專利名稱：以聚α-羥基酸樹脂為基材的微粒的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚α-羥基酸樹脂微米顆粒的制備方法及其應(yīng)用，屬于樹脂微粒制備技術(shù)。
背景技術(shù)：
以樹脂為基材制備的載藥微粒是一類具有廣泛應(yīng)用前景的藥物新劑型。載藥微粒通過微粒的吸水膨脹、樹脂降解以及降解產(chǎn)物的消除產(chǎn)生協(xié)同作用，控制藥物從微粒向釋放介質(zhì)的擴(kuò)散，使藥物在一定的時(shí)間范圍內(nèi)緩慢釋放，實(shí)現(xiàn)藥物的長效緩釋與控制釋放。
迄今為止，已有多種可降解高分子樹脂在藥物傳遞系統(tǒng)領(lǐng)域得到關(guān)注。但研究最為廣泛并已有相關(guān)制劑產(chǎn)品上市的主要是聚α-羥基酸樹脂，例如，聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)。目前，由于以聚α-羥基酸樹脂為基體的微粒制備技術(shù)的限制，應(yīng)用于制備載藥微粒的聚α-羥基酸樹脂主要是高分子量的聚合物(Mw＞10,000)。在微粒制備時(shí)，通過選擇合適的聚合物分子量或共聚物組成(例如PLGA中乳酸(LA)與乙醇酸(GA)鏈段的摩爾比)，可得到具有多種的藥物釋放特性的載藥微粒。盡管如此，高分子量的聚α-羥基酸樹脂載藥微粒的藥物釋放性能離臨床應(yīng)用的要求還有較大差距，并且無法提供許多在臨床投藥中有重要應(yīng)用價(jià)值的藥物釋放性能，表現(xiàn)在(1)高分子量的聚α-羥基酸樹脂載藥微粒的釋藥周期至少在一個(gè)月以上，無法實(shí)現(xiàn)釋放周期較短(幾天至幾周)的藥物控釋在臨床用藥中，藥物在幾天至幾周之內(nèi)的控制釋放在許多場合有很高的應(yīng)用價(jià)值例如在手術(shù)后對患者注入止痛藥物，根據(jù)具體情況，一般藥物在幾天至幾周內(nèi)釋放完畢最為合理。高分子量的聚α-羥基酸樹脂為基材的載藥微粒的釋放周期至少在一個(gè)月以上，這是由于聚α-羥基酸樹脂制備的載藥微粒，只有當(dāng)樹脂降解到一定的分子量致使微粒崩解，才能使微粒中包載的藥物完全釋放出來，而高分子量的樹脂降解到足夠低的分子量使微粒解體至少需要一個(gè)月左右的時(shí)間，因此，無法為藥品提供較短釋放周期的控制釋放。
(2)包載于高分子量聚α-羥基酸樹脂微粒中的藥物，在釋放周期內(nèi)不能保持穩(wěn)定的釋放速率，特別是初期藥物突釋現(xiàn)象嚴(yán)重，釋藥性能無法滿足臨床用藥的要求在臨床投藥時(shí)，為使藥物能夠正常發(fā)揮藥效，藥物在血液中的濃度必須保持在有效血藥濃度范圍內(nèi)(高于最低有效濃度，低于中毒極限濃度)，這要求載藥微粒必須保持相對穩(wěn)定的釋藥速率。高分子量的聚α-羥基酸樹脂載藥微粒的藥物釋放一般包括三個(gè)階段初期突釋階段、擴(kuò)散控釋階段以及降解控釋階段，每個(gè)階段的釋放速率不同并且各階段的釋藥速率也不能保持穩(wěn)定，特別是初期藥物突釋往往使血藥濃度在短期內(nèi)大大超過中毒極限濃度，引起人體藥物中毒。所以，此類載藥系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)藥物在釋放周期內(nèi)的穩(wěn)定釋放，難于在臨床投藥中得到廣泛的推廣和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供以聚α-羥基酸樹脂為基材的微粒的制備方法，以該方法制備的以聚α-羥基酸樹脂為基材的微粒用作藥物傳遞系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)釋放周期較短、初期突釋效應(yīng)較弱的藥物控釋以及釋放周期較長、釋藥速率保持穩(wěn)定的藥物控釋。