CN101953776B

CN101953776B - 乳酸基聚合物非球形载药微粒与缓释制剂及其制备方法

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Publication number: CN101953776B
Application number: CN2010102911542A
Authority: CN
Inventors: 张其清; 李瑞丰; 周志敏; 熊青青
Original assignee: Institute of Biomedical Engineering of CAMS and PUMC
Current assignee: Institute of Biomedical Engineering of CAMS and PUMC
Priority date: 2010-09-26
Filing date: 2010-09-26
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2030-09-26
Also published as: CN101953776A

Abstract

本发明涉及一种乳酸基聚合物非球形载药微粒与缓释制剂及其制备方法。通过小分子物质辅助的乳液-溶剂挥发法制备聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)非球形微粒。以PLGA为原料，包载疏水性药物：全反式维甲酸、紫杉醇、表阿霉素、喜树碱或罗红霉素中的至少一种；疏水性药物与乳酸基聚合物高分子材料的质量配比为1∶4～40。制备了全反式维甲酸载药微粒并对其进行体外药物释放评价。结果表明，该制备方法工艺简单，重现性好，相对球形微粒显著提高了载药量和包封率，有很好的缓释效果，不发生溶血，使用安全。该新型载体及制剂在疏水性药物长循环缓释领域具有潜在的工业生产价值。

Description

乳酸基聚合物非球形载药微粒与缓释制剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种乳酸基聚合物非球形载药微粒与缓释制剂及其制备方法，具体是包载疏水性药物的乳酸基聚合物非球形载药微粒的制备方法，以聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)非球形微粒为载体的全反式维甲酸长循环缓释制剂。

背景技术：

虽然聚合物微球或纳米球等球形载体在药物传递系统(drug delivery system)得到了深入研究，然而球形载体静脉注射动物体后很容易被单核吞噬细胞系统(MPS)清除，使之在长循环缓释制剂方面的应用受到了限制。2006年，Mitragotri利用膜拉伸法制备了不同形状的聚苯乙烯微粒，阐明了巨噬细胞对聚合物微粒的几何形状有一定的依赖性，与巨噬细胞接触的聚合物微粒的局部形状决定其被吞噬或逃避吞噬(Champion，J.A.；Mitragotri，S.Proc.Natl.Acad.Sci.USA 2006，103，4930)；Discher利用膜水化法制备了聚合物纳米纤维经静脉注射后，动物体内循环时间可以长达1周，是具有相同理化组成和表面性质的球形药物载体的10倍，而且包载紫杉醇后提高了动物的最大耐受量，逃避了肝、脾MPS的清除，降低了化疗药物对正常脏器的毒副作用，提高了疗效(1、Geng，Y.；Dalhaimer，P.；Cai，S.S.；Tsai，R.；Tewari，M.；Minko，T.；Discher，D.E.Nature Nanotech.2007，2，249；2、Christian，D.A.；Cai，S.S.；Garbuzenko，O.B.；Harada，T.；Zajac，A.L.；Minko，T.；Discher，D.E.Mol.Pharmaceut.2009，6，1343)。上述研究成果无疑已将药物缓释载体研究从过多的关注载体的尺寸及表面理化性质转移到载体的几何形状控制，而且通过不同方法构建聚合物非球形药物缓释载体已在长循环缓释制剂研究中得到共识。

聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)是一种具有良好生物相容性及生物可降解性的高分子材料，经美国FDA批准可用作医用手术缝合线、微胶囊、微球等器械和药用材料。PLGA在体内最终代谢产物是CO₂和H₂O，中间产物是乳酸，是人机体正常的代谢产物，不会在重要器官聚集，非常适用于药物传递系统中作为缓释制剂的载体材料。

维甲酸是一系列化学结构与维生素A相关的化合物，在人体中起着至关重要的作用，特别是与细胞增殖分化、骨组织生长、免疫功能调节以及抑制肿瘤基因表达密切相关。

全反式维甲酸(ATRA)，是维生素A的活性代谢产物，它对许多类型的肿瘤细胞和组织表现出抗肿瘤活性。其抗肿瘤活性是通过激活肿瘤细胞核膜表面的全反式维甲酸依赖激活的维甲酸受体和类维甲酸受体X，从而导致肿瘤细胞的抑制、分化和凋亡。在治疗急性早幼粒细胞白血病时，维甲酸通常是口服给药。由于其诱导自身代谢，在长期口服给药后血药浓度会逐渐下降。而且不同患者间的生物利用度差异也很大，这可能与其水溶性差有关。因此ATRA肠胃外给药以其持续可靠的药效用于癌症病人的治疗有很好前景。目前已有尝试通过将ATRA包载入环糊精、脂质体等载体，解决了其溶解性差等问题，适用于肠胃外给药的剂型。

