專利名稱：超臨界抗溶劑過程制備可生物降解聚合物載藥微粒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，具體涉及一種聚合物載藥微粒的制備方法，特別是涉及一種超臨界抗溶劑過程制備可生物降解聚合物載藥微粒的方法。
背景技術(shù)：
1984年，Krukonis首次提出超臨界流體成核技術(shù)(Krukonis VJ.Supercritical FluidNucleation of Difficult to Comminute Solids[C].Paper Presented at AIChE Meeting，SanFrancisco，CA，1984，11)，原理是先把固體化合物溶解在超臨界流體(SCF)中，當(dāng)系統(tǒng)壓力降低后，該化合物即成核晶化析出。與傳統(tǒng)方法如研磨、氣相沉積、液相沉積、噴霧造粒等相比，采用超臨界流體沉積技術(shù)具有結(jié)晶純度高、粒度均勻、流動性好、適用于熱敏性及生物活性等特殊物質(zhì)的超細(xì)化、粒徑分布可調(diào)等諸多優(yōu)點。近十幾年來超臨界流體沉積技術(shù)(Supercritical Solution Precipitation)用于制備粒徑均一的超細(xì)粒子的主要方法超臨界溶液快速膨脹過程(Rapid Expansion from Supercritical Solution，RESS)、超臨界抗溶劑過程(Supercritical Anti-solvent，SAS)和氣體飽和溶液法(Particles from Gas SaturatedSolutions，PGSS)。
SAS方法(Reverchon E.Supercritical antisolvent precipitation of micro and nanoparticles[J].J.Supercritical Fluids.1999，15，1-21)中需要使用常規(guī)溶劑，而RESS和PGSS只涉及固體溶質(zhì)與超臨界流體的二元體系，不涉及常規(guī)溶劑的使用。但是RESS和PGSS具有很大局限性，前者適合處理能夠較好的溶于超臨界流體的物料(例如含氟非晶聚合物和聚有機硅氧烷)，后者適合處理在SCF中的溶解度較大，熔點較低且沒有熱不穩(wěn)定的物質(zhì)。而SAS恰恰解決了許多藥物、有機高分子材料等不能溶于SCF的問題，利用這一技術(shù)可以研究、開發(fā)和生產(chǎn)功能顆粒產(chǎn)品。
SAS法的原理是使溶有需要制作超細(xì)粉體的溶質(zhì)的溶液與某種超臨界流體相混合，這種超臨界流體雖然對溶液中溶質(zhì)的溶解能力很差(或根本不溶)，但溶液中的有機溶劑卻能與超臨界流體互溶。當(dāng)溶液與該超臨界流體混合時，溶液會發(fā)生體積膨脹，降低粘性能量密度，導(dǎo)致原溶劑的溶解能力大大下降，從而使溶質(zhì)析出。SAS法的最大特點是，選擇合適的超臨界流體和操作條件，溶液中的溶劑會被超臨界流體完全溶解，通過控制超臨界抗溶劑與溶液的混合速率，就可以控制溶質(zhì)的析出速率，從而控制析出粉體的大小與形狀，粉體顆粒的平均粒徑可達(dá)亞微米數(shù)量級。對于SAS法，最受研究者矚目的領(lǐng)域是生物制劑及藥物控釋微粒制備等方面。
SAS法的實施有多種不同的過程安排和裝置，許多作者使用了各種不同的名稱來表示這些過程(簡寫有ASES、GAS、SEDS和PCA)。Hanna和York使用一種同軸噴嘴能夠起到同時混合和霧化超臨界流體抗溶劑和液體溶液的作用(US 6440337)。Krukonis等提出了一種GAS技術(shù)成功實現(xiàn)了RDX(旋風(fēng)炸藥)的超細(xì)化，其特點是將超臨界流體用作抗溶劑，處理那些不能溶于超臨界流體的物料，這種過程是將待處理的物料溶解在有機溶劑中，然后通入超臨界流體使有機溶劑發(fā)生膨脹，降低它與固體溶質(zhì)之間的作用力，導(dǎo)致固體過飽和析出粒子(US5389263)。1992年，Debenedetti等發(fā)明了一種ASES法用來制備蛋白質(zhì)微粒，其主要特點是利用特制的噴嘴——激光打孔的鉑制圓盤，將有機溶液噴射到超臨界抗溶劑中，進行溶劑膨脹，粒子沉析，得到了1～5μm的過氧化氫酶和胰島素微粒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種超臨界抗溶劑過程制備可生物降解聚合物載藥微粒的制備方法。
