專利名稱：由親水性樹脂和疏水性樹脂構(gòu)成的載藥微粒及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由親水性樹脂和疏水性樹脂構(gòu)成的載藥微粒及其制備方法，屬于載藥樹脂微粒及其制備技術(shù)。
背景技術(shù)：
以高分子樹脂為基材的載藥微粒是一類新型的藥物傳遞系統(tǒng)，在藥物緩控釋技術(shù)的研究和應(yīng)用中得到了廣泛關(guān)注。目前，在科研和生產(chǎn)實(shí)踐中高分子樹脂載藥微粒已經(jīng)為化學(xué)藥物或基因工程藥物等提供了優(yōu)良的緩釋或控制釋放性能，顯示出廣泛的應(yīng)用前景。
盡管如此，高分子樹脂為基材的載藥微粒還有一些尚未解決的問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面1、載藥微粒包載親水性藥物(包括化學(xué)藥物和基因工程藥物等)的包封率較低。
包載親水性藥物樹脂微粒的制備，常采用的方法是復(fù)乳法(即水包油包水法)將藥物的水相溶液分散于油相樹脂溶液(也可以將固態(tài)藥物顆粒懸浮于樹脂溶液)，然后提取油相溶劑形成包載藥物水溶液液滴或包載固態(tài)藥物顆粒的樹脂微粒。由于藥物的水溶性較高，在溶劑揮發(fā)法提取油相溶劑的過程中，根據(jù)分配平衡原理，會有大量的水溶性藥物由油相液滴內(nèi)擴(kuò)散到外水相，大大降低了油相液滴和溶劑提取后載藥微粒中的藥物含量，微粒的包封率很低。
2、藥物釋放的可控性不夠理想，釋藥性能難以滿足臨床投藥的要求。
樹脂載藥微粒的藥物釋放一般包括三個階段藥物突釋階段、擴(kuò)散控釋階段和降解控釋階段。在突釋階段，短期內(nèi)會有大量的藥物從微粒內(nèi)釋放出來，在臨床投藥中血藥濃度會突然提高，大大超過中毒極限濃度，引起藥物中毒。特別是對于親水性藥物，在釋放過程中，由于藥物可以溶于釋放介質(zhì)，很快隨釋放介質(zhì)從微粒中的孔道擴(kuò)散出來，釋放速度較快。同時由于隨著樹脂的降解，釋放介質(zhì)在微粒內(nèi)的擴(kuò)散速度難以保持穩(wěn)定，因此，藥物釋放的速率在釋放周期內(nèi)變化較大，釋放速率和周期可控性較差，難以實(shí)現(xiàn)臨床投藥所要求的釋藥速度保持穩(wěn)定的控制釋放。
3、包載基因工程藥物的樹脂載藥微粒在制備、儲存和投藥過程中，難以保持藥物的穩(wěn)定性和生物活性。
基因工程藥物如蛋白質(zhì)和肽類藥物的應(yīng)用面臨許多急需解決的難題，其中一個突出的問題是蛋白質(zhì)和肽類藥物的生物利用度很低，大量藥物在被傳遞到作用部位前已失去其生物活性；同時，由于蛋白質(zhì)在體內(nèi)的半衰期很短，常常需多次頻繁給藥才能維持治療所需的血藥濃度，給患者帶來許多不便。
采用以生物降解樹脂為基材的載藥微粒包載和傳遞基因工程藥物不僅能夠使藥物的治療濃度維持較長時間，減少給藥次數(shù)，同時也能夠減少蛋白質(zhì)和肽類藥物與蛋白酶接觸引起的降解，提高藥物的生物利用度，因此，得到了廣泛關(guān)注。目前，包載蛋白質(zhì)和肽類藥物的樹脂載藥微粒主要包括水包油包水型、水包油包固體型和油包油包固體型。
樹脂載藥微粒包載基因工程藥物的不足是難以在載藥微粒的制備、儲存與投藥過程中維持蛋白質(zhì)和肽的穩(wěn)定性水包油包水型載藥微粒在制備過程中內(nèi)水相為蛋白質(zhì)水溶液，蛋白質(zhì)表面有活性，趨向于吸附在水/油所形成的界面上，這種在表面吸附造成了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的展開、失活以及不可逆的聚集；油包油包固體載藥微粒的初始藥物突釋嚴(yán)重，影響了微粒的藥物控釋效果，限制了載藥微粒的應(yīng)用；而水包油包固體載藥微粒的藥物包封率往往較低，增加了微粒制備過程中的藥物損失，從而提高了微粒的生產(chǎn)成本。