在药物控/缓释制剂领域，乳液-溶剂挥发法是制备聚合物球形载体的经典方法，然而Mizutani报道了在多聚磷酸钠作用下制备结晶性的左旋聚乳酸短纤维并用于组织修复材料研究，强调了聚合物的结晶性对短纤维形成的关键作用(Mizutani，Y.；Hattori，M.；Okuyama，M.；Kasuga，T.；Nogami，M.Polymer 2005，46，3789)；2009年，本课题组报道了在甘油或表阿霉素等小分子调控下利用乳液-溶剂挥发法制备无定形态聚乳酸微粒及作为药物载体的潜力(参见文献：Zhou，Z.M.；Xu，J.；Liu，X.Q.；Li，X.M.；Li，S.Y.；Yang，K.；Wang，X.F.；Liu，M.；Zhang，Q.Q.Polymer 2009，50，3841)；几乎同一时间，Eniola报道了在Tris作用下利用乳液-溶剂挥发法制备PLGA梭形药物载体(Heslinga，M.J.；Mastria，E.M.；Eniola-Adefeso，O.J.Control.Release 2009，138，235)。但是，以多聚磷酸钠类小分子调控，利用乳液-溶剂挥发法制备PLGA非球形药物载体并用于ATRA缓释制剂研究还未见报道。

发明内容：

本发明目的旨在提供一种乳酸基聚合物非球形载药微粒与缓释制剂及其制备方法，即制备非球形微粒和利用该微粒包载疏水性药物(ATRA)的方法以及一种具有长循环潜力的药物缓释制剂。本发明是一种新型棒状和纤维状药物载体，可提高药物的载药量和包封率，进一步延长了药物的释放时间而且工艺简单、重现性好适于规模化生产。

本发明提供的一种乳酸基聚合物非球形载药微粒是以聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)与多聚磷酸钠(Na₅P₃O₁₀)为原料制成，聚乳酸-羟基乙酸共聚物与多聚磷酸钠的质量比：1∶5～40。

PLGA非球形微粒成短棒状或纤维状，微粒的直径为500nm～5μm，长度为

长径比为5～20。聚乳酸-羟基乙酸共聚物的分子量范围为5000～50000。

本发明提供的一种乳酸基聚合物非球形微粒的制备方法包括的步骤：

按计量将聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)的二氯甲烷溶液与多聚磷酸钠(STP)的聚乙烯醇(PVA)水溶液混合，搅拌反应时间2～4小时，将悬浊液离心，用去离子水洗去表面活性剂，-30℃冷冻干燥后得到PLGA非球形(短棒状、短纤维)微粒。

所述的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)的浓度为5～20mg/ml，聚乙烯醇(PVA)溶液浓度为0.1％～4％；多聚磷酸钠(STP)浓度为0.01mol/L～0.1mol/L；搅拌速率为400rpm～2000rpm。

本发明中多聚磷酸钠(Na₅P₃O₁₀)可以用甘油、表阿霉素、Tris等代替，即分子结构含有易于形成氢键的原子或基团。

本发明提供的一种乳酸基聚合物非球形载药微粒缓释制剂是以PLGA为原料，包载疏水性药物，所述的包载药物为全反式维甲酸、紫杉醇、表阿霉素、喜树碱或罗红霉素中的至少一种；疏水性药物与乳酸基聚合物高分子材料PLGA的质量配比为1∶4～40。

可选地，所述的包载药物为：全反式维甲酸(ATRA)、紫杉醇、喜树碱等。

可选地，包载药物与PLGA的质量比为1∶5～15。

本发明提供的一种乳酸基聚合物非球形载药微粒缓释制剂的制备方法包括的步骤：

1)将聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)与二氯甲烷混合，室温下搅拌至PLGA溶解，得到PLGA溶液。

2)将疏水性药物加入到PLGA溶液中，搅拌至溶解，该过程避光操作。

3)将多聚磷酸钠(STP)溶于聚乙烯醇(PVA)水溶液，配制成含有STP的PVA溶液。

4)将含有疏水药物(ATRA)的PLGA溶液与STP的PVA溶液混合；搅拌至溶剂挥发完全，离心、洗涤，冷冻干燥。整个过程避光操作。

所述的PLGA的浓度为5～10mg/ml，聚乙烯醇(PVA)溶液浓度为0.1％～4％；多聚磷酸钠(STP)浓度为0.01mol/L～0.1mol/L；所述的疏水性药物浓度为0.5～1.5mg/mL。搅拌速率为400rpm～2000rpm。搅拌时间2～4小时。

本发明所述的乳酸基聚合物为含有乳酸单体的均聚物和嵌段共聚物，PLGA可用聚乳酸(PLA)、聚乙二醇修饰的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA-PEG)、聚乳酸天门冬氨酸(PAL)、乳酸-苹果酸共聚物(PLMA)等代替。