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)以包括聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸-乙醇酸共聚物的聚α-羥基酸樹脂為基材，通過樹脂熔融載藥法、鹽析法、溶劑萃取法、溶劑揮發(fā)法或自乳化-溶劑揮發(fā)法制備微米級的顆粒，其特征在于以聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸-乙醇酸共聚物中某一種的重均分子量Mw為900-10,000的樹脂，或以上述某種樹脂不同分子量的混合物為基材進(jìn)行制備。
上述樹脂微粒可用于包載親水性或疏水性藥物(化學(xué)藥或中藥提取物)以及生物活性大分子(如蛋白質(zhì)和肽類)，也可以用于包載細(xì)胞和疫苗，還可以用于包載其他的化學(xué)物質(zhì)(如化妝品、農(nóng)藥、涂料、染料)。
本發(fā)明提供的樹脂微粒運(yùn)用于藥物控釋領(lǐng)域具有突出的優(yōu)點(diǎn)以重均分子量Mw為900-10,000的低分子量聚α-羥基酸樹脂制備的載藥微?？墒垢黝惏d藥物在較短的釋放周期內(nèi)逐漸從微粒內(nèi)釋放出來(釋放周期為1周至1個(gè)月)，藥物釋放的初期突釋效應(yīng)小，可實(shí)現(xiàn)許多在臨床中有重要應(yīng)用價(jià)值的短釋放周期的藥物控制釋放；采用不同分子量的聚α-羥基酸樹脂混合物為基材制備的載藥微?？蓪?shí)現(xiàn)藥物釋放周期為1個(gè)月至1年的緩釋，包載藥物在釋藥周期內(nèi)，初期突釋效應(yīng)小，前期和后期釋放階段釋藥速度保持穩(wěn)定，無末期加速釋放過程，可實(shí)現(xiàn)藥物在整個(gè)釋放周期內(nèi)釋藥速率始終保持穩(wěn)定的控制釋放，滿足臨床應(yīng)用的要求。某些特定的樹脂混合物為基材的載藥微粒還可實(shí)現(xiàn)一般的藥物傳遞系統(tǒng)很難提供的藥物零級釋放，既實(shí)現(xiàn)釋藥速率在整個(gè)釋放周期內(nèi)始終保持恒定的控制釋放。由于藥物釋放速率在釋放周期內(nèi)始終保持恒定，對于最大限度實(shí)現(xiàn)安全有效的投藥，有著重要的意義，因此，實(shí)現(xiàn)藥物零級釋放的此類載藥微粒為一類具有很高的技術(shù)水準(zhǔn)，并且在臨床投藥中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值的新型藥物傳遞系統(tǒng)。


附圖1實(shí)施實(shí)例1制備的以低分子量PLA為基材的阿司匹林載藥微粒的電鏡照片；附圖2實(shí)施實(shí)例1制備的以低分子量PLA為基材的阿司匹林載藥微粒與相同條件下制備的高分子量的PLA的阿司匹林載藥微粒的特征藥物釋放曲線；其中曲線1為低分子量的PLA載藥微粒的藥物釋放曲線，曲線2為高分子量的PLA載藥微粒的藥物釋放曲線；附圖3實(shí)施實(shí)例2制備的以低分子量PLGA樹脂為基材的阿司匹林載藥微粒的特征藥物釋放曲線；附圖4實(shí)施實(shí)例3制備的以不同分子量的PLGA樹脂混合物為基材的牛血清蛋白載藥微粒與相同條件下制備的高分子量的PLGA為基材的牛血清蛋白載藥微粒的特征藥物釋放曲線；其中曲線1為不同分子量的PLGA混合物為基材的載藥微粒的藥物釋放曲線，曲線2為高分子量的PLGA載藥微粒的藥物釋放曲線；附圖5實(shí)施實(shí)例4制備的以不同分子量的PGA樹脂為基材的牛血清蛋白載藥微粒的特征藥物釋放曲線。