在載藥微粒存儲過程中，微粒中的疏水性樹脂容易導(dǎo)致蛋白質(zhì)展開或聚集樹脂的疏水性可使蛋白質(zhì)的構(gòu)象反轉(zhuǎn)，某些樹脂(如乳酸-乙醇酸共聚物)的酸性微觀環(huán)境可使蛋白質(zhì)酸催化水解，從而改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象；在投藥過程中藥物在樹脂表面的吸附也容易產(chǎn)生蛋白質(zhì)分子的展開，影響蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性和生物學(xué)活性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種由親水性樹脂和疏水性樹脂構(gòu)成的載藥微粒及制備方法，所述載藥微粒包載親水性藥物的藥物包封率較高，藥物釋放可控性較好，可保持藥物的穩(wěn)定性及生物學(xué)活性；所述的制備方法過程較為簡單。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的所述的親水性樹脂和疏水性樹脂構(gòu)成的粒徑為5-500μm的載藥微粒，其特征在于載藥微粒的基體為疏水性樹脂，基體內(nèi)分散有載有藥物的可形成水凝膠的親水性樹脂顆粒。
上述疏水性樹脂包括非生物可降解材料如聚酰胺、聚氨酯、聚苯乙烯類樹脂、聚丙烯酰胺類樹脂(如Eudragit)、聚丙烯酸類樹脂(如Carbopol)、改性纖維素類樹脂(如乙基纖維素)、異丁烯酸甲酯以及生物可降解樹脂包括聚α-羥基酸(如聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸-乙醇酸共聚物)、聚□-羥基酸(如聚羥基丁酸和聚羥基戊酸)、交鏈聚酯(如聚丙交脂、聚乙交脂、乙交脂-丙交脂共聚物、聚己內(nèi)脂)、聚氰基丙烯酸烷基脂、聚原酸脂、聚酐、聚氨基酸。
上述可形成水凝膠的親水性樹脂的材料包括明膠、瓊脂糖、殼聚糖、海藻酸、果膠。
上述載藥微粒，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。
上述由親水性樹脂和疏水性樹脂構(gòu)成的載藥微粒的制備包括三個步驟1、制備親水性樹脂水凝膠載藥顆粒將親水性樹脂與藥物混合物水相溶液加熱到高于親水性樹脂溶解溫度的特定溫度，將水相溶液加入疏水性樹脂的油相溶液中，超聲分散或攪拌形成油包水乳液體系，并將所得的混合物低溫冷卻，使得水相液滴轉(zhuǎn)變?yōu)榘兴幬锏挠H水性樹脂水凝膠顆粒；2、溶劑提取法制備以疏水性樹脂為基材并包含有親水性樹脂水凝膠顆粒的載藥微粒對上述包含水凝膠顆粒的樹脂油相溶液采用溶劑提取法(溶劑揮發(fā)法或溶劑萃取法)制備載藥微粒，形成由疏水性樹脂基體和分散于其中的親水性樹脂水凝膠顆粒組成的載藥微粒；3、冷凍干燥上述溶劑提取法制得的載藥微粒，形成以疏水性樹脂為基體，基體內(nèi)分散有載有藥物的可形成水凝膠的親水性樹脂固體顆粒的載藥微粒。
本發(fā)明提供的包含有可形成水凝膠的親水性樹脂顆粒的疏水性樹脂載藥微粒的主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在微粒包載親水性藥物的包封率較高，可達(dá)95％以上；藥物釋放的可控性較好，可實(shí)現(xiàn)藥物釋放周期為半個月至一年、藥物釋放速率達(dá)到穩(wěn)定釋放水平的控制釋放；在載藥微粒的制備、儲存以及投藥過程中可較好地保持基因工程藥物如蛋白質(zhì)和肽類藥物的穩(wěn)定性及生物學(xué)活性；從而為基因工程藥物、化學(xué)藥物和中藥提取物提供一類具有優(yōu)良釋藥性能的藥物傳遞系統(tǒng)，具有很高的臨床應(yīng)用價值和廣泛的推廣前景。


