用于3d打印軟骨支架的組合物和微球及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及藥物領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于3D打印軟骨支架的組合物、一種用于 3D打印軟骨支架的微球及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 控制釋放是將藥物或其它活性物質(zhì)包埋在聚合物材料中，通過擴散等方式以一定 的速率釋放到周圍環(huán)境中的技術(shù)，與傳統(tǒng)給藥模式相比，藥物的控制釋放除可提高藥物治 療的準(zhǔn)確性、安全性和有效性外，還可明顯降低藥物的不良反應(yīng)，其中藥物載體是藥物緩釋 系統(tǒng)的重要組成部分，也是影響藥效的主要因素。聚乳酸羥基乙酸化 〇17(化(^化-(3〇-glycolic acid)，PLGA)是一種可降解的高分子有機化合物，具有良好的生物相容性、安全 性和靶向性修飾等優(yōu)點。聚乳酸羥基乙酸制備成載藥粉末后，利用3D打印制成的軟骨支架 能隨著其在體內(nèi)的逐漸降解，釋放出其中包載的藥物，實現(xiàn)緩慢釋藥，達到長效給藥的目 的，是一種良好的藥物遞送載體和支架材料。然而，聚乳酸羥基乙酸在生物體內(nèi)降解后形成 的局部酸性還是會導(dǎo)致周圍器官和組織產(chǎn)生炎癥反應(yīng)，并且其相對較高的疏水性、較高的 藥物突釋和較低的靶向性也在一定程度上限制了其應(yīng)用。
[0003] 另外，現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，某些具活血通絡(luò)功效的中藥能促進軟骨細胞增殖、改善微循 環(huán)。例如中藥馬錢子即為傳統(tǒng)的治療骨關(guān)節(jié)疾病的常用藥物。馬錢子味苦、性溫、有大毒，入 肝、脾經(jīng)功能通絡(luò)止痛，散結(jié)消腫，用于治療風(fēng)濕頑痹、麻木癱瘓、跌撲損傷、癰疽腫痛等。 [0004]馬錢子堿和士的寧是中藥馬錢子中的有效成分，具有抗炎免疫、抗腫瘤、促血液循 環(huán)等作用。近年研究還發(fā)現(xiàn)馬錢子堿不僅能夠促進軟骨細胞增殖，而且能夠在一定濃度范 圍內(nèi)降低NO誘導(dǎo)的人軟骨細胞早期凋亡，其保護軟骨的作用可能是通過線粒體通路實現(xiàn) 的。
[0005] 馬錢子堿促進軟骨細胞增殖的作用令人鼓舞，但同時馬錢子堿和士的寧還存在嚴(yán) 重的中樞神經(jīng)毒性，而且由于馬錢子堿的治療量和中毒量接近，稍有不慎就可引起驚厥，甚 至發(fā)生強烈的痙攣、抽搐而危及生命，因而極大地限制了其在臨床上的使用。如何提高馬錢 子堿或士的寧在其效應(yīng)靶點中的濃度，減少其在組織中的分布從而降低其中樞神經(jīng)毒性， 是實現(xiàn)其減毒增效的關(guān)鍵。所以在確保療效的基礎(chǔ)上，開發(fā)馬錢子堿和士的寧的緩控釋藥 載體，成為了研究的焦點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種同時具有適宜降解速率、緩 釋藥物的功能和無不良藥效的優(yōu)點的3D打印軟骨支架原料及其制備方法。