本发明所述的PLGA非球形微粒成短棒状或纤维状，粒径分布均一。本发明工艺成熟、重现性好，适于包载疏水性药物，制备的非球形载药微粒具有结构稳定、无溶血性、无毒副作用，药物缓慢释放等特点，而且所用材料具有良好的生物相容性、可降解、无免疫原性，廉价易得。该新型载体及制剂有望产生较好的经济效益。

附图说明：

图1为PLGA空白非球形微粒的SEM/TEM照片。a为实施例1制备微粒的扫描电镜照片，标尺为10μm，b为实施例1制备的微粒的透射电镜照片，标尺为0.2μm。

图2为实施例2制备的PLGA空白非球形微粒的SEM照片。标尺为100μm。

图3为实施例3制备的包载了全反式维甲酸ATRA的PLGA非球形微粒的SEM照片，标尺为50μm。

图4为不同载药量的载药微粒在50％兔血浆中的释放曲线图。在图4中，横坐标为时间(天)，纵坐标为累计释放率(％)。

图5为实施例3制备的包载全反式维甲酸ATRA的PLGA非球形微粒的溶血实验结果。

具体实施方式

实施例1：

称取聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)150mg(分子量为10,000)加入到15mL的二氯甲烷中，室温下搅拌至溶解；将1.84g多聚磷酸钠(STP，以Na₅P₃O₁₀计，含量90～95％)加入到0.5％PVA(聚合度550～650，醇解度88％)溶液中搅拌至溶解。将15mL PLGA的二氯甲烷溶液与100mL含有STP的PVA溶液混合，1200rpm搅拌2小时后，10000rpm离心，用去离子水洗去表面活性剂后，-30℃冷冻干燥，得到白色粉末。产率为97％。微粒的SEM图片见图1，其形状呈棒状，长度6～9μm，直径0.5～1.6μm，长径比5～12，微粒理化性质稳定，重现性好。

实施例2：

称取聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)100mg(分子量为50,000)加入到10mL的二氯甲烷中，室温下搅拌至溶解；将0.735g多聚磷酸钠(STP)加入到0.4％PVA(聚合度550～650，醇解度88％)溶液中搅拌至溶解。将10mL PLGA的二氯甲烷溶液与100mL含有STP的PVA溶液混合，1200rpm搅拌2小时后，10000rpm离心，用去离子水洗去表面活性剂后，-30℃冷冻干燥，得到白色粉末。产率为86％。微粒的SEM图片见图2，其形状呈纤维状，长度18～50μm，直径0.4～5μm，长径比6～14，微粒理化性质稳定，重现性好。

实施例3：

分别称取PLGA(分子量为5000)100mg和全反式维甲酸(ATRA)20mg加入到10mL的二氯甲烷中，室温下搅拌至溶解；将1.84g多聚磷酸钠(STP)加入到0.5％PVA(聚合度550～650，醇解度88％)溶液中搅拌至溶解。将10mL含有ATRA和PLGA的二氯甲烷溶液与100mL含有STP的PVA溶液混合，800rpm搅拌2小时后，10000rpm离心，用去离子水洗去表面活性剂后，-30℃冷冻干燥，得到淡黄色粉末。载药微粒形状呈纤维状，见附图3。如图4曲线d显示其在4周的时间里缓慢释放，累积释放率为7.5％。与同条件下不加入小分子辅料制备的ATRA微球相比载药量，包封率分别从8.83％，48.4％提高到17.9％和89.9％，与图4中曲线a相比，非球形载药微粒中的药物比球形载药微粒血浆释放更为缓慢。溶血实验表明，不发生溶血，可用于静脉注射。

溶血实验具体实施步骤：取新鲜大耳白兔血液数毫升，放入含玻璃珠的三角烧瓶中振摇10分钟，除去纤维蛋白原，使成脱纤血液。加入0.9％氯化钠溶液约10倍量，摇匀，2500rpm离心15分钟，除去上清液，沉淀的红细胞再用0.9％氯化钠溶液配制成2％混悬液，供实验用。取洁净试管7只，进行编号，1～5号管为供试品管，6号管为阴性对照管，7号管为阳性对照管。按下表-1所示依次加入2％红细胞悬液、0.9％氯化钠溶液或蒸馏水，混匀后，立即置37℃±0.5℃的恒温箱中进行温育，开始每隔15分钟观察1次，1小时后，每隔1小时观察1次，观察3小时。7号管溶液呈澄明红色，管底无细胞残留，表明有溶血发生。1～6号管红细胞全部下沉，上清液澄明，表明无溶血发生，见图5。

