一种可装载递送两亲性药物的乳液凝胶、制备方法及应用

技术领域

本发明涉及药物装载递送材料技术领域，尤其涉及一种可装载递送两亲性药物的乳液凝胶、制备方法及应用。

背景技术

乳液凝胶是一种以乳液为基础，以不同的诱导成胶方式，如酸、碱、盐诱导，温度和酶诱导等方式，由连续相形成空间网状结构，分散相进行填充，将分散相包埋在连续相中的凝胶状固体或半固体，具有乳液和凝胶的双重特性。乳液凝胶中的分散相可以是液态，也可以是固态脂质颗粒，根据其对凝胶特性的影响，可以分为活性填料与非活性填料。活性填料可以连接到凝胶网络上，有助于增强凝胶强度。而非活性填料对凝胶基质的化学亲合力较低，与凝胶基质不发生相互作用或有限地相互作用。根据油相和水相的相对空间分布，可以将乳液凝胶分为油包水(W/O)型、水包油(O/W)型。与W/O型乳液凝胶相比，O/W型乳液凝胶是包埋、稳定和递送脂溶性性药物的理想体系。一方面，含有亲脂性化合物的内油相被包裹在水相中，抑制了脂溶性化合物透过双层油水界面扩散到体系外。另一方面，油相液滴被固定在凝胶的网络结构中，防止它们发生絮凝和聚集。

黄精是我国一味传统中药材，为百合科植物滇黄精、黄精或多花黄精的干燥根茎。因其健脾，补气，益肾，润肺等功效，被盛誉为“仙人余粮”。现代医学表明，黄精中含有丰富的多糖，此类多糖具有调节人体免疫力，抗衰老，调节血糖血脂，保护神经等功效。由于其复杂的生物结构和功能活性，使其在食品和医药领域成为研究和开发的热点之一。而黄精多糖(PSP)是黄精含量最丰富的活性物质之一，是其主要功能活性载体。

蛋白质是食品级水包油乳液中使用最广泛的乳化剂。众所周知，蛋白质在油水界面的吸附可以通过降低油水界面张力，并在界面处形成粘弹性层来稳定水包油乳液。导致稳定的水包油乳液的最佳蛋白质浓度取决于蛋白质分子的等电点、分子量、分子结构和灵活性等特征。卵清蛋白(OVA)作为一种具有良好生物相容性的乳化剂，通过静电相互作用，能够较好地吸附在油水界面上，从而降低界面张力形成稳定乳液。

结冷胶(GG)是一种安全无毒的微生物胞外多糖，作为胶凝剂，结冷胶具有良好的稳定性、耐酸、耐高温、热可逆以及用量少等特点；结冷胶溶于水后，分子之间会自动聚集形成双螺旋结构，稳定双螺旋结构的作用力主要是分子间氢键，双螺旋进一步聚集可形成三维网状结构，便于截留水分子而产生凝胶现象。结冷胶的凝胶机制被认为是阳离子引发的双螺旋间的聚合交联，阳离子可促进分子内的交联作用、稳定双螺旋结构和加速双螺旋形成三维网络状结构。结冷胶分子的羧基侧链由于静电相互作用而互相排斥，这阻碍了螺旋的紧密聚集，而阳离子的介入能屏蔽静电排斥作用。但结冷胶凝胶质地脆性大，并受阳离子浓度影响，从而限制了其在食品中的应用。

综上所述，黄精多糖、卵清蛋白和结冷胶在制备乳液凝胶上各有优点，也有一些劣势；因此，如何将黄精多糖、卵清蛋白和结冷胶结合形成一种乳液凝胶，并用于装载递送两亲性不稳定药物是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种可装载递送两亲性药物的乳液凝胶、制备方法及应用，制备的乳液凝胶能够用于装载递送两亲性不稳定药物，还可以完成热敏性、酸敏性的两亲性药物的有效递送。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

