基本信息
- 项目名称：
- 一种具有减肥降脂功效的壳聚糖纳米粒发明
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 近年来，一系列化学合成药物在用于减肥降脂时暴露出诸多问题。 因此，我们以天然产物壳聚糖为原料，运用现代药剂学手段制得粒径大小均一、ζ电位较高、稳定性高的壳聚糖纳米粒，而且通过动物造模研究其减肥降脂机理，为解决目前壳聚糖类产品用于减肥降血脂时因服用剂量大而产生的过敏、便秘、恶心等不良反应，和开发出高效的天然减肥降血脂产品提供了理论依据。
- 详细介绍：
- 本作品——壳聚糖纳米粒（chitosan nanopartical, CTS-NP）是在苏政权教授指导下,由广东药学院公共卫生学院，药科学院，信息工程学院，食品科学学院与医药化工学院07、08、09级的学生，利用课余时间合作研制的一种具有减肥降脂双重功效的材料。 该作品最大的特点：自制CTS-NP粒径达到200-800 nm，约为壳聚糖（chitosan,CTS）的10的负9次方倍，解决了目前CTS类产品用于减肥降血脂时因服用剂量大而产生的过敏、便秘、恶心等不良反应。 虽然，国内外已有许多关于CTS的研究，但是,CTS-NP在减肥降脂方面的研究依然是一项空白。因此，我们作品具有很大的技术优势和创新性: （1）建立了合理的原材料、产品质量控制方法，获得了生产CTS-NP的最佳配方、最佳工艺及影响因素等关键技术资料； （2）制备工艺达到克量级，解决了CTS-NP产率低的难题； （3）CTS-NP粒径大小均一（200-800nm）、ζ电位较高、稳定性高，到具有明显减肥降脂功能的要求； （4）动物实验结果表明：CTS-NP对大鼠血清TC、TG、HDL、LDL四项指标的作用和在减轻大鼠体重的作用明显，对提高大鼠SOD效果明显，效果与剂量呈正相关性。 目前我国肥胖患者已超过1.6亿，专家预测，未来十年中国患病人群将会超过2.5亿，高脂血症和肥胖已成为一个严重的公共健康问题。但是，目前市场上关于减肥降脂的产品并不多，且大部分存在着较大的副作用,而我们发明的CTS-NP作为新一代天然减肥降脂材料，拥有独特的减肥降脂功效及优势，其诞生将解决高脂肥胖这一严峻的健康问题，同时，创造良好的社会和经济效益。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计、发明的目的和基本思路: 近年来用于减肥的药物主要有中枢抑制药西布曲明和脂肪酶抑制剂奥利司他，前者已因其严重的心脑血管副作用于2010年全面下架，而后者也因其严重的胃肠道急性反应被多国提出严重警告。 临床应用最多的降脂药物是他汀类和贝特类药物。他汀类药物会损伤胃肠道、肝脏、横纹肌，与贝特类药物联用时，副作用更大。 因此，利用天然产物CTS开发CTS-NP，将其应用于减肥降脂领域，以发明一种新型天然减肥降脂产品意义重大。 创新点： 1. 成功制备克量级的CTS-NP，解决了其产率低的难题。 2. 通过动物造模研究CTS-NP减肥降脂机理。 3. 为解决目前CTS类产品用于减肥降血脂服用剂量大而产生的便秘、恶心和过敏等不良反应提供理论依据。 技术关键： 采用温和的离子凝胶方法制备CTS-NP混悬液，然后进行旋转蒸发浓缩，喷雾干燥制得粒径大小均一、ζ电位较高、稳定性高的CTS-NP产品。 主要技术指标： 1. 离子交联制备CTS-NP： 最适pH值：4.5 CTS浓度：1~2 mg/mL TPP浓度：0.7~1.5 mg/mL CTS/TPP：3:1~6:1 2. 喷雾干燥法获取CTS-NP： 进口温度：170摄氏度左右 出口温度：90摄氏度左右 压缩空气压力： 12 atm 蠕动泵速：600 mL/h
科学性、先进性
- 科学性： CTS-NP产品具有以下表征： 激光粒径显示粒径为200-800nm。SEM/TEM显示CTS-NP呈球形，表面光滑。 动物实验 1.急毒性实验 采用霍恩氏法，未测出LD50。按最大浓度一日内多次灌胃给药，最大耐受量>10000mg/kg。 2.降脂实验 大鼠血清TC、TG、HDL、LDL四项指标显示降脂效果明显。CTS-NP对提高SOD的效果明显。 3.减肥实验 大鼠体重数据表明CTS-NP减肥效果明显。 先进性： 通过离子交联法联合喷雾干燥技术成功制备出了粒径均一，外观良好的CTS-NP，解决了产率低的难题。 首次通过动物造模研究其减肥降脂机理，解决CTS产品用于减肥降脂存在的不良反应。 申报壳聚糖微粒制备及应用两项专利： 1.水溶性壳聚糖微粒的制备方法和应用.申报号 201010505849.6; 申报日期2010年10月12日 2.壳聚糖微粒的制备及应用.申报号 201010505880.X; 申报日期2010年10月12日