附圖1實(shí)施實(shí)例1制備的瓊脂糖-聚乳酸載藥微粒的電鏡照片；附圖2實(shí)施實(shí)例1制備的瓊脂糖-聚乳酸載藥微粒的特征藥物釋放曲線；附圖3實(shí)施實(shí)例2制備明膠-乳酸乙醇酸共聚物樹脂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以溶劑揮發(fā)法制備包載阿司匹林的瓊脂糖-聚乳酸緩釋微粒將聚乳酸(重均分子量Mw17,550)30g溶解于50mL二氯甲烷中制成油相樹脂溶液；將908.1mg瓊脂糖溶解在10mL高純水中形成瓊脂糖水溶液，將1.5g阿司匹林在轉(zhuǎn)速為200rpm的磁力攪拌下懸浮于瓊脂糖溶液中；所得的溶液與油相聚合物溶液混合，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℃左右，然后加入500mL 0.5％的聚乙烯醇水溶液中，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1050mg)，冷凍干燥所得的懸浮體系，得到阿司匹林載藥微粒凍干粉。
以掃描電子顯微鏡(SEM)觀察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載藥微粒的電鏡照片可見，凍干微粒為粒徑為40-100μm的微球，微粒間粘連較少。
將20mg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，pH7.4，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，pH10.5)為流動相，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算)由計算得包含瓊脂糖的載藥微粒的載藥率和包封率分別為1.18％和25.4％。
稱取所得的樹脂載藥微粒50mg置于測試管中，加入2mL pH7.4的磷酸緩沖溶液，將測試管置于37℃的恒溫水浴震蕩器中，每隔一定的時間，以700×g力的離心力離心測試樣品混合物(離心時間為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算如下。
累積藥物釋放速率(％)＝(Ma+Ms)t/M∞×100(其中Ma和Ms分別為在t時刻釋放的阿司匹林和水楊酸的量，M∞為聚乳酸微粒載藥量)由附圖2可見瓊脂糖-聚乳酸載藥微?？蓪?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。
實(shí)施實(shí)例2溶劑揮發(fā)法制備明膠-乳酸乙醇酸共聚物樹脂(PLGA)載藥微粒稱取兩種乳酸與乙醇酸鏈段比為75∶25的乳酸乙醇酸共聚物PLGA75/25(Mw10,091)23.69g、PLGA75/25(Mw1,715)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；所得的溶液與油相聚合物溶液混合，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℃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1050mg)，冷凍干燥所的懸浮體系，得到牛血清蛋白載藥微粒凍干粉。
取上述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)測定法(Prerce，IL，USA)在494nm的波長下測定溶液中牛血清蛋白的含量，計算微粒的載藥量與包封率。
微粒實(shí)際載藥率(％)＝顆粒中牛血清蛋白的含量/顆粒的總重量×100微粒包封率(％)＝實(shí)際載藥率/理論載藥率×100(理論載藥率由原料中牛血清蛋白與樹脂和明膠的比例計算)計算得包含明膠顆粒的載藥微粒的載藥量和包封率分別為1.04％和35.2％。