[0007] 本發(fā)明的發(fā)明人基于長期的創(chuàng)造性研究后發(fā)現(xiàn)，通過采用含有聚乳酸羥基乙酸、 馬錢子堿、聚乙烯醇和殼聚糖的組合物作為3D打印軟骨支架的原料時，由于殼聚糖的親水 性和活性氨基的存在，通過殼聚糖的修飾可以改善PLGA載體的細胞粘附性和緩釋性，而且 殼聚糖所帶的正電荷基團還可與表面帶負電荷的細胞膜相互作用，增強膜通透性，提高對 細胞的藥物遞送率，并且殼聚糖是天然陽離子聚合物，具有良好的生物相容性、粘附性及可 降解性，具有較好的靶向性和抑菌性，而使用馬錢子堿在促進軟骨細胞增殖的同時還能夠 有效地避免聚乳酸羥基乙酸分解時引起的炎癥等不良反應(yīng)。
[0008] 具體地，本發(fā)明提出了一種采用馬錢子堿作為實驗藥，利用乳化劑蒸發(fā)包埋進 PLGA和殼聚糖內(nèi)，然后利用機械球磨制備成復(fù)合粉末，為3D打印軟骨支架提供載藥粉末材 料，以獲得一種兼有藥物緩釋功能的新型軟骨組織工程支架原料。
[0009] 第一方面，本發(fā)明提供一種用于3D打印軟骨支架的組合物，其中，該組合物中含有 聚乳酸羥基乙酸、馬錢子堿、聚乙烯醇和殼聚糖，且以所述組合物的總重量為基準(zhǔn)，所述馬 錢子堿的含量為〇. 1_1〇重量％。
[0010] 第二方面，本發(fā)明提供一種用于3D打印軟骨支架的微球，其中，該微球中含有本發(fā) 明前述的組合物，且所述微球的平均粒徑為1-80微米。
[0011] 第三方面，本發(fā)明提供一種制備本發(fā)明前述微球的方法，其中，該方法包括以下步 驟：
[0012] (1)在溶劑存在下，將馬錢子堿與聚乳酸羥基乙酸進行第一接觸，得到溶液I;
[0013] (2)將步驟（1)得到的所述溶液I與含有聚乙烯醇的溶液II進行第二接觸，得到溶 液III;
[0014] (3)將步驟(2)得到的所述溶液III與含有殼聚糖的溶液IV進行第三接觸。
[0015] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案還具有如下具體的優(yōu)點：
[0016] 1)本發(fā)明制得的微球可作為3D打印軟骨支架的原材料，有適宜的降解速度，且降 解產(chǎn)物對人體無害，具有良好的生物相容性；
[0017] 2)有利于細胞的黏附及增殖，促進軟骨組織形成，且有緩釋藥物的功能，對機體無 毒無害，對藥效無不良影響。
【附圖說明】
[0018] 附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0019 ]圖1是本發(fā)明的測試?yán)?中細胞在由實施例1的微球制備得到的3D打印軟骨支架上 的黏附和生長情況的SEM圖。
[0020] 圖2是本發(fā)明的測試?yán)?中細胞在由對比例1的微球制備得到的3D打印軟骨支架上 的黏附和生長情況的SEM圖。
【具體實施方式】
[0021] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0022] 第一方面，本發(fā)明提供了一種用于3D打印軟骨支架的組合物，其中，該組合物中含 有聚乳酸羥基乙酸、馬錢子堿、聚乙烯醇、殼聚糖以及任選含有士的寧，且以所述組合物的 總重量為基準(zhǔn)，所述馬錢子堿和任選含有的士的寧的總含量為0.1-10重量％。
[0023] 所述任選含有士的寧是指:本發(fā)明的用于3D打印軟骨支架的組合物中可以含有士 的寧，也可以不含有士的寧。當(dāng)含有士的寧時，所述馬錢子堿和任選含有的士的寧的總含量 是指馬錢子堿和士的寧的含量之和；當(dāng)不含有士的寧時，所述馬錢子堿和任選含有的士的 寧的總含量是指馬錢子堿的含量。