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施實(shí)例1以低分子量PLA制備阿司匹林緩釋微粒以溶劑揮發(fā)法制備低分子量PLA載藥微粒稱取低分子量PLA(重均分子量Mw7,755)30g溶解于50mL二氯甲烷中制成油相樹脂溶液；將908.1mg B型明膠溶解在10mL高純水中形成明膠水溶液，將1.5g阿司匹林在轉(zhuǎn)速為200rpm的磁力攪拌下懸浮于明膠溶液中；所得的溶液與油相樹脂溶液混合，采用超聲發(fā)生器對混合物超聲5次，每次超聲時(shí)間為60s，超聲輸出功率為20W，以形成油包水乳液，所得乳液在冰箱中冷卻至4℃，然后加入500mL 0.5％的聚乙烯醇水溶液中，將所得的混合物用針式勻質(zhì)器在10,000rpm的轉(zhuǎn)速下勻漿2min形成水包油包水復(fù)合乳液，將所得乳液在轉(zhuǎn)速為230rpm的機(jī)械攪拌下，加入12.5L蒸餾水中，在室溫下?lián)]發(fā)油相溶劑(揮發(fā)時(shí)間3h)，得到含有載藥微粒的懸浮體系；以90目篩子過濾懸浮液，將濾液轉(zhuǎn)入離心管中，離心5min(離心力400×g力)，收集離心管底部的載藥微粒，懸浮于75mL D-甘露糖醇的水溶液中(含甘露糖醇1050 mg)，冷凍干燥所得的懸浮體系，得到阿司匹林載藥微粒凍干粉。
在相同條件下，按相同的原料投料比，制備高分子量PLA(Mw18,798)載藥微粒凍干粉。
以掃描電子顯微鏡(SEM)觀察低分子量PLA載藥微粒的尺寸和形貌將載藥微粒堆放于鋁制樣品臺上噴金90秒，然后在SEM下觀察，并顯微拍照。由附圖1可見，載藥顆粒為30-50μm的微球，微粒間粘連較少。
分別稱取20mg的以低分子量PLA與高分子量PLA為基材的載藥顆粒溶解于1mL乙酸乙酯中，并加入1mL磷酸緩沖溶液(PBS，20mM，pH 7.4，含0.02％的重氮鈉作為殺菌劑)和1mL無水乙醇，形成均相混合溶液；取出0.5mL，采用高效毛細(xì)管電泳儀(HPCE)測試溶液中的阿司匹林和水楊酸的含量，按下列公式計(jì)算載藥量和包封率(采用44cm×50μm的開口型熔合硅毛細(xì)管，以磷酸緩沖溶液(40mM，pH 10.5)為流動(dòng)相，在236nm的波長下測試，操作溫度為25℃)。
微粒實(shí)際載藥率(％)＝顆粒中阿司匹林的含量/顆粒的總重量×100(式中顆粒中阿司匹林的含量由測得阿司匹林與水楊酸的總量計(jì)算)微粒包封率(％)＝實(shí)際載藥率/理論載藥率×100(式中理論載藥率由原料中阿司匹林與樹脂的比例計(jì)算)計(jì)算得低分子量PLA為基材的載藥微粒的載藥率和包封率分別為1.18％和25.4％，高分子量PLA的載藥率和包封率分別1.25％和26.9％。
稱取所得的樹脂載藥顆粒50mg置于測試管中，加入2mL pH 7.4的磷酸緩沖溶液，將測試管置于37℃的恒溫水浴震蕩器中，每隔一定的時(shí)間，以700×g力的離心力離心測試樣品混合物(離心時(shí)間為5分鐘)，取出1.8mL離心上清液作為測試樣本，并向測試管中加入相同量的磷酸緩沖溶液替換上清液；從樣本中取出0.5mL，采用高效毛細(xì)管電泳儀測定藥品中的阿司匹林和水楊酸的含量。測試條件與載藥量的測定相同。累積藥物釋放速率計(jì)算如下累積藥物釋放速率(％)＝(Ma+Ms)t/Md×100(其中Ma和Ms分別為在t時(shí)刻釋放的阿司匹林和水楊酸的量，Md為PLGA顆粒載藥量)由附圖2曲線1可見低分子量聚乳酸載藥微粒可實(shí)現(xiàn)包載阿司匹林釋放周期為19天、初期突釋效應(yīng)較弱的控制釋放，與曲線2高分子量PLA為基材的載藥微粒相比，釋藥周期明顯縮短，突釋效應(yīng)不明顯。
實(shí)施實(shí)例2以低分子量PLGA制備阿司匹林緩釋微粒。
采用熔融載藥法制備載藥微粒稱取2種不同的乳酸-乙醇酸低分子量的共聚物(PLGA72/28、PLGA46/54，乳酸與乙醇酸鏈段的摩爾比LA∶GA分別為72∶28、46∶54，重均分子量Mw分別為1368、990)。每種樣品各稱5g，在120℃硅油浴中逐步軟化為液態(tài)，稱取0.5g阿司匹林，在研缽中研碎，加入液態(tài)低聚物中，保持混合物的溫度，用玻璃攪拌棒使藥物與液態(tài)低聚物混合均勻，所得的混合物體系轉(zhuǎn)移至一圓柱形模具，并冷卻至-5℃，使載藥的低聚物模塑成型，形成棒狀；所得的棒狀載阿司匹林的PLGA低聚物，用玻璃杵在研缽中磨碎，形成載藥的低聚物顆粒；用濾篩篩選顆粒，得到粒徑小于200μm的載藥顆粒。