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，計算藥物釋放率。
累積藥物釋放速率(％)＝Mt/M∞×100(其中Mt為t時刻釋放的牛血清蛋白的量，M∞為PLGA顆粒的載藥量)由附圖3可見此微粒載藥系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)藥物釋放周期為30天、釋藥速率基本符合零級釋放規(guī)律的控制釋放，藥物釋放性能較相同條件下制備的水包油包水型PLGA載藥微粒有明顯改善。
權(quán)利要求
1.一類由親水性樹脂和疏水性樹脂構(gòu)成的載藥微粒，其特征在于載藥微粒的粒徑為5-500μm，其基體為疏水性樹脂，基體內(nèi)分散有載有藥物的可形成水凝膠的親水性樹脂固體顆粒。
2.按權(quán)利要求1所述的由親水性樹脂和疏水性樹脂構(gòu)成的載藥微粒，其特征在于疏水性樹脂包括非生物可降解材料聚酰胺、聚氨酯、聚苯乙烯類樹脂、聚丙烯酰胺類樹脂、聚丙烯酸類樹脂、改性纖維素類樹脂包括乙基纖維素、異丁烯酸甲酯以及生物可降解樹脂聚α-羥基酸包括聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸-乙醇酸共聚物，聚β-羥基酸包括聚羥基丁酸和聚羥基戊酸，交鏈聚酯包括聚丙交脂、聚乙交脂、乙交脂-丙交脂共聚物包括聚己內(nèi)脂，聚氰基丙烯酸烷基脂，聚原酸脂，聚酐，聚氨基酸。
3.按權(quán)利要求1所述由親水性樹脂和疏水性樹脂構(gòu)成的載藥微粒，其特征在于親水性樹脂包括明膠、瓊脂糖、殼聚糖、海藻酸、果膠。
4.按權(quán)利要求1所述的由親水性樹脂和疏水性樹脂構(gòu)成的載藥微粒，其特征在于它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。
5.一種制備按權(quán)利要求1所述的由親水性樹脂和疏水性樹脂構(gòu)成的載藥微粒的方法，其特征在于包括下面三個步驟1)制備親水性樹脂水凝膠載藥顆粒將親水性樹脂與藥物混合物水相溶液加熱到高于親水性樹脂溶解溫度的特定溫度，將水相溶液加入疏水性樹脂的油相溶液中，超聲或攪拌形成油包水乳液體系，并將所得的混合物低溫冷卻，使得水相液滴轉(zhuǎn)變?yōu)榘兴幬锏挠H水性樹脂水凝膠顆粒；2)溶劑提取法制備以疏水性樹脂為基材并包含有親水性樹脂水凝膠顆粒的載藥微粒對上述包含水凝膠顆粒的樹脂油相溶液采用溶劑提取法(溶劑揮發(fā)法或溶劑萃取法)制備載藥微粒，形成由疏水性樹脂基體和分散于樹脂中的親水性樹脂水凝膠顆粒組成的載藥微粒；3)冷凍干燥上述溶劑提取法制得的載藥微粒，形成以疏水性樹脂為基體，基體內(nèi)分散有載有藥物的可形成水凝膠的親水性樹脂固體顆粒的載藥微粒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種由親水性樹脂和疏水性樹脂構(gòu)成的載藥微粒及制備方法，屬于樹脂載藥微粒及其制備技術(shù)，所述的載藥微?；w為疏水性樹脂，基體內(nèi)分散有載有藥物的可形成水凝膠的親水性樹脂顆粒。該載藥微粒的制備包括制備親水性樹脂水凝膠載藥顆粒、制備以疏水性樹脂為基材包含有親水性樹脂水凝膠粒的載藥微粒、冷凍干燥形成以疏水性樹脂為基體、基體內(nèi)分散有載有藥物的可形成水凝膠的親水性樹脂固體顆粒。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于微粒包載親水性藥物的包封率較高，可達(dá)95％以上；可實(shí)現(xiàn)藥物釋放周期為半個月至一年、釋藥速率保持穩(wěn)定的控制釋放；并可在微粒的制備、儲存以及投藥過程中較好地保持蛋白質(zhì)和肽類藥物的穩(wěn)定性及生物活性。
文檔編號A61K9/14GK1481783SQ03130449
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