第一方面，本发明公开了一种可装载递送两亲性不稳定药物的乳液凝胶，所述乳液凝胶的原材料包括卵清蛋白、油相物质、黄精多糖和结冷胶。

进一步，所述乳液凝胶为以卵清蛋白为乳化剂包裹油相形成乳化液，通过添加黄精多糖使其与卵清蛋白相互作用以增强乳化液的稳定性，并利用结冷胶与乳化液形成的稳定凝胶结构。

进一步，所述卵清蛋白包裹油相物质形成的为核壳结构，所述结冷胶与乳液形成的为互穿网络结构。

本技术方案使用卵清蛋白作为乳化剂，将油相物质包裹起来形成稳定的核壳结构，再向乳化液中添加黄精多糖，多糖和蛋白相互作用产生非共价键相互作用力，且发挥多糖的空间位阻作用使得乳化液结构更加稳定，最后添加结冷胶，利用结冷胶的凝胶特性使其形成稳定的互穿网络结构。这样的乳液凝胶不仅可以装载大部分活性较高但性质不稳定的两亲性药物，还可以完成热敏性，酸敏性的两亲性药物的有效递送。

进一步，所述卵清蛋白的纯度为66-88％，所述卵清蛋白在乳液凝胶中的质量分数为2.0-3.0％。

进一步，所述黄精多糖的纯度为70-80％，所述黄精多糖在乳液凝胶中的质量分数为0.5-2.0％。

进一步，所述结冷胶为低酰结冷胶，所述结冷胶在乳液凝胶中的质量分数为0.6-1.4％。

进一步，所述油相物质为植物油，包括葵花籽油、花生油、大豆油、菜籽油中的一种或者多种组合。

第二方面，本发明还公开了一种可装载递送两亲性不稳定药物的乳液凝胶的制备方法，包括以下步骤：

S1、取卵清蛋白溶于水中，搅拌溶解后过滤得到卵清蛋白溶液，然后取油相置于卵清蛋白溶液中，乳化后得到乳化液；

S2、向乳化液中添加黄精多糖，使黄精多糖充分溶解形成卵清蛋白-黄精多糖乳化液；

S3、取结冷胶加入去离子水后静置，得到结冷胶溶液，待结冷胶溶液凝固为凝胶状，将凝固的结冷胶置于水浴中加热使其溶解为液态；

S4、将溶解为液态的结冷胶溶液与所述卵清蛋白-黄精多糖乳化液混合均匀，制成乳液凝胶预备液；

S5、将乳液凝胶预备液于2-6℃环境中冷藏，使其形成稳定的凝胶结构，即乳液凝胶。

进一步，所述步骤S1中，采用均质仪进行乳化处理，所述均质仪的乳化条件为8000-12000rmp，乳化时间为20-40s。

第三方面，本发明还公开了一种上述的乳液凝胶在递送两亲性药物、热敏性、酸敏性药物中的应用。

本发明的有益效果：

1、本发明的卵清蛋白-黄精多糖乳液凝胶是一种良好的不稳定药物递送载体，相较于其他类似药物凝胶载体在高温、高浓度金属盐或酸性碱性的成胶条件，本发明的乳液凝胶只需在室温下即可成胶，由于其形成凝胶条件温和，其不仅可以装载大部分活性较高但性质不稳定的两亲性药物，还可以完成热敏性、酸敏性的两亲性药物的有效递送。

2、本发明的卵清蛋白-黄精多糖乳液凝胶具有良好的生物相容性，由于制备凝胶所用到的材料均为天然生物材料，所以该药物载体不会对机体产生毒副作用。

3、本发明制备的乳液凝胶添加的黄精多糖具有提高机体免疫力、抗氧化等功能活性；卵清蛋白作为一种常见的营养物质，具有提高免疫力，补充人体所需营养物质等功效；因此，本发明的乳液凝胶不仅是一种生物相容性高的两亲性、热敏性和酸敏性药物递送载体，还可以是一种具有抗氧化和调节机体免疫力的功能营养物质。