通過實(shí)施實(shí)例1的方法測定載藥微粒的載藥率、包封率和藥物釋放性能。
計(jì)算得PLGA72/28、PLGA46/54的載藥率和包封率分別為8.54％、8.49％以及93.93％、93.34％。
由附圖3的曲線1可見載藥微粒可實(shí)現(xiàn)包載藥物釋放周期為9-12天、初期突釋效應(yīng)較弱的緩釋，并且隨樹脂中親水性GA鏈段所占比例的提高，釋藥速率加快。
實(shí)施實(shí)例3以不同分子量PLGA樹脂的混合物制備牛血清蛋白控釋微粒。
以溶劑揮發(fā)法制備載藥微粒將兩種乳酸-乙醇酸共聚物(PLGALA/GA75/25，Mw10,091，23.69g和PLGALA/GA75/25，Mw 1,715，7.14g)溶解于50mL二氯甲烷中制成油相樹脂溶液；將908.1mg B型明膠溶解在10mL高純水中形成明膠水溶液，將1g牛血清蛋白溶解于明膠溶液中；所得的溶液與油相樹脂溶液混合，采用超聲發(fā)生器對混合物超聲5次，每次超聲時(shí)間為60s，超聲輸出功率為20W，以形成油包水乳液；所得乳液在冰箱中冷卻至0℃左右，然后加入500mL 0.5％的聚乙烯醇水溶液中，將所得的混合物用針式勻質(zhì)器在10,000rpm的轉(zhuǎn)速下勻漿2min形成水包油包水復(fù)合乳液，將所得乳液在轉(zhuǎn)速為230rpm的機(jī)械攪拌下，加入12.5L蒸餾水中，在室溫下?lián)]發(fā)油相溶劑(揮發(fā)時(shí)間3h)，得到含有載藥微粒的懸浮體系；以90目篩子過濾懸浮液，將濾液轉(zhuǎn)入離心管中，離心5min(離心力400×g力)，收集離心管底部的載藥微粒，懸浮于75mL D-甘露糖醇的水溶液中(含甘露糖醇1,050mg)，冷凍干燥所得懸浮體系，得到牛血清蛋白載藥微粒凍干粉。
在相同條件下，按相同的原料投料比，制備高分子量PLGA(Mw10,091)載藥微粒凍干粉。
將20mg的凍干微粒加入5mL 5％的十二烷基硫酸鈉的0.1N的NaOH水溶液中，在室溫下靜置15h直至混合體系轉(zhuǎn)變?yōu)槌吻迦芤骸２捎胢icroBCA蛋白質(zhì)測法(Prerce，IL，USA)在494nm的波長下測定溶液中BSA的含量，計(jì)算微粒的載藥量與包封率(載藥率和包封率的計(jì)算參見實(shí)施實(shí)例1)。計(jì)算得以不同分子量PLGA樹脂混合物制備的載藥微粒的載藥量和包封率分別為1.04％和35.2％，以高分子量PLGA樹脂為基材的載藥微粒的載藥率和包封率分別為0.99％和33.5％。
將20mg凍干微粒置于測試管中，加入4mL pH 7.4的磷酸緩沖溶液中，在37℃的水浴中恒溫震蕩(水浴震蕩器的轉(zhuǎn)速為60rpm)，每隔一定時(shí)間從離心管中取出2mL上清液，并向離心管中加入相同量的釋放介質(zhì)，以microBCA蛋白質(zhì)測定法通過前述方法測定牛血清蛋白含量，計(jì)算藥物釋放率(計(jì)算方法參見實(shí)施實(shí)例1)。由附圖4可見，此微粒載藥系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)藥物釋放周期為35天，釋藥速率基本符合零級釋放規(guī)律的控制釋放；而高分子量PLGA制備的載藥微粒的在釋放周期內(nèi)，釋藥速率隨時(shí)間的改變非常明顯。
實(shí)施實(shí)例4以不同分子量PLA樹脂混合物制備牛血清蛋白控釋微粒。