获奖情况及鉴定结果
- 2011年4月荣获共青团广东省委员会、广东省科学技术协会、广东省教育厅、广东省科学技术厅、广东省学生联合会联合主办的广东省第十一届 “挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛“特等奖”。 2010年，队伍成员龙斯韵主持、宛硕参与完成的作品《纤康壳聚糖研究院有限公司》在广东省第七届“挑战杯创业计划竞赛”获金奖，该作品为具有减肥降脂双重功能的CTS-NP在保健食品、食品添加剂及减肥、降脂药品方面实现产业化生产，并最终成功走向市场创造了极大的可能。 2011年，团队成员龙斯韵主持，宛硕、蔡卫纯等成员参与了广东省教育厅举办的“广东省大学生创新实验项目” （项目编号：1057310003），对载辣椒碱CTS-MS的减肥降脂作用进行研究，为CTS-NP在保健食品的配伍应用奠定基础。（目前本课题进展顺利）
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 签署专利实施许可合同或者专利转让合同
作品可展示的形式
- 实物、产品、图片、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点和优势： （1）获得了生产CTS-NP的最佳配方、最佳工艺及影响因素等关键技术资料； （2）制备工艺达到克量级，解决了CTS-NP产率低的难题； （3）CTS-NP粒径大小均一（200-800nm）、ζ电位较高、稳定性高，达到了具有减肥降脂功效的要求； （4）CTS-NP对大鼠血清TC、TG、HDL、LDL四项指标和减轻大鼠体重的作用明显，对提高大鼠SOD效果明显，效果与剂量呈正相关性。 适用范围及推广前景： CTS-NP适用于广大肥胖高血脂人群，具有高活性、高性能、安全和低廉等特点，因此，将其应用于功能性食品、食品添加剂和药品，不仅可以解决高脂肥胖这一严峻的健康问题，而且，将会极大地促进和提升减肥降脂产品行业的发展，创造良好的社会和经济效益。 市场分析和经济效益预测： 由于减肥降脂产品具有巨大的市场潜力。如果以全国1.6亿高脂血症和肥胖患者计，每年有5%肥胖者使用，每人每年使用费200元估算，项目产业化后可形成年销售额16亿元的规模。
同类课题研究水平概述
- 日本做了很多有关CTS在功能食品和保健品方面的研究，同时申请了大量的专利，目前CTS是日本政府唯一准许宣传疗效的功能食品。1996年CTS又通过了美国药品食品管理局的鉴定，获准在美国销售。我国科研工作者对CTS及其衍生物的保健作用进行了大量的研究，所研发的功能性产品于1996年获得国家的批文，而CTS在保健品方面研究申请专利也较多，CTS及其衍生物研制的多种功能性产品已投入生产，主要功效是增强人体机能的免疫力及降低血脂。 目前，国内外关于CTS在降脂效果方面的研究主要存在以下问题： 1）剂量问题。在人体实验上CTS的剂量一般是2-3g/d，在这种剂量下降脂效果不明显，没有临床意义。但在动物实验上（15-20倍人体剂量）CTS的降脂效果明显，人体实验在相同的剂量下将食用45g/d，大大超出了正常人食用的范围。同时，剂量大容易产生便秘和恶心等不良症状，也增加了使用者的经济负担。 2）热量问题。过去关于CTS在人体上的降脂效果实验在于控制每天的低热量饮食，结果表明有明显的降脂效果。后来有研究者在双盲、随机、没有饮食监督的条件下，发现其降脂效果不明显。这可能与一定量CTS吸收饮食中脂肪达到饱和程度有关。 CTS作为基材制备纳米粒是近年来医药领域新兴的科研方向，其拥有很多令人瞩目的性能。目前，CTS作为疫苗、蛋白质、肽类、基因等大分子药物载体方面有广泛的应用。我们通过离子交联法联合喷雾干燥技术成功制备出了CTS-NP这种CTS-NP和单纯地CTS微粉化完全不同，并且CTS-NP具有一般微粉化的CTS粉末所不具备的优点： 1）CTS-NP具有附着在生物体粘膜表面的特性，大大提高了其生物活性，CTS-NP与普通CTS相比没有增加其毒性透过性能好，安全可靠，具有明显的抗癌、抗菌活性。 2）CTS-NP表面积大，表面所带的电荷对体内的脂肪等物质具有靶向和特异性作用，作用时间的延长，增加了对脂肪的吸收能力,使小剂量就能达到降低血脂目的。 3）CTS-NP增大暴露在介质中的表面积从而促进溶解，能穿透组织间隙，大大减少了服用剂量；同时，CTS-NP增大了在胃酸中的溶解性，效果更好。 通过把CTS制备成CTS-NP，提高活性、解决吸收及溶解性等问题，从根本上解决CTS目前应用于减肥降脂方面存在的问题。因此，开发出具有明显高减肥降脂活性CTS-NP是很有意义的研究方向。