附图说明

图1是本发明的乳液凝胶的结构示意图；

图2是本发明实施例1-实施例3制备的乳液凝胶图；

图3是不同含量PSP、GG、OIL对凝胶WHC的影响结果图；

图4是实施例1-实施例3制备的乳液凝胶在模拟胃液中的消化率结果图；

图5是实施例1-实施例3制备的乳液凝胶在模拟肠液中的消化率结果图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明：

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应该被视为在本文中具体公开。

实施例1、

本实施例为不同黄精多糖含量的乳液凝胶制备，包括以下步骤：

首先制备50mg/mL的卵清蛋白溶液，加入葵花籽油，在8000rpm条件下使用均质仪乳化20s，向得到的乳化液中加入黄精多糖固体粉末，涡旋震荡使其完全溶解；取一定量溶解有黄精多糖对乳化液加入不同含量的的结冷胶热溶液，混匀后静置12h使其完全成胶并保持结构稳定；本实施例使用的卵清蛋白的纯度为66％，黄精多糖的纯度为70％，结冷胶为低酰结冷胶。形成的乳液凝胶中各物质含量如表1所示。

表1不同黄精多糖含量的乳液凝胶的制备配比表

实施例2、

本实施例为不同结冷胶含量的乳液凝胶的制备，包括以下步骤：

首先制备50mg/mL的卵清蛋白溶液，加入葵花籽油，在10000rpm条件下使用均质仪乳化30s，向得到的乳化液中加入黄精多糖固体粉末，涡旋震荡使其完全溶解；取一定量溶解有黄精多糖对乳化液加入不同含量的的结冷胶热溶液，混匀后静置12h使其完全成胶并保持结构稳定；本实施例使用的卵清蛋白的纯度为77％，黄精多糖的纯度为75％，结冷胶为低酰结冷胶。形成的乳液凝胶中各物质含量如表2所示。

表2不同结冷胶含量的乳液凝胶的制备配比表

实施例3、

本实施例为不同油含量的乳液凝胶的制备，包括以下步骤：

首先制备50mg/mL的卵清蛋白溶液，取卵清蛋白溶液加入不同量的葵花籽油，在12000rpm条件下使用均质仪乳化40s，向得到的乳化液中加入黄精多糖固体粉末，涡旋震荡使其完全溶解；向溶解有黄精多糖对乳化液加入2％的结冷胶热溶液，混匀后静置12h使其完全成胶并保持结构稳定；本实施例使用的卵清蛋白的纯度为88％，黄精多糖的纯度为80％，结冷胶为低酰结冷胶。形成的乳液凝胶中各物质含量如表3所示。