以溶劑揮發(fā)法制備載藥微粒分別稱取重均分子量分別為22,313和2,127的兩種聚乳酸22.19g和7.14g溶解于50mL二氯甲烷中制成油相樹脂溶液；將1.04mg B型明膠溶解在10mL高純水中形成明膠水溶液，將1g牛血清蛋白溶解于明膠溶液中；所得的溶液與油相樹脂溶液混合，采用超聲發(fā)生器對混合物超聲5次，每次超聲時(shí)間為60s，超聲輸出功率為20W，以形成油包水乳液，所得乳液在冰箱中冷卻至0℃左右；然后加入500mL 0.5％的聚乙烯醇水溶液中，將所得的混合物用針式勻質(zhì)器在10,000rpm的轉(zhuǎn)速下勻漿2min形成水包油包水復(fù)合乳液，將所得乳液在轉(zhuǎn)速為230rpm的機(jī)械攪拌下，加入12.5L蒸餾水中，在室溫下?lián)]發(fā)油相溶劑(揮發(fā)時(shí)間3h)，得到含有載藥微粒的懸浮體系；以90目篩子過濾懸浮液，將濾液轉(zhuǎn)入離心管中，離心5min(離心力400×g力)，收集離心管底部的載藥微粒，懸浮于75mL D-甘露糖醇的水溶液中(含甘露糖醇1,050mg)，冷凍干燥所得懸浮體系，得到牛血清蛋白載藥微粒凍干粉。
通過實(shí)施實(shí)例3的方法計(jì)算微粒載藥量和包封率和藥物釋放性能。計(jì)算得微粒的載藥率和包封率分別為1.10％和37.9％。由附圖5可見，此微粒載藥系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)藥物釋放周期為37天，釋藥速率基本符合零級釋放規(guī)律的控制釋放。
權(quán)利要求
1.一種以聚α-羥基酸樹脂載藥微粒為基材的載藥微粒的制備方法，其特征在于以包括聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)的聚α-羥基酸樹脂中某一種的重均分子量Mw為900-10,000的樹脂，或以上述某一種樹脂的兩種或兩種以上不同分子量的混合物為基材，通過樹脂熔融載藥法、鹽析法、溶劑萃取法、溶劑揮發(fā)法或自乳化-溶劑揮發(fā)法進(jìn)行制備。
2.一類按照權(quán)利要求1所述的以聚α-羥基酸樹脂為基材的載藥微粒的應(yīng)用，其特征在于用于包載親水性或疏水性藥物以及生物活性大分子，或用于包載細(xì)胞和疫苗，或用于包載化妝品、農(nóng)藥、涂料、染料、精細(xì)化學(xué)品。
3.按照權(quán)利要求2所述的以聚α-羥基酸樹脂為基材的載藥微粒的應(yīng)用，其特征在于親水性或疏水性藥物包括化學(xué)藥或中藥提取物；生物活性大分子包括蛋白質(zhì)和肽類。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚α－羥基酸樹脂微米顆粒的制備方法及其應(yīng)用，屬于樹脂微粒制備技術(shù)。該方法以聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸－乙醇酸共聚物中某一種的低分子量的樹脂，或以上述某種樹脂不同分子量的混合物為基材進(jìn)行微粒制備。本樹脂微?？捎糜诎d親水性或疏水性藥物以及生物活性大分子，包載細(xì)胞和疫苗，還可以用于包載其它的化學(xué)物質(zhì)如化妝品、農(nóng)藥、涂料、染料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于以低分子量的聚α－羥基酸樹脂制備的載藥微?？蓪?shí)現(xiàn)包載藥物釋放周期為1周至1個(gè)月，初期突釋效應(yīng)較小的控制釋放；以不同分子量的某種聚α－羥基酸樹脂混合物為基材制備的載藥微粒可實(shí)現(xiàn)釋放周期為1個(gè)月至1年，在釋放周期內(nèi)釋藥速率保持穩(wěn)定或恒定的藥物控釋。
文檔編號A61K47/34GK1481902SQ0313044
公開日2004年3月17日 申請日期2003年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月24日
發(fā)明者吳學(xué)森, 盧劍 申請人:天津麥凱泰生物制品有限公司