CN101168061A

CN101168061A - 生物可降解聚合物-固体脂质缓释储库系统及其制备方法

Info

Publication number: CN101168061A
Application number: CNA2007101561427A
Authority: CN
Inventors: 梁文权; 董思宇; 孙晓译
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2027-10-19
Also published as: CN100566757C

Abstract

本发明公开了一种由药物、生物可降解聚合物、固体脂质和有机溶剂组成的缓释储库系统以及制备方法。本发明将生物可降解聚合物溶解在单一或者混合的有机溶剂中，固体脂质和药物溶解或者分散在聚合物溶液中，共同组成缓释储库系统。药物的释放时间可维持数天到数周，药物释放的速率可以通过改变有机溶媒的组成、聚合物的浓度、聚合物中各部分的比例、分子量、固体脂质的种类、量和制剂中药物的含量等因素来控制。本缓释储库系统可用于水溶性、水不溶性的化学药物或蛋白、多肽类药物的皮下、肌肉给药。其制备方法简单、环保，满足工业化生产要求。

Description

生物可降解聚合物-固体脂质缓释储库系统及其制备方法

技术领域

本发明属于药物制剂学领域，具体涉及可皮下注射和肌内注射的生物可降解聚合物-固体脂质缓释储库的制备方法。

技术背景

生物可降解聚合物能在机体自身作用下在体内降解为机体固有的小分子物质，其作为给药系统载体安全、可靠，如聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物(PLGA)的安全性已经得到FDA的认可。目前，PLGA作为缓释给药体系的基质主要用于微球、植入剂等。已经上市的PLGA微球制剂有ARESTINTM、LUPRON DEPOT、Sandostatin LAR等。已经获得专利的PLGA植入剂有肽类PLGA植入剂(美国专利No 6,620,422)和羟磷灰石PLGA植入剂(美国专利No 5,766,618，No 5,626,861)。植入剂往往伴有手术创伤，植入部位容易发生炎症和感染，给病人带来一定的痛苦。另外，微球制剂往往存在突释和有毒有机溶剂残留问题，另外其制备过程复杂，难以适合工业化大生产。-

固体脂质具有良好的生物相容性，是目前公认的可以用于体内注射的材料之一。这种材料更多地被应用于制备固体脂质纳米粒。美国专利6,207,178涉及一种可用于静脉注射的固体脂质颗粒的悬浮液，其可用于多种药物、疫苗和其他生物活性物质的载体。固体脂质材料口服可以增加辅酶Q10和一些药物的口服生物利用度(美国专利5,989,583)。固体脂质纳米粒在化妆品领域也得到了应用。美国专利7,147,841涉及一种包含有紫外线吸收剂的固体脂质纳米粒，可有效地提高紫外线吸收剂的作用。

发明内容

本发明提供了一种由药物、生物可降解聚合物、固体脂质和有机溶剂共同组成的缓释储库系统，同时提供了该系统的制备方法。

本发明联合应用固体脂质和生物可降解聚合物，把生物可降解材料和固体脂质共同溶解或者混悬在有机溶剂溶液中，共同形成在位的生物可降解聚合物-固体脂质缓释储库，用于药物的缓慢释放。

一种生物可降解聚合物-固体脂质缓释储库系统，包括以下有效成分：(1)生物可降解的聚合物，(2)固体脂质，(3)有机溶剂，(4)药物；按组合物的总重计，本发明中的生物可降解的聚合物为0.1wt％-80wt％，固体脂质为0.01wt％-80wt％，有机溶剂为10wt％-98wt％，药物为0.01wt％-50wt％。

本发明中的生物可降解聚合物指能通过机体酶降解、水解等作用降解成无毒的小分子物质的聚合物，这样的生物可降解聚合物包括α-羟基羧酸聚合物、聚乳酸、乳酸-羟基乙酸共聚物、聚膦腈、聚氧乙烯、聚己酸内酯、聚乙醇酸交酯、聚(丙交酯-己内酯)、聚(乙交酯-己内酯)、聚(丙交酯-乙交酯-己内酯)、聚(1，4-二口恶烷-2酮-丙交酯)、壳聚糖、壳寡糖、聚酯、聚原酸酯、聚酰胺和聚酸酐以及上述聚合物的衍生物、无规或嵌段共聚物等。

本发明优先选用乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)，其单体聚合比例为95∶5-5∶95，分子量为1,000-200,000。

