改性藥用蒙脫石載體的制備及表征

毛文英，張朔生，李巧玲

(1.山西中醫學院，山西 太原 030024;2.中北大學 化學系，山西 太原 030051)

蒙脫石是一種天然的吸附性粘土礦物，其藥用價值始載于唐代《本草綱目拾遺》［1］。近年來隨著納米技術的發展，蒙脫石作為載藥釋藥介質而倍受重視［2］。根據所含可交換陽離子的種類和含量，蒙脫石可分為鈣基蒙脫石和鈉基蒙脫石［3］，后者較前者有更好的可塑性、膨潤性、懸浮性、吸附性及離子交換性，而我國天然粘土90%是鈣基蒙脫石。因此，開發利用蒙脫石作為藥物釋放載體，需要先將其提純轉型為鈉基蒙脫石，再根據載藥需要選用無毒可藥用的陽離子大分子改善蒙脫石表面微環境。

本實驗以分子中含有許多活性基團如羥基和氨基，具有良好的生物相容性、降解性及抗菌性等優點的殼聚糖季銨鹽為蒙脫石表面改性劑，以期增大蒙脫石與藥物接觸面積，從而有利于提高對敏感藥物大分子的運載能力。

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

蒙脫石(MMT)，DK 系列;Na2CO3，分析純;殼聚糖季銨鹽(HACC)，醫藥級。

JB300-D-I 型機械攪拌器;SHB-III 型水循環真空抽濾機;202-00 型臺式干燥箱;D/max-rA 型X 衍射儀;IR-8400S 紅外光譜儀。

1.2 改性蒙脫土的實驗原理

鈉基蒙脫石具有較好的可塑性、膨潤性、懸浮性、吸附性及離子交換性，但若是作為一種藥物的緩/控釋載體，鈉基蒙脫石較高的層間庫侖力都不利于其對藥物分子的載入［4］。因此，為了改善蒙脫石與原料藥的界面結合情況，需要對純化、鈉化后的蒙脫石進行有機化修飾改性。從有機物的反應特性看，能在水中電離或反映生成有機陽離子的均可作為蒙脫石的有機插層劑。殼聚糖季銨鹽作為一種陽離子型高分子電解質，季銨根離子帶正電荷而顯示強陽離子性，不僅可以進入蒙脫石層間，使層間距增大，表面微環境發生變化，而且可能增加蒙脫石的抑菌、抗感染效果［5］。反應式如下:

1.3 實驗方法

1.3.1 鈉基化處理 稱取一定量的鈉基化試劑Na2CO3，加入到提純過的懸浮液中，在80 ℃攪拌1 h，靜置。抽濾，用去離子水洗滌沉淀至濾液中無鈉化試劑所含陰離子，100 ℃烘干，研磨過篩。

1.3.2 有機化處理 分別稱取鈉基化前后的蒙脫土各10 g，加入到500 mL 的四口燒瓶中，加入300 mL 蒸餾水，緩慢攪拌，并加熱。將一定量的殼聚糖季銨鹽(HACC)加入到燒杯中，加入100 mL 蒸餾水，加熱使之溶解，待水溫升至40 ℃時，將此溶液加入到裝有蒙脫土的四口燒瓶內，攪拌恒溫一定時間，靜置分層。除去澄清液體，得到白色絮狀沉淀，再加水洗滌，抽濾數次，所得絮狀白色沉淀，轉移到燒杯中，真空烘干，研磨為粉末，過200 目篩，標記分裝。

2 結果與討論

2.1 蒙脫石和改性蒙脫石性能比較

鈉化后的蒙脫石的吸藍量和離子交換量都明顯提高，蒙脫石的含量在90%以上，達到了藥用級別。改性鈉基蒙脫石陽離子交換容量明顯優于改性鈣基蒙脫石，說明鈉基化有利于進一步增大蒙脫石層間距，見表1。

表1 蒙脫石和改性蒙脫石的性能比較Table 1 The performance comparison of montmorillonite and modified montmorillonite

2.2 XRD

由于藥物和蒙脫石之間一般是通過插層作用、物理化學吸附作用和離子交換過程相互作用的，蒙脫石作為藥物載體的過程本質上是一個離子交換的過程［6］。蒙脫石的XRD 譜圖在2.5 ～10°范圍內出現的衍射峰為d(001)晶面峰，能反映蒙脫石的層間距變化，因此，主要檢測蒙脫石在2.5 ～10°衍射峰的變化情況，見圖1。根據布拉格方程λ =2dsin θ，可知d(001)=λ/2sin θ(λ =1.790 2)，θ 角與d(001)成反比。

由圖1 可知，鈣基蒙脫石出現較強衍射峰的2θ值最大，鈉基化處理后2θ 值變化不大，而鈉基化后的蒙脫石用HACC 改性處理后的蒙脫石2θ 明顯變小至4.650°。說明有一定的HACC 聚合物離子進入蒙脫石層間，致使層間距增大，實驗達到了預期效果。

圖1 蒙脫石的XRD 衍射圖譜Fig.1 XRD Of montmorillonite

3 結論

蒙脫石作為藥物載體具有一定的優勢，但載藥能力有待進一步提高。實驗通過提純鈉基化處理，并選用安全無毒藥用材料殼聚糖季銨鹽改性劑制得改性蒙脫石。經吸藍量、膠質價及陽離子交換容量測試表明，改性蒙脫石層間微環境明顯改善;XRD衍射圖譜表明，蒙脫石層間距由1.613 nm 增大至2.206 nm，實驗達到了預期目的，證明殼聚糖季銨鹽適合作為蒙脫石載藥改性材料提高其載藥能力。

［1］ 江蘇新醫學院.中藥大辭典［M］.上海:科學技術出版社，1991.

［2］ Lin F H，Lee Y H，Jian C H，et al. A study of purified montmorillonite intercalated with 5-fluorouracil as drug carrier［J］.Biomaterials，2002，23:1981-1987.

［3］ 姜桂蘭，張培萍. 膨潤土加工與應用［M］. 北京:化學工業出版社，2005.

［4］ Begu S，Aubert-Pouessel A，Polexe R，et al. New layered double hydroxides/phospholipid bilayer hybrid material with strong potential for sustained drug delivery system［J］.Chem Mater，2009，21(13):2679-2687.

［5］ 陳忻，陳純馨，袁毅樺，等.2-羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖的制備及其性能研究［J］. 合成化學，2007，15(3):368-371.

［6］ Aguzzi C，Cerezo P，Viseras C，et al.Use of clays as drug delivery systems:Possibilities and limitations［J］.Applied Clay Science，2007，36(1/2/3):22-36.