本發(fā)明提出的一種超臨界抗溶劑過程制備可生物降解聚合物載藥微粒的制備方法，其具體步驟如下(1)反應(yīng)釜預(yù)處理將CO2通入反應(yīng)釜中，并達(dá)到預(yù)定的溫度和壓力；溫度為室溫～50℃，壓力為5～20MPa，室溫從5℃開始；(2)制備溶有藥物的聚合物溶液將聚合物和藥物溶入溶劑中，得到溶有藥物的聚合物溶液；聚合物溶液的濃度為5～60mg/ml，藥物濃度為0.1～10mg/ml；(3)將步驟(2)中得到的溶有藥物的聚合物溶液通過高壓泵，用噴嘴噴入步驟(1)的反應(yīng)釜中，使溶液中聚合物、藥物過飽和形成結(jié)晶，沉析；溶有藥物的聚合物溶液通過噴嘴噴入的流速為0.5～3ml/min；(4)溶液噴射完畢，繼續(xù)通入CO2清洗殘留的溶劑，溫度為室溫～50℃，壓力為5～20MPa，清洗時間為90～120分鐘；(5)減壓放空30min左右，得到產(chǎn)物。
(6)上述聚合物為聚乳酸、聚乙醇酸、聚ε-己內(nèi)酯、聚β-羥丁酯、聚乙二醇或它們之中任兩種單體的共聚物之一種。例如聚(乳酸—乙醇酸)、聚(乳酸—己內(nèi)酯)、聚(己內(nèi)酯—乙二醇)等。
(7)上述藥物可以是油溶性或水溶性藥物。
本發(fā)明中，所述水溶性藥物可將其通過超聲儀器均勻分散在聚合物溶液中形成懸浮液。
本發(fā)明中，所述油溶性藥物種類非常廣泛。是可溶于氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、二甲亞砜、丙酮等有機溶劑的油溶性藥物(如去甲斑蟊素，非諾貝特等)，可與聚合物一起配制成均勻的溶液。
本發(fā)明中，所述有機溶劑要求其沸點較低，且在120℃以下無熱分解現(xiàn)象，例如二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、二甲亞砜、氯仿之中的一種。
本發(fā)明中，所述藥物還可以是一些易降解或具有生物活性的熱敏性物質(zhì)，即蛋白質(zhì)，多肽等，如為牛血清蛋白(BSA)、刀豆球蛋白A、植物血凝素、谷光甘肽等等。
本發(fā)明中，所述反應(yīng)釜壓力為8～14MPa，制備出的藥物復(fù)合微粒其規(guī)整度較好，粒徑分布均勻，藥物包封率較高。
本發(fā)明中，所述的用于噴射溶有藥物的聚合物溶液的高壓泵的工作流量為0.01～9.99ml/min。
本發(fā)明中，所述的用于噴射溶有藥物的聚合物溶液的噴嘴，其孔徑為20μm～500μm，長度為0.1mm～0.2mm。
由本發(fā)明制得的生物降解聚合物藥物復(fù)合微粒平均粒徑一般在1.5～3.5μm之間，且粒徑分布較窄，其標(biāo)準(zhǔn)偏差一般在0.3～0.6μm之間。
本發(fā)明工藝簡單、操作方便、收率高、無環(huán)境污染、且在處理具有生物活性的藥物時能夠保持較高的生物活性。所得產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于藥物緩釋、控釋制劑以及藥物超細(xì)化等領(lǐng)域。


圖1為聚乳酸/去甲斑蟊素復(fù)合微球SEM圖，該微球制備條件溫度＝34℃，壓力＝14MPa，聚乳酸濃度＝20mg/ml，去甲斑蟊素藥物濃度＝2mg/ml，溶液流速＝1ml/min。
圖2為聚乳酸/非諾貝特復(fù)合微球SEM圖，該微球制備條件溫度＝34℃，壓力＝14MPa，聚乳酸濃度＝20mg/ml，非諾貝特藥物濃度＝2mg/ml，溶液流速＝1ml/min。
圖3為圖2所得微球用激光粒度儀測試所得粒徑及其分布圖，其中橫坐標(biāo)為粒徑，縱坐標(biāo)為數(shù)量百分?jǐn)?shù)。
具體實施例方式
實施例1向反應(yīng)釜中通入CO2，調(diào)節(jié)壓力和溫度到穩(wěn)定狀態(tài)(34℃，14MPa)。將1g聚乳酸(L-PLA)及0.1g去甲斑蟊素(可用于治療原發(fā)性肝癌的，性狀為為白色結(jié)晶性粉末；水溶液顯酸性反應(yīng)，在丙酮或熱水中易溶，在乙醇或冷水中略溶。)溶解在50ml二氯甲烷中，形成均勻穩(wěn)定的溶液，其中聚乳酸濃度為20mg/ml，去甲斑蟊素藥物濃度為2mg/ml。隨后將上述溶液噴入高壓反應(yīng)釜中，噴射流速為1ml/分鐘，在噴射過程中有機溶劑發(fā)生膨脹，溶解能力降低，從而使有機溶劑中原有溶質(zhì)過飽和形成結(jié)晶粉末狀沉淀。待溶液噴射完畢后，向反應(yīng)釜中通入CO2，保持原有壓力和溫度，用以洗滌殘留有機溶劑，該過程持續(xù)100分鐘。最后緩慢降壓約30分鐘，收集產(chǎn)物，經(jīng)掃描電鏡和激光粒度儀分析結(jié)果表明，藥物復(fù)合微粒的平均粒徑為1.852μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差0.603μm，所得微球規(guī)整度較好，藥物包封率可達(dá)40.1％，具有一定的緩釋性。