[0024] 本發(fā)明優(yōu)選所述用于3D打印軟骨支架的組合物中含有士的寧。根據(jù)本發(fā)明的一種 優(yōu)選的【具體實施方式】，本發(fā)明的所述用于3D打印軟骨支架的組合物中包括同時含有馬錢子 堿和士的寧的馬錢子總生物堿。具體地，所述馬錢子總生物堿包括士的寧、馬錢子堿、偽番 木鱉堿、偽馬錢子堿、異番木鱉堿、番木鱉次堿、馬錢子新堿和依卡精中的至少一種。
[0025] 優(yōu)選情況下，在本發(fā)明的用于3D打印軟骨支架的組合物中，當(dāng)含有士的寧時，所述 馬錢子堿和士的寧的含量重量比為1-2:1。
[0026] 所述馬錢子堿和士的寧可以通過商購得到，也可以通過自制提取得到。
[0027] 優(yōu)選地，以所述組合物的總重量為基準(zhǔn)，所述馬錢子堿和任選含有的士的寧的總 含量為1_5重量％ ;更優(yōu)選為1-3重量％。
[0028]優(yōu)選地，相對于100重量份的聚乳酸羥基乙酸，所述聚乙烯醇的含量為10-35重量 份，所述殼聚糖的含量為40-65重量份。更加優(yōu)選情況下，相對于100重量份的聚乳酸羥基乙 酸，所述聚乙烯醇的含量為18-22重量份，所述殼聚糖的含量為48-52重量份。本發(fā)明的發(fā)明 人在研究中發(fā)現(xiàn)，控制本發(fā)明的組合物中的聚乙烯醇和殼聚糖的含量在上述范圍內(nèi)時，能 夠使得由此得到的微球在用于3D打印軟骨支架時具有更適宜的降解速度。
[0029]第二方面，本發(fā)明提供了一種用于3D打印軟骨支架的微球，其中，該微球中含有本 發(fā)明前述的組合物，且所述微球的平均粒徑為1-80微米。
[0030] 本發(fā)明的所述用于3D打印軟骨支架的微球中含有的組合物即為本發(fā)明的第一方 面所述的組合物，也就是說，上述有關(guān)第一方面描述的組合物的相關(guān)特征均包含在本發(fā)明 的第二方面范圍內(nèi)，本發(fā)明在此不再贅述。
[0031] 優(yōu)選情況下，在本發(fā)明中，所述微球的平均粒徑為1-50微米;更加優(yōu)選情況下，在 本發(fā)明中，所述微球的平均粒徑為1-10微米。
[0032] 本發(fā)明的前述微球可以采用本領(lǐng)域內(nèi)常規(guī)的方法制備得到，為了使得制備得到的 微球的釋藥性能更佳，本發(fā)明提供一種優(yōu)選的【具體實施方式】以制備本發(fā)明的前述微球。具 體地，如以下第三方面所述。
[0033]第三方面，本發(fā)明提供了一種制備本發(fā)明前述微球的方法，其中，該方法包括以下 步驟：
[0034] (1)在溶劑存在下，將馬錢子堿和任選含有的士的寧與聚乳酸羥基乙酸進行第一 接觸，得到溶液I;
[0035] (2)將步驟（1)得到的所述溶液I與含有聚乙烯醇的溶液II進行第二接觸，得到溶 液III;
[0036] (3)將步驟(2)得到的所述溶液III與含有殼聚糖的溶液IV進行第三接觸。
[0037]優(yōu)選地，在步驟（1)中，所述第一接觸的條件包括:溫度為零下20°C至零上10°C，時 間為0.1-8h。控制所述第一接觸的溫度為零下20°C至零上10°C時有利于載藥顆粒的析出。 [0038]為了更加有利于形成含有馬錢子堿的均一溶液，本發(fā)明優(yōu)選先將馬錢子堿與能夠 溶解該馬錢子堿的溶劑例如乙醇等進行混合，更加優(yōu)選情況下，還可以在攪拌和/或超聲條 件下加速馬錢子堿在溶劑中的溶解速率。
[0039]在步驟(1)中，所述溶劑為能夠溶解所述馬錢子堿和/或所