表3不同油含量的乳液凝胶的制备配比表

上述实施例1-实施例3中制备的乳液凝胶如图2所示，其中，(a)、(b)、(c)中从左到右多糖、结冷胶、油相含量按表1-3依次递增。

另外，本申请为了统一比较，上述的实施例1-实施例3所使用的均为葵花籽油，在实际的使用中，还可以使用花生油、大豆油、菜籽油等，也可以是它们之间的组合。

实施例4、

本实施例为对实施例1-3制备的乳液凝胶进行离心持水率(WHC)的测定，测定方法包括以下步骤：

将0.5g的实施例1-3的凝胶样品加到2mL超滤管(MWCO＝100kDa)，8000rpm的条件下离心10min，移去离心管中的水分。WHC计为：

WHC(％)＝(M

其中：M

在乳液凝胶化的过程中，结冷胶分子间形成稳定的三维网状结构能将自由水截留，使乳液凝胶具有一定的持水能力。凝胶的离心持水率反映了凝胶的强度和作为药物载体是装载药物后的稳定性。能够有效地固定凝胶网络里的水是良好凝胶的重要性质。一般来说，凝胶硬度的和稳定性与离心持水率成正相关。如图3-4所示，随着乳液凝胶中黄精多糖和结冷胶含量含量提高，凝胶的离心持水率显著升高。这是因为当在乳液形成凝胶后，其中被凝固在凝胶三维网络结构的黄精多糖颗粒充当活性填充物质，黄精多糖通过和卵清蛋白相互作用形成稳定的氢键，使凝胶的结构更加稳定；随着结冷胶含量的增加，乳液凝胶的离心持水率也出现显著的增长趋势。这是因为结冷胶在乳液凝胶中起到了凝胶剂的作用，当乳液凝胶中的结冷胶含量增加时，结冷胶溶与水后形成的二维螺旋结构密度更高，进而更容易形成三维网状结构，同时，形成的网状结构也更加致密，网络结构越致密有序，水的流动性与灵活性越差，因而呈现较高的离心持水率；而凝胶中的油相为葵花籽油，当油相浓度较低时，乳化过程中卵清蛋白被有效吸附并聚集在脂质颗粒表面上，从而在其周围形成了一层界面蛋白膜，这个膜在稳定脂质颗粒、防止脂质颗粒聚集的同时与水分子发生水合作用，进而增强蛋白质交联体系，使水分被包裹于凝胶基质中，而在相同乳化条件下，乳化脂质浓度的增加即脂质颗粒的增多极大地促进了蛋白质分子间的交联，凝胶的离心持水率会得到一定的提高，然而这种线性关系是有限的，当大量脂质颗粒存在于凝胶中时，脂质颗粒必然会发生聚集而使凝胶网络结构中出现较大空洞，这对蛋白质网状结构造成了一定的破坏，使得凝胶持水性急剧下降。

实施例5、

本实施例为对实施例1-3制备的可装载递送两亲性不稳定药物的O/W型乳液凝胶在胃液中消化率的测定，包括以下步骤：

由于卵清蛋白在胃蛋白酶的作用下会被酶解，生成多种小分子氨基酸，而酪氨酸和色氨酸在280nm处有最大吸收峰。故将0.5g的实施例1-3凝胶样品分散在4.5mL HCl(pH＝1.5)和15mg胃蛋白酶中，在37℃下，140rpm条件下震荡模拟胃液蠕动，培养2h。酶解结束后，在90℃水浴中灭酶活10min，最后在8000rpm下离心10min，用酶标仪测量其OD

图4(注：从左到右PSP:0、0.5、1.0、1.5、2.0％；GG：0.6、0.8、1.0、1.2、1.4％；OIL：1.0、2.0、3.0、4.0、5.0％)为模拟胃液消化2h后的凝胶状态，可以明显看到凝胶在模拟胃液中稳定存在，无论在何种条件下制备的乳液凝胶均未发现有明显的降解现象。取消化凝胶2h的模拟液，离心后取上清液测吸光度发现，模拟胃液中OD

实施例6、

本实施例为对实施例1-3制备的可装载递送两亲性不稳定药物的O/W型乳液凝胶在肠液中消化率的测定，包括以下步骤：

将经过模拟胃液凝胶取出后加入5mL 0.5mol/L的KH

图5(注：从左到右PSP:0、0.5、1.0、1.5、2.0％；GG：0.6、0.8、1.0、1.2、1.4％；OIL：1.0、2.0、3.0、4.0、5.0％)为模拟肠液消化4h的凝胶状态。取消化凝胶4h的模拟液，离心后取上清液测吸光度发现，发现模拟肠液中OD

由实施例1-6可知，本发明的乳液凝胶在具有良好的结构稳定性，在胃液的强酸性条件下可以稳定存在，而在肠液的弱碱性环境中可以保证其稳定的降解以释放出其中包埋的药物；同时，由实施例1-6可知，凝胶的机械强度以及释放药物可通过调节其中PSP、GG和OIL的含量进行调控，如可以增加或减少PSP、GG或OIL的含量以提高或降低凝胶的硬度和在胃肠道内的消化率。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。