本发明将这些生物可降解的聚合物溶解或者分散于有机溶剂中，可以制备得到均一透明或浑浊的液体、半固体。这些生物可降解聚合物可在体液环境下析出，自发地形成在一定时间内控制药物释放的基质，并最终在生物体自身的作用下降解为无毒、安全的小分子物质。同时，由于各种聚合物的亲水疏水性不同、分子量不同、晶型不同、聚合比例不同，故本缓释储库可以通过采用不同物理化学性质的聚合物来制备得到适合各种药物的缓释储库。

本发明中的有机溶剂包括苯甲醇、苯甲酸苄酯、苯甲酸乙酯、三乙酸甘油酯、聚乙二醇、丙二醇、甘油、柠檬酸酯、乙酰柠檬酸酯、癸二酸酯、乙二醇醚、磷酸三乙酯、邻苯二甲酸酯、酒石酸酯、双丙二醇单乙醚乙酸酯、丙烯酸酯、注射用矿物油、聚异丁烯、乙二醇、辛醇、乳酸乙酯、丁内酯、N-甲基吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃、己内酰胺、N(b-羟基乙基)乳酰胺、油酸、油酸乙酯、甲基癸酯亚砜、注射用动植物油、酸或脂肪酸的甘油酯、酸或脂肪酸的聚乙二醇酯、山梨醇中一种或两种以上的混合物。

这些有机溶剂与聚合物有一定的相容性，聚合物能够在其中溶解形成具有一定流动性、粘稠的液体或胶状物以及糊状物。另外，可以通过改变有机溶剂与聚合物的比例来控制形成不同粘稠性和流变性的缓释基质。由于有很多不同物理化学性质的有机溶剂可以选用，只要所选用的有机溶剂可以与聚合物相兼容，并达到合适的量，那么就可以形成不同物理化学性质(比如亲水性或亲油性)的给药系统。

本发明中的固体脂质包括硬脂酸、山嵛酸、棕榈酸、肉豆蔻酸、月桂酸、花生酸、己酸、C₁₀-C₂₂链的脂肪酸或上述脂肪酸的单脂肪酸甘油酯、双脂肪酸甘油酯、三脂肪酸甘油酯、类固醇、蜡类、甘油月桂酸酯、胆固醇半琥珀酸酯、胆固醇丁酸酯或胆固醇棕榈酸酯中的一种或两种以上混合物。

这些固体脂质在上述有机溶剂中具有一定的溶解度，其溶解或者混悬于有机溶剂中。当缓释储库刚进入体内，部分有机溶剂扩散出此药物传递系统，这时由于聚合物骨架并不致密，较易形成药物的突释现象。这是由于有疏水性的固体脂质的存在，体液不易扩散进入储库，使有机溶剂携带药物出储库的速度减慢，有效地控制了药物在初期的释放。

本发明的药物包括疏水性和亲水性的化学药物和蛋白、多肽类药物。在此缓释给药系统中，药物一开始随着溶剂的扩散作用进入体液，当固体脂质-聚合物析出形成控释骨架后，药物的释放速度开始为骨架密度和降解速度等条件所控制。不论药物是溶解在给药系统中或是混悬在其中，只要药物存在于这个给药系统中，药物系统中的固体脂质、聚合物和有机溶剂都会影响到药物与体液的接触，进而影响到对药物的释放行为。另外，药物的释放速率还与其本身的存在状态(溶解状态或混悬状态)、亲水疏水性、颗粒大小、在载体中的百分比等因素有关。

此溶液或混悬液在进入机体后，在与体液接触的过程中，溶剂被吸收，固体脂质和聚合物在注射部位聚集析出，共同形成半固体状的脂质-聚合物缓释储库，缓慢释放药物。药物通过溶解、扩散、迁移等作用从储库中转移到周围的体液及组织中，最后被血液循环系统所吸收。这种在位形成的固体脂质-聚合物缓释储库具有制备简单、环保安全、有效控制药物释放的特点。同时，这一储库载体的流动性、亲水疏水性、降解速度以及药物的释放速度可以通过改变有机溶剂组成、聚合物的分子量和各单体的聚合比例、聚合物的浓度、固体脂质的组成、浓度和投药量等因素来控制。

