[发明专利]一种制备石墨烯/纳米羟基磷灰石复合材料的方法及应用

说明书

本发明提供了一种石墨烯/纳米羟基磷灰石复合材料，其通过以下步骤制得：步骤一：以天然多糖为模板剂，水热法合成准球形的聚合物基纳米羟基磷灰石；步骤二：在350℃‑700℃范围内，对聚合物基纳米羟基磷灰石进行热处理，制备所述石墨烯/纳米羟基磷灰石复合材料。本发明的石墨烯/纳米羟基磷灰石复合材料对胰岛素具有较好的缓释效果，生物利用度高。

技术领域

本发明属于医药领域，具体涉及一种基于石墨烯/纳米羟基磷灰石复合材料(G/n-HAP) 的药物载体及其制备方法和应用。

背景技术

石墨烯是世界上最薄的二维材料，其厚度仅为0.35nm，因此具有许多优异性质，如高强度(达130GPa)、超常的比表面积。目前石墨烯的制备方法主要有物理方法(微机械剥离法、液相或气相直接剥离法)和化学方法。化学法制备石墨烯的方法主要是化学气相沉积法、晶体外延生长法以及目前常用的氧化还原法。Reina等利用化学气相沉积法制备了石墨烯，该方法可规模化制备高质量、大面积石墨烯，但需极高温度，成本较高，工艺复杂；晶体外延生长制备的石墨烯导电性能优良，但受SiC衬底的影响以及高温、高真空的条件限制；化学氧化还原法通过强氧化剂与强酸的氧化作用氧化石墨，超声、热剥离等作用得到氧化石墨烯，用化学还原或热还原的方法还原得到还原氧化石墨烯，虽然此方法产量高、可操作性强、重复性好，但可能出现有毒还原剂残留的问题。

羟基磷灰石Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂(hydroxyapatite，HAP)由于可控的生物降解性、良好的生物相容性和生物活性，能与骨形成很强的化学结合，能产生骨传导作用，广泛应用于骨组织工程领域。目前，合成微球的方法主要有溶胶-凝胶法、喷雾干燥法以及模板法等。通过加入一定量的模板剂，能有效控制晶体形貌、表面性能和尺寸大小，有限制成核位点与空间、提供异相成核的界面等作用。邱超凡等用β-环糊精作为模板剂，合成粒径为2-3um的球状羟基磷灰石，β-环糊精的浓度很大程度影响了HAP的形貌；Qi等以DNA为模板剂，在水热条件下合成2.5-4.5um的中空微球；Yao等采用三嵌段共聚物PEG/PAA/PCL的球形胶束为模板，以仿生矿化的路径制得中空HAP微球。朱汉彬以碳量子点作为核，CTAB作为模板剂获得粒径约为60nm的球形纳米HAP颗粒(n-HAP)。

研究显示，球状纳米HAP(n-HAP)利用其较大的比表面积和较高的表面活性，能吸附蛋白质、多肽类、疫苗等生物活性药物，使其从HAP上缓慢释放，因此纳米HAP(n-HAP) 可以作为一种良好的药物缓释载体(如抗生素、蛋白类药物)。例如：黄菲菲等通过制备多孔球形碳酸钙模板，以3％的吐温-80作为表面活性剂，使碳酸钙与磷酸氢二钠水热反应30h，制得粒度均匀、分散良好，比表面积为16.07m～2/g的多孔微米级球状HAP。在此基础制备的HAP/GS(庆大霉素)具有良好的载药性能和缓释作用；史振等采用化学共沉淀法制备平均尺寸为183nm纳米羟基磷灰石，并以阿霉素为模板药研究其载药性能，包封率最大为11.75％；石景涛采用沉淀法制备了长度为宽度为10-50nm、200-500nm的HAP晶体，然后制备了多孔HAP微球，在此基础上载上胰岛素，控制吸附温度为30℃，吸附时间为30min，胰岛素溶液浓度为2mg/mL，pH值为6.2-6.5可获得较理想的载药率(3.2％)和包封率(92％)。从这些例子可以看出以羟基磷灰石作为药物载体具有广泛的应用前景。

镁是细胞中含量最多的两价阳离子，各种酶促反应的重要辅助因子，并可能在血糖代谢及胰岛素稳态中发挥重要作用。国外有研究证实镁的摄取与机体的炎症因子、胰岛素抵抗及糖尿病的发生密切相关，且血镁水平与胰岛素抵抗、血脂及收缩压呈负相关，低镁血症降低胰岛素受体酪氨酸激酶的活性，从产生胰岛素抵抗。含镁HAP作为胰岛素的药物载体，可以减少胰岛素抵抗作用，增加胰岛素降血糖的效力。赵雪妮等用水热法制备了Mg-HAP，表明镁可以使其晶粒形貌更加均匀规则，并且Mg-HAP的生物活性随着Mg掺杂量的增加而增加。 Mg-HAP微球具有流动性好、在生物体内易于吸收等优点，作为药物载体具有广阔的应用前景。

发明内容