實施例2向反應(yīng)釜中通入CO2，調(diào)節(jié)壓力和溫度到穩(wěn)定狀態(tài)(室溫，20MPa)。將1g聚乳酸(L-PLA)及0.5g去甲斑蟊素溶解在50ml二氯甲烷中，形成均勻穩(wěn)定的溶液，其中聚乳酸濃度為20mg/ml，去甲斑蟊素藥物濃度為10mg/ml。隨后將上述溶液噴入高壓反應(yīng)釜中，噴射流速為1ml/分鐘，在噴射過程中有機溶劑發(fā)生膨脹，溶解能力降低，從而使有機溶劑中原有溶質(zhì)過飽和形成結(jié)晶粉末狀沉淀。待溶液噴射完畢后，向反應(yīng)釜中通入CO2，保持原有壓力和溫度，用以洗滌殘留有機溶劑，該過程持續(xù)100分鐘。最后緩慢降壓約30分鐘，收集產(chǎn)物，經(jīng)掃描電鏡和激光粒度儀分析結(jié)果表明，藥物復(fù)合微粒的平均粒徑為2.784μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差1.748μm，所得微球規(guī)整度較差，微球之間粘連、團聚現(xiàn)象較嚴(yán)重。
實施例3左旋聚乳酸(L-PLA)濃度變?yōu)?0mg/ml，其它條件同實施例1，所得微球平均粒徑為3.562μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差0.793μm，藥物包封率為37.6％。
實施例4聚合物為外消旋聚乳酸(D，L-PLA)，有機溶劑為丙酮，其它條件同實施例1，所得微球平均粒徑為2.652μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差0.703μm，所得微球規(guī)整度較好，藥物包封率為42.6％。
實施例5聚合物為聚(己內(nèi)酯—乙二醇)，其它條件同實施例1，所得微球平均粒徑為2.652μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差1.203μm，所得微球規(guī)整度較好，藥物包封率為47.6％。
實施例6聚合物為為聚(己內(nèi)酯—乙醇酸)，其他條件同實施例1，所得微球平均粒徑為2.052μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差0.403μm，所得微球規(guī)整度較好，藥物包封率為45.2％。
實施例7有機溶劑為二甲亞砜，其它條件同實施例1，所得微球平均粒徑為2.452μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差1.041μm，所得微球規(guī)整度較好，藥物包封率為27.6％。
實施例8向反應(yīng)釜中通入CO2，調(diào)節(jié)壓力和溫度到穩(wěn)定狀態(tài)(34℃，14MPa)。將1g聚乳酸(L-PLA)及0.1g非諾貝特(一種氯貝丁酯類降脂藥，性狀為為白色結(jié)晶性粉末，無臭，味苦，可溶于丙酮、氯仿和乙醚。)溶解在50ml氯仿中，形成均勻穩(wěn)定的有機溶液中聚乳酸濃度為20mg/ml，非諾貝特藥物濃度為2mg/ml。隨后將上述溶液噴入高壓反應(yīng)釜中，噴射流速為1ml/min，在噴射過程中有機溶劑發(fā)生膨脹，溶解能力降低，從而使有機溶劑中原有溶質(zhì)過飽和形成結(jié)晶粉末狀沉淀。待溶液噴射完畢后，向反應(yīng)釜中通入CO2，保持原有壓力和溫度，用以洗滌殘留有機溶劑，該過程持續(xù)100min。最后緩慢降壓約30min，收集產(chǎn)物，經(jīng)掃描電鏡和激光粒度儀分析結(jié)果表明，藥物復(fù)合微粒的平均粒徑為1.652μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差0.573μm，所得微球規(guī)整度較好，藥物包封率可達(dá)54.06％，具有一定的緩釋性。
實施例9聚合物為聚(乳酸—乙醇酸)，其它條件同實施例8，所得微球平均粒徑為2.852μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差0.593μm，所得微球規(guī)整度較好，藥物包封率為31.6％。
實施例10聚合物為聚ε-己內(nèi)酯，其它條件同實施例8，所得微球平均粒徑為2.752μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差0.473μm，所得微球規(guī)整度較好，藥物包封率為32.4％。