本发明生物可降解聚合物-固体脂质缓释储库系统的制备方法的具体实现如下：先将生物可降解聚合物，如：聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)溶解在单一或者混合溶剂(如苯甲醇和苯甲酸苄酯的混合溶液)中，加热搅拌，使药物和固体脂质溶解或分散让在聚合物的溶液中构成缓释储库。

本发明中的药物可以在临用前再加入到载体储库中，这大大提高了药物的稳定性，降低了特殊药物对于制备、运输和储存条件的要求。因为在这种情况下，制剂的制备、运输、存储过程中药物都没有暴露于溶剂、化学物质和其他苛刻的制备条件中。

本发明中的生物可降解聚合物-固体脂质缓释储库系统的给药方式包括皮下注射和肌肉注射。

本发明中生物可降解聚合物-固体脂质缓释储库系统可用于局部给药和全身给药。

本发明的优点和积极效果：

(1)本发明所用的有机溶媒均为生物相容的注射溶媒。可以避免微球等常用缓释制剂存在的有毒有机溶剂易残留，储存条件要求苛刻、注射前处理复杂等问题。

(2)本发明制备工艺简单，适合于工业化大生产。

(3)本发明有效地解决了常用缓释制剂中存在的突释问题，药物释放持续且平缓。

(4)本发明涉及的药物储库的粘度、流变性和降解速度可以通过改变各成分的种类、量和比例来调节。

(5)本发明中药物的释放速度可以通过改变有机溶媒中各成分的比例、聚合物的浓度、分子量，各个单体聚合的比例、固体脂质的组成、量和制剂中的药物含量来调节。

(6)本发明中的药物可以在临用前再加入到载体储库中，这大大提高了药物的稳定性，降低了对特殊药物对于制备、运输和储存条件的要求。

附图说明

图1 不同的单硬脂酸甘油酯浓度对药物释放的影响。(n＝3)

图2 不同的PLGA浓度对药物释放的影响。(n＝3)

图3 不同种类的固体脂质对药物释放的影响。(n＝3)

图4 不同分子量的PLGA浓度对药物释放的影响。(n＝3)

图5 家兔静脉注射药物溶液和肌肉注射药物制剂后血药浓度-时间曲线图。(n＝3)

具体实施方法

实施例1

将10％(w/v)的PLGA(分子量1万，单体比例70∶30)和1％(w/v)利培酮溶解在N-甲基吡咯烷酮中，再在其中加入1％(w/v)固体脂质，振摇，形成基质。

实施例2-11：

用不同种类的聚合物、固体脂质、有机溶剂重复实施例1步骤，具体如下表所示：

表一：不同种类聚合物、固体脂质、有机溶剂组成的储库形态描述。

实施例	聚合物(10％)	固体脂质(1％)	有机溶剂	储库形态描述
实施例	聚合物(10％)	固体脂质(1％)	有机溶剂	储库形态描述	2	PLGA(1w，70∶30)	硬脂酸	N-甲基吡咯烷酮	均一透明的溶液
3	PLGA(5w，70∶30)	硬脂酸	N-甲基吡咯烷酮	均一透明的溶液	2	PLGA(1w，70∶30)	硬脂酸	N-甲基吡咯烷酮	均一透明的溶液
3	PLGA(5w，70∶30)	硬脂酸	N-甲基吡咯烷酮	均一透明的溶液	4	PLGA(20w，70∶30)	硬脂酸	N-甲基吡咯烷酮	粘稠的溶液
5	PLGA(5w，70∶30)	硬脂酸	苯甲醇和苯甲酸苄酯混合物	粘稠的溶液	4	PLGA(20w，70∶30)	硬脂酸	N-甲基吡咯烷酮	粘稠的溶液
5	PLGA(5w，70∶30)	硬脂酸	苯甲醇和苯甲酸苄酯混合物	粘稠的溶液	6	PLGA(15w，70∶30)	硬脂酸和单甘酯的混合物	三乙酸甘油酯	略浑浊的胶状物
7	PLGA(5w，70∶30)	单硬脂酸甘油酯	苯甲醇和苯甲酸苄酯混合物	粘稠的溶液	6	PLGA(15w，70∶30)	硬脂酸和单甘酯的混合物	三乙酸甘油酯	略浑浊的胶状物
7	PLGA(5w，70∶30)	单硬脂酸甘油酯	苯甲醇和苯甲酸苄酯混合物	粘稠的溶液	8	PLGA(5w，	单硬脂酸甘油	柠檬酸三乙酯	淡黄色粘稠的溶

