合物 9～27wt％，

药物 1～3wt％。

2.根据权利要求1所述的pH敏感型复合药物载体材料，其特征在于：所述核壳结构硼酸盐玻璃微球是由以下质量百分含量的组分制成：

多孔磷酸盐壳层材料 40～70wt％，

硼酸盐玻璃内核材料 30～60wt％；

优选的，所述核壳结构硼酸盐玻璃微球的尺寸为100～150μm。

3.根据权利要求1所述的pH敏感型复合药物载体材料，其特征在于：所述pH敏感型聚合物为阳离子型聚合物，优选为壳聚糖及其接枝共聚物、组氨酸接枝共聚物以及聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯接枝共聚物；

或，所述药物为盐酸万古霉素、重组人骨形态发生蛋白2或替考拉丁骨疾病治疗用药物。

4.一种权利要求1至3任一所述的pH敏感型复合药物载体材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：首先将质量百分含量为1～3wt％的药物装载入质量百分含量为70～90wt％的核壳结构硼酸盐玻璃微球中；然后将载有药物的核壳结构硼酸盐玻璃微球与质量百分含量为9～27wt％的pH敏感型聚合物溶液混合均匀，最后干燥得到pH敏感型复合药物载体材料。

5.根据权利要求4所述的pH敏感型复合药物载体材料的制备方法，其特征在于：所述药物在核壳结构硼酸盐玻璃微球中的装载量为10～1000μg/g；

或，所述核壳结构硼酸盐玻璃微球与pH敏感型聚合物溶液的固液比为(1～5)/10(g/ml)。

6.根据权利要求4所述的pH敏感型复合药物载体材料的制备方法，其特征在于：所述核壳结构硼酸盐玻璃微球的制备方法包括以下步骤：将质量比为(1～5)：(1～5)：(14～21)的Na₂CO₃、CaCO₃和H₃BO₃充分混合，在温度为1100～1150℃的条件下加热熔融30～40min，将熔化的玻璃液淬冷制得硼酸盐玻璃，破碎后获得粒径为100～150μm的玻璃颗粒，利用火焰喷球法将玻璃颗粒制成玻璃微球，将玻璃微球加入到浓度为0.10～0.25mol/L、pH为9.0～9.5的磷酸盐溶液中，玻璃微球与磷酸盐溶液的比例为(1～3)/100(g/mL)，在温度为25～40℃的条件下浸泡3～12h，然后移去浸泡液，用去离子水清洗三次，再用无水乙醇清洗一次，在温度为60～90℃的条件下干燥12～24h，最后将干燥后的微球置于温度为300～500℃的条件下煅烧2～3h，制得核壳结构硼酸盐玻璃微球。

7.根据权利要求6所述的pH敏感型复合药物载体材料的制备方法，其特征在于：所述火焰喷球法包括以下步骤：将所获得的粒径为100～150μm的玻璃颗粒放入振荡给料器中，将玻璃颗粒送入丁烷火焰并随火焰飘落在收集器皿中；将所收集的颗粒再次送入振荡给料器中，如此重复操作3～5次，直至在光学显微镜视野范围内，90～100％的玻璃颗粒均形成球体即可；

或，所述磷酸盐为K₂HPO₄或Na₂HPO₄。

8.根据权利要求4所述的pH敏感型复合药物载体材料的制备方法，其特征在于：所述药物装载入核壳结构硼酸盐玻璃微球中包括以下步骤：将药物溶于磷酸盐缓冲溶液中，制成浓度为(0.01～50)g/L的水相溶液；在0～4℃的环境中，将核壳结构硼酸盐玻璃微球按(1～5)/100(g/mL)的比例浸泡于上述药物的水相溶液中，将其置于真空环境下，保持真空度0.001～0.1Mpa，30～60min后取出，用磷酸盐缓冲溶液冲洗微球，经冷冻干燥后得到载有药物的核壳结构硼酸盐玻璃微球。

9.根据权利要求4所述的pH敏感型复合药物载体材料的制备方法，其特征在于：所述pH敏感型聚合物溶液的制备方法包括以下步骤：

或：将壳聚糖、冰醋酸和去离子水按比例为(1～2)/3/100(g/ml/ml)混合加热搅拌使其完全溶解，通N₂时间为15～30min置换出空气，升温至50～60℃后在氮气保护下按(1～5)/4(mL/mL)的比例依次加入浓度为0.010～0.015g/mL硝酸铈铵溶液和甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯单体，甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯单体与壳聚糖的比例为(1～8)/1(mL/g)，恒温反应5～7h，反应结束后冷却至室温，在丙酮中沉淀得到粗产物，将粗产物在丙酮中回流5～10h以除去聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯均聚物，最后置于40～50℃真空烘箱中干燥至恒重得到纯接枝共聚物，将纯接枝共聚物溶于浓度为0.5～1mol/L的乙酸溶液中，浓度为20～30g/L，磁力搅拌12～24h，得到pH敏感型聚合物溶液。

10.根据权利要求4所述的pH敏感型复合药物载体材料的制备方法，其特征在于：所述干燥是在温度为35～45℃的条件下真空干燥5～10h或在温度为-21～-10℃的条件下冷冻干燥3～24h。