實施例11向反應(yīng)釜中通入CO2，調(diào)節(jié)壓力和溫度到穩(wěn)定狀態(tài)(34℃，14MPa)。將1g聚乳酸(L-PLA)溶解在50ml二氯甲烷中，同時將50mg牛血清蛋白(BSA)溶解在2ml濃度為0.1mol/l的磷酸鹽緩沖溶液(PBS)(pH值為7.4左右)中，將兩者混合并超聲振蕩5min，形成油包水的均勻乳液。隨后將上述溶液噴入高壓反應(yīng)釜中，噴射流速為1ml/min，在噴射過程中溶劑發(fā)生膨脹，溶解能力降低被CO2帶走，從而使有機溶劑中原有溶質(zhì)過飽和形成粉末狀沉淀。待溶液噴射完畢后，向反應(yīng)釜中通入CO2，保持原有壓力和溫度，用以洗滌殘留有機溶劑，該過程持續(xù)100分鐘。最后緩慢降壓約30分鐘，收集產(chǎn)物，經(jīng)掃描電鏡和激光粒度儀分析結(jié)果表明，藥物復(fù)合微粒的平均粒徑為2.452μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差0.683μm，所得微球規(guī)整度較好，藥物包封率可達(dá)74.06％，BSA能夠保持較高的生物活性，具有一定的緩釋性。
實施例12向反應(yīng)釜中通入CO2，調(diào)節(jié)壓力和溫度到穩(wěn)定狀態(tài)(50℃，5MPa)。將0.5g去甲斑蟊素溶解在50ml二氯甲烷中，聚合物及其溶液同實施例2，形成均勻穩(wěn)定的有機溶液。隨后將上述溶液噴入高壓反應(yīng)釜中，噴射流速為1ml/min。待溶液噴射完畢后，在原有壓力和溫度下向反應(yīng)釜中通入CO2，洗滌殘留有機溶劑，該過程持續(xù)120分鐘。最后緩慢降壓約30分鐘，收集產(chǎn)物，經(jīng)掃描電鏡和激光粒度儀分析結(jié)果表明，所得去甲斑蟊素微粒的平均粒徑為1.252μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差0.325μm。
上述實施例所制得的聚合物藥物復(fù)合微粒均具有一定的緩釋性。
權(quán)利要求
1.一種超臨界流體抗溶劑過程制備可生物降解聚合物載藥微粒的方法，其特征在于具體步驟如下(1)反應(yīng)釜預(yù)處理將CO2通入反應(yīng)釜中，并達(dá)到預(yù)定的溫度和壓力；溫度為室溫～50℃，壓力為5～20MPa；(2)制備溶有藥物的聚合物溶液將聚合物和藥物溶入有機溶劑中，得到溶有藥物的聚合物溶液；聚合物溶液的濃度為5～60mg/ml，藥物濃度為0.1～10mg/ml；(3)將步驟(2)中得到的溶有藥物的聚合物溶液通過高壓泵，用噴嘴噴入步驟(1)的反應(yīng)釜中，使溶液中聚合物、藥物過飽和形成結(jié)晶，沉析；溶有藥物的聚合物溶液通過噴嘴噴入的流速為0.5～3ml/min；(4)溶液噴射完畢，繼續(xù)通入CO2清洗殘留的溶劑，溫度為室溫～50℃，壓力為5～20MPa，清洗時間為90～120分鐘；(5)減壓放空，得到產(chǎn)物；(6)上述聚合物為聚乳酸、聚乙醇酸、聚ε-己內(nèi)酯、聚β-羥丁酯、聚乙二醇或它們之中任兩種單體的共聚物之一種；(7)上述藥物是油溶性或水溶性藥物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界流體抗溶劑過程制備可生物降解聚合物載藥微粒的方法，其特征在于水溶性藥物通過超聲儀器將藥物均勻分散在聚合物溶液中形成懸浮液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界流體抗溶劑過程制備可生物降解聚合物載藥微粒的方法，其特征在于油溶性藥物為溶于氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、二甲亞砜或丙酮有機溶劑的油溶性藥物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界流體抗溶劑過程制備可生物降解聚合物載藥微粒的方法，其特征在于所述有機溶劑為二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、二甲亞砜、氯仿之中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界流體抗溶劑過程制備可生物降解聚合物載藥微粒的方法，其特征在于所述藥物為為蛋白質(zhì)或多肽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界流體抗溶劑過程制備可生物降解聚合物載藥微粒的方法，其特征在于所述反應(yīng)釜壓力為8～14MPa。
全文摘要
本發(fā)明屬化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，涉及到用一種超臨界流體抗溶劑過程制備可生物降解聚合物載藥微粒的方法。其過程主要包括以下步驟A.首先將CO
文檔編號C08J3/14GK1720902SQ20051002707
公開日2006年1月18日 申請日期2005年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月23日
發(fā)明者任杰, 張鵬, 滕新榮 申請人:同濟大學(xué)