	70∶30)	酯		液
	70∶30)	酯		液	9	PLGA(10w，70∶30)	单硬脂酸甘油酯	柠檬酸三乙酯	淡黄色胶状物
10	PLGA(5w，70∶30)	单硬脂酸甘油酯	苯甲醇和聚乙二醇	均一透明的溶液	9	PLGA(10w，70∶30)	单硬脂酸甘油酯	柠檬酸三乙酯	淡黄色胶状物
10	PLGA(5w，70∶30)	单硬脂酸甘油酯	苯甲醇和聚乙二醇	均一透明的溶液	11	PLGA(10w，70∶30)	硬脂酸和单甘酯的混合物	三乙酸甘油酯和苯甲酸苄酯	略浑浊的胶状物

实施例12

取100ml苯甲醇(BA)和900ml苯甲酸苄酯(BB)混合均匀，精密称取10g利培酮和10g的单硬脂酸甘油酯溶解于苯甲醇和苯甲酸苄酯的混合溶剂中，再取100g PLGA(70∶30分子量：5w)加入到上述混合溶液中，37℃振摇直至全部溶解形成透明均一的溶液。

体外释放实验条件：取上述均一的溶液1ml转入透析袋中，于250ml生理盐水中，37℃振摇做体外释放实验。

结果：药物能持续平稳释放25天，累计释放量大于80％。

实施例13

取20g的单硬脂酸甘油酯融解于苯甲醇和苯甲酸苄酯的混合溶剂中，其余同实施例12。

实施例12、13结果比较：固体脂质的存在对药物的释放行为产生了较大影响，随着固体脂质量的增加，药物释放得更为缓慢。

实施例14

取80g的PLGA融解于苯甲醇和苯甲酸苄酯的混合溶剂中，其余同实施例12。

实施例15

取300g的PLGA融解于苯甲醇和苯甲酸苄酯的混合溶剂中，其余同实施例12。

实施例12、14、15结果比较：随之给药体系中的PLGA浓度的增加，药物的释放速度减慢。

实施例16

取100g的PLGA(70∶30分子量：1w)融解于苯甲醇和苯甲酸苄酯的混合溶剂中，其余同实施例12。

实施例17

取100g的PLGA(70∶30分子量：2w)融解于苯甲醇和苯甲酸苄酯的混合溶剂中，其余同实施例12。

实施例12、16、17结果比较：PLGA分子量的不同会对释放结果产生影响，随着分子量的增加，释放速度变慢。

实施例18

取500ml三醋酸甘油酯(GT)和500ml苯甲酸苄酯(BB)混合均匀，精密称取10g利培酮和10g的单硬脂酸甘油酯溶解于三醋酸甘油酯和苯甲酸苄酯的混合溶剂中，再取200g PLGA(70∶30分子量：5w)加入到上述混合溶液中，振摇直至全部溶解形成透明均一的溶液。体外释放实验条件同实施例3。

实施例19

把10g的硬脂酸溶解于三醋酸甘油酯和苯甲酸苄酯的混合溶剂中，其余同实施例18。

实施例18、19实验结果：缓释体系中固体脂质种类的不同会对药物的释放产生影响，不同的固体脂质对于控制药物释放的效果不同。

实施例20

取500ml三醋酸甘油酯(GT)和500ml苯甲酸苄酯(BB)混合均匀，精密称取10g的单硬脂酸甘油酯和200g PLGA(70∶30分子量：10w)溶解于三醋酸甘油酯和苯甲酸苄酯的混合溶剂中，再在上述混合溶液中加入100g的BSA，振摇，直至混悬均匀。

实施例21

取900ml N-甲基吡咯烷酮和100ml三醋酸甘油酯混合均匀，精密称取胰岛素20g和硬脂酸10g溶解于上述的有机溶剂中，再在这一溶液中加入100g的PLGA，振摇，形成具有一定粘度的胶状物。

实施例22

取900ml N-甲基吡咯烷酮和100ml三醋酸甘油酯混合均匀，精密称取肝素100g和单硬脂酸甘油酯15g溶解于上述的有机溶剂中，再在这一溶液中加入200g的PLGA，振摇，直至全部溶解。