表-1按下列顺序加入各种溶液：

受试物为30mg/ml的载药微粒混悬液。

结果表明：浓度为0.6～3mg/ml的包载全反式维甲酸ATRA的PLGA非球形微粒无溶血现象；而ATRA游离药物具有一定的溶血性，0.005mg/ml的ATRA溶液即出现溶血。说明该制剂可以有效的改善药物的不良反应，可用于静脉注射。

实施例4：

分别称取PLGA(分子量为5000)100mg和全反式维甲酸(ATRA)10mg加入到10mL的二氯甲烷中，室温下搅拌至溶解；将1.84g多聚磷酸钠(STP)加入到0.5％PVA(聚合度550～650，醇解度88％)溶液中搅拌至溶解。将10mL含有ATRA和PLGA的二氯甲烷溶液与100mL含有STP的PVA溶液混合，800rpm搅拌2小时后，10000rpm离心，用去离子水洗去表面活性剂，-30℃冷冻干燥后，得到淡黄色粉末。载药微粒形状呈纤维状，载药量为5.54％，包封率为55.3％。如图4曲线b显示其4周的时间里缓慢释放，累积释放率为12％。

溶血实验表明，不发生溶血，可用于静脉注射。

实施例5：

分别称取PLGA(分子量为5000)500mg和全反式维甲酸(ATRA)50mg加入到50mL的二氯甲烷中，室温下搅拌至溶解；将9.2g多聚磷酸钠(STP)加入到0.5％PVA(聚合度550～650，醇解度88％)溶液中搅拌至溶解。将50mL含有ATRA和PLGA的二氯甲烷溶液与500mL含有STP的PVA溶液混合，800rpm搅拌2小时后，10000rpm离心，用去离子水洗去表面活性剂后，-30℃冷冻干燥，得到淡黄色粉末。载药微粒形状呈纤维状，载药量约为5.54％，包封率约为55.3％。溶血试验表明，不发生溶血，可用于静脉注射。

Claims

1.一种乳酸基聚合物非球形微粒，其特征在于它是以聚乳酸-羟基乙酸共聚物与多聚磷酸钠为原料制成，聚乳酸-羟基乙酸共聚物与多聚磷酸钠的质量比：1∶5～40；聚乳酸-羟基乙酸共聚物非球形微粒成短棒状或纤维状，微粒的直径为500nm～5μm，长度为

长径比为5～20；制备方法包括的步骤：

按计量将聚乳酸-羟基乙酸共聚物的二氯甲烷溶液与多聚磷酸钠的聚乙烯醇水溶液混合，搅拌反应时间2～4小时，将混悬液离心，用去离子水洗去表面活性剂后，-30℃冷冻干燥后得到聚乳酸-羟基乙酸共聚物非球形微粒。

2.按照权利要求1所述的乳酸基聚合物非球形微粒，其特征在于聚乳酸-羟基乙酸共聚物的分子量范围5000～50000。

3.按照权利要求1所述的乳酸基聚合物非球形微粒，其特征在于所述的聚乳酸-羟基乙酸共聚物的浓度为5～20mg/ml，聚乙烯醇溶液浓度为0.1％～4％；多聚磷酸钠浓度为0.01mol/L～0.1mol/L；搅拌速率为400rpm～2000rpm。

4.一种权利要求1所述的乳酸基聚合物非球形载药微粒缓释制剂，其特征在于它是以聚乳酸-羟基乙酸共聚物为原料，包载疏水性药物，所述的包载药物为全反式维甲酸、紫杉醇、表阿霉素、喜树碱或罗红霉素中的至少一种；包载疏水性药物与聚乳酸-羟基乙酸共聚物的质量配比为1∶4～40。

5.按照权利要求4所述的乳酸基聚合物非球形载药微粒缓释制剂，其特征在于包载药物与聚乳酸-羟基乙酸共聚物的质量比为1∶5～15。

6.权利要求4所述的乳酸基聚合物非球形载药微粒缓释制剂的制备方法，其特征在于包括的步骤：

1)将聚乳酸-羟基乙酸共聚物与二氯甲烷混合，室温搅拌至溶解，得到聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶液；

2)将疏水性药物加入到聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶液中，搅拌至溶解，该过程避光操作；

3)将多聚磷酸钠溶于聚乙烯醇水溶液，配制成含有多聚磷酸钠的聚乙烯醇溶液。

4)将含有疏水药物的聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶液与含有多聚磷酸钠的聚乙烯醇溶液混合；搅拌至溶剂挥发完全，离心、洗涤，冷冻干燥。整个过程避光操作。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于所述的聚乳酸-羟基乙酸共聚物的浓度为5～10mg/ml，聚乙烯醇溶液浓度为0.1％～4％；所述的疏水性药物浓度为0.5～1.5mg/mL；多聚磷酸钠浓度为0.01mol/L～0.1mol/L；搅拌速率为400rpm～2000rpm，搅拌时间2～4小时。