[发明专利]一种具有药物缓释性能的α-蒎烯基蔗渣纳米纤维素的制备方法

说明书

一种具有药物缓释性能的α‑蒎烯基蔗渣纳米纤维素的制备方法，包括如下步骤：以废弃甘蔗渣为原料，通过漂白、打浆制成固含量为1wt％的漂白蔗渣浆，利用TEMPO氧化法使纤维素纳米纤丝分散，接着以桃金娘烯酸酰氯为酯化试剂、三乙胺为溶剂对其表面的羟基进行酯化改性，制备出具有一定脂溶性和分散性能的生物质基药物载体。选取桃金娘烯醛基2‑吡啶甲酰肼为模型药物进行药物负载，以溶剂挥发诱导的自组装方法构建药物‑载体复合物，该复合物在5％乙醇水溶液中具有分阶段缓释性能，缓释周期大约一周。同时，SEM照片显示，该复合物具有较松散的基质和较大的孔隙。

技术领域

本发明涉及药物缓释技术领域，特别是一种基于α-蒎烯和蔗渣纳米纤维素的新型药物缓释载体——α-蒎烯基蔗渣纳米纤维素的制备方法。

背景技术

农药的使用是防治植物病虫害，保证粮食产量和质量稳步增长的有效手段，然而传统的农药由于其应用方式和环境因素等的影响存在着易流失到空气或土壤中造成利用率低、环境污染等缺陷。因此，寻找新型的缓释载体、创新农药剂型成为当前农药应用技术领域的研究热点之一。生物质资源的高值化利用为这一研究提供了有效的思路。

纤维素是一种来源广泛且含量丰富的生物质资源，主要来源于棉花、木材和农作物秸秆中，在自然环境中可降解，而且对人体和哺乳动物无毒无害。从化学结构上，纤维素系由葡萄糖组成的大分子多糖，其表面富含羟基，可用于进行醚化、酯化等化学改性，也可与其他分子形成氢键结合。因此，纤维素被认为是药物及其他生物活性小分子的良好载体。甘蔗在制糖过程产生的固体废弃物甘蔗渣被认为是获得纤维素的良好来源。使用一定的化学、物理方法将漂白蔗渣浆进行加工，可获得解纤化程度高的、一维尺度上为纳米级别的纤维素产品，即纳米纤维素。纳米纤维素较纤维素而言具有明显的优势，例如比表面积大，表面暴露的羟基更多，更利于进行化学改性和药物负载。

松节油主要成分是α-蒎烯。α-蒎烯本身及其衍生物具有多种生物活性，如除草、抑菌、抗肿瘤、驱避等。这可能是由于α-蒎烯具有独特的双环单萜分子骨架，是天然的脂溶性小分子。在我们此前的研究中，一种α-蒎烯基生物活性化合物桃金娘烯醛基2-吡啶甲酰肼被证实具有优异且广谱的体外抗真菌活性，是极具潜力的杀菌剂先导化合物，它可由α-蒎烯经关键中间体桃金娘烯酸酰氯与2-吡啶甲酰肼的反应得到。

本发明基于桃金娘烯醛基2-吡啶甲酰肼的分子结构，设计了一种具有一定脂溶性的药物缓释载体，首次将天然产物α-蒎烯的母环引入到纤维素分子的骨架中以增强载体的脂溶性和分散性，从而提高其药物负载和缓释性能，采用经济、简便、高效的方法合成了结构新颖的α-蒎烯基蔗渣纳米纤维素载体。经载药和缓释性能测试发现，相应的载药复合物具有一定的药物负载量和包封率，在体积分数5％的乙醇水溶液体系中具有分段缓释的性能。该α-蒎烯基蔗渣纳米纤维素及其载药复合物的制备方法和药物缓释应用迄今未见国内外报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种α-蒎烯基蔗渣纳米纤维素及其载药复合物的制备方法，首次将天然产物α-蒎烯的母环引入到纤维素分子的骨架中以增强载体的脂溶性和分散性，从而提高其药物负载和缓释性能，采用经济、简便、高效的方法合成了结构新颖的α-蒎烯基蔗渣纳米纤维素载体。解决具有脂溶性的农药活性分子在实际应用中利用率低、流失严重的问题，制备方法具有简单，高效，成本低的优点。

本发明采用以下技术方案达到上述目的：一种具有药物缓释性能的α-蒎烯基蔗渣纳米纤维素，其结构通式如下：

所述的具有药物缓释性能的α-蒎烯基蔗渣纳米纤维素及其载药复合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将废弃甘蔗渣粉碎后用去离子水脱去其中的水溶性杂质，然后用pH≈4的2wt％NaClO₂溶液和4wt％的NaOH溶液交替、反复处理以脱除木质素和半纤维素，用去离子水洗涤至中性，收集残渣，用乙醇脱水，干燥至恒重，粉碎后加入一定量的去离子水打浆，得到固含量约为1wt％的漂白蔗渣浆；