实施例23

取100ml聚乙二醇、900ml苯甲酸苄酯混合均匀，精密称取盐酸土霉素100g和单硬脂酸甘油酯15g溶解于上述的有机溶剂中，再在这一溶液中加入300g的PLGA，振摇，直至形成具有一定粘度的基质。

实施例24

取100ml苯甲醇(BA)和900ml苯甲酸苄酯(BB)混合均匀，精密称取10g利培酮和20g的单硬脂酸甘油酯溶解于苯甲醇和苯甲酸苄酯的混合溶剂中，再取300g PLGA(70∶30分子量：5w)加入到上述混合溶液中，37℃振摇直至全部溶解形成透明均一的溶液。

家兔体内药动研究：

对照组：家兔静脉注射0.4mg/ml药物10％乙醇溶液3.25ml。于5min，10min，20min，30min，45min，60min，1h，1.5h，2h，2.5h，3h，4h，6h，8h，12h，18h取血一次，测血药浓度。

制剂组：取家兔3只，分别肌肉注射上述制剂2.5ml，分别于1h，4h，8h，12h，24h，以后每隔24h取血一次，测血药浓度。

结果如图5所示。

Claims

1.一种生物可降解聚合物-固体脂质缓释储库系统，包括以下有效成分：(1)生物可降解的聚合物，(2)固体脂质，(3)有机溶剂，(4)药物；按组合物的总重计，生物可降解的聚合物为0.1wt％-80wt％，固体脂质为0.01wt％-80wt％，有机溶剂为10wt％-98wt％，药物为0.01wt％-50wt％；

所述的药物是指一种或一种以上的生物活性物质，包括水溶、水不溶性的化学药物或蛋白、多肽类药物。

2.根据权利要求1所述的生物可降解聚合物-固体脂质缓释储库系统，其特征在于：所述的生物可降解的聚合物选自α-羟基羧酸聚合物、聚乳酸、乳酸-羟基乙酸共聚物、聚膦腈、聚氧乙烯、聚己酸内酯、聚乙醇酸交酯、聚(丙交酯-己内酯)、聚(乙交酯-己内酯)、聚(丙交酯-乙交酯-己内酯)、聚(1，4-二口恶烷-2-酮-丙交酯)、壳聚糖、壳寡糖、聚酯、聚原酸酯、聚酰胺和聚酸酐以及上述聚合物的衍生物、无规或嵌段共聚物。

3.根据权利要求2所述的生物可降解聚合物-固体脂质缓释储库系统，其特征在于：所述的乳酸-羟基乙酸共聚物中单体聚合比例为95∶5-5∶95，分子量为1,000-200,000。

4.根据权利要求1所述的生物可降解聚合物-固体脂质缓释储库系统，其特征在于：所述的有机溶剂选自苯甲醇、苯甲酸苄酯、苯甲酸乙酯、三乙酸甘油酯、聚乙二醇、丙二醇、甘油、柠檬酸酯、乙酰柠檬酸酯、癸二酸酯、乙二醇醚、磷酸三乙酯、邻苯二甲酸酯、酒石酸酯、双丙二醇单乙醚乙酸酯、丙烯酸酯、注射用矿物油、聚异丁烯、乙二醇、辛醇、乳酸乙酯、丁内酯、N-甲基吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃、己内酰胺、N(b-羟基乙基)乳酰胺、油酸、油酸乙酯、甲基癸酯亚砜、注射用动植物油、酸或脂肪酸的甘油酯、酸或脂肪酸的聚乙二醇酯、山梨醇中一种或两种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的生物可降解聚合物-固体脂质缓释储库系统，其特征在于：所述的固体脂质包括硬脂酸、山嵛酸、棕榈酸、肉豆蔻酸、月桂酸、花生酸、己酸、C₁₀-C₂₂链的脂肪酸或上述脂肪酸的单脂肪酸甘油酯、双脂肪酸甘油酯、三脂肪酸甘油酯、类固醇、蜡类、胆固醇半琥珀酸酯、胆固醇丁酸酯或胆固醇棕榈酸酯中的一种或两种以上混合物。

6.根据权利要求1所述的生物可降解聚合物-固体脂质缓释储库系统的制备方法，包括：

(1)将生物可降解聚合物溶解在单一或者混合的有机溶剂中；

(2)将固体脂质和药物溶解或者分散在上述相同或者相溶的有机溶剂中；

(3)把步骤(1)、(2)得到的溶液加热混合搅拌，直至形成均一的溶液或混合均匀。