CN102440955A - 利用双水相体系形成的包载药物的明胶或胶原乳液和微粒及其制备方法 - Google Patents
利用双水相体系形成的包载药物的明胶或胶原乳液和微粒及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种利用双水相体系形成的包载药物的明胶或胶原乳液的制备方法，该方法是将药物溶解或分散于明胶或胶原水溶液中，加入泊洛沙姆水溶液形成包载药物的明胶或胶原乳液，其中明胶与泊洛沙姆的质量比为1∶0.1-100，或胶原与泊洛沙姆的质量比为1∶0.1-100。将所制得的明胶或胶原乳液进一步固化处理或脱水干燥，形成包载药物的明胶或胶原微粒。本发明还涉及上述方法制备所得的明胶或胶原乳液、微粒。上述包载药物的明胶或胶原微粒不含有机介质和乳化剂，不需要大功率的均质和长时间的乳液处理过程，形成的液滴或微粒球形圆整，粒径可控，稳定性好，适用药物范围广。
Description
【技术领域】
本发明属于药物制剂学领域，更具体地说，本发明涉及一种利用双水相体系形成的包载药物的明胶或胶原乳液和微粒及其制备方法。
【背景技术】
胶原和明胶一类具有独特性质的天然高分子，明胶是胶原的局部水解产物，两者都具有许多良好的物理化学和生物特性，以明胶为材料制成的微球或微囊，统称为明胶微粒，可以被广泛地应用于生物、医学、化工等领域，如药物缓释(控释)、栓塞治疗、酶的固定化、组织工程、色谱分离等。
明胶微粒制备方法主要有物理化学法(喷雾干燥法、冷冻干燥法、单凝聚法、复凝聚法、乳化-凝聚法等)和化学交联法(喷雾交联)，其中乳化-凝聚法最常用。
乳化-凝聚法制备明胶微粒的原理：在搅拌或超声等外力作用下，使明胶水溶液(水相)在不相混溶的有机介质(油相)中分散，乳化成小液滴。乳液降温冷却后，加入脱水剂(丙酮或异丙醇等)或交联剂使球形液滴固化成微粒，通过离心、抽滤等方法分离出来。根据分散相的性质，乳液可分为：①W/O型(油包水型)乳液，其分散相是明胶水溶液，连续相是油(植物油、矿物油)或其它不溶于水的有机介质；②O/W型(水包油型)乳液，其分散相是油等有机液体，连续相是明胶水溶液；③多重乳液(复乳)，主要是W/O/W或O/W/O型。
以上乳化-凝聚法制备明胶微粒时，需要加入大量有机介质和应用大量乳化剂，由于有机介质的安全性问题，最终必须从乳液中除去，因此操作过程复杂，并且残留的大量乳化剂也会带来安全隐患。此外，该方法不适于制备对有机溶剂敏感的生物大分子药物。
有报道利用多糖类(如葡聚糖)、聚乙烯吡咯烷酮或无机盐的浓水溶液代替油作连续相乳化明胶溶液制备微球，这些方法虽然避免使用有机溶剂，提高蛋白质药物的稳定性，但得到的微球形状较差，彼此容易粘连【Franssen O，HenninkWE.A novel preparation method for polymeric microparticles without the use oforganic solvents.Int J Pharm.1998，168：1-7】。此外，高浓度的聚乙烯吡咯烷酮、葡聚糖或无机盐会产生高渗透压，刺激性强且不利于明胶微粒中的药物释放，在制剂应用中受到限制。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是针对现有的明胶或胶原微粒的不足之处，提供一种利用双水相体系形成的包载药物的明胶或胶原微粒及其制备方法，该微粒体系不应用有机介质和乳化剂，不需要大功率的均质和长时间的乳液处理过程，形成的液滴球形圆整，粒径可控，稳定性好。本发明适用药物范围广，特别适合于核酸及其衍生物、细胞或血管因子、酶与辅酶、多肽、蛋白、多糖、基因或疫苗药物。特别适于生物大分子药物。
发明人研究发现，明胶微粒传统的制备方法需要加入大量有机介质和应用大量乳化剂，而明胶或胶原水溶液与泊洛沙姆水溶液可以形成水包水型稳定的乳液，粒径可控。经过大量实验，将药物包载到明胶或胶原水溶液中，转入泊洛沙姆水溶液后可以形成水包水型明胶或胶原乳液，进一步固化处理或脱水干燥，可以形成包载药物的明胶或胶原微粒。
由此，本发明的一种利用双水相体系形成的包载药物的明胶或胶原乳液，其中，该明胶或胶原乳液包括泊洛沙姆，其中明胶与泊洛沙姆的质量比为1∶0.1-100，或胶原与泊洛沙姆的质量比为1∶0.1-100。
一种利用双水相体系形成的包载药物的明胶或胶原微粒，其中，该明胶或胶原微粒包括泊洛沙姆，其中明胶与泊洛沙姆的质量比为1∶0.1-100，或胶原与泊洛沙姆的质量比为1∶0.1-100。
一种利用双水相体系形成的包载药物的明胶或胶原乳液的制备方法，其中，将药物溶解或分散于明胶或胶原水溶液中，加入泊洛沙姆水溶液形成水包水型明胶或胶原乳液，其中明胶与泊洛沙姆的质量比为1∶0.1-100，或胶原与泊洛沙姆的质量比为1∶0.1-100，将明胶或胶原乳液固化处理或脱水干燥处理形成包载药物的明胶或胶原微粒。
所述包载药物的明胶或胶原微粒粒径特定分布在纳米或微米范围内，包括微球、微囊、纳米粒、微乳。
上述的药物是指发挥治疗、预防、免疫、诊断、保健应用的中药、化学药物、生物技术药物、生物制品、诊断试剂、放射性或磁性物质。
上述的利用双水相体系形成的包载药物的明胶或胶原微粒，所述的药物溶解或分散于明胶或胶原水溶液中是指药物直接溶解于明胶或胶原水溶液中，或药物先制成微粉、固体分散体或溶于药学上公知的药用溶媒后，再分散于明胶或胶原水溶液中。
上述药用溶媒包括甘油、丙二醇。
上述的固化处理是将所述明胶或胶原乳液通过微波、加热、γ射线或紫外线辐照、加入带有醛基的交联剂，形成包载药物的明胶或胶原固态微粒。
上述的带有醛基的交联剂为甲醛、戊二醛、甘油醛、糖类或其衍生物、天然杂环化合物京尼平(Genipin)。
上述的脱水干燥处理将所述明胶或胶原乳液经过冷冻干燥或喷雾干燥形成固体。
上述的明胶或胶原乳液的不同浓度，决定最终形成的微粒的粒径大小。明胶或胶原乳液的浓度越大，最终形成的微粒的粒径越大；反之，明胶或胶原乳液的浓度越小，最终形成的微粒的粒径越小。
上述包载药物的明胶或胶原固体或液体微粒可以加入药学上公知的稀释剂、表面活性剂、抗氧剂、抑菌剂、粘合剂、pH调节剂或pH缓冲盐、稳定剂中的一种或几种，进一步制成口服、注射、黏膜、皮肤应用的制剂。
本发明的一种利用双水相体系形成的包载药物的明胶或胶原微粒及其制备方法，具有下述优点：(1)具有明胶或胶原微粒的优点，如天然材料可生物降解，载药量大、包封率高、体内稳定性好等。(2)明胶或胶原微粒体系不含有机介质和乳化剂，提高应用的安全性；(3)明胶或胶原微粒制备过程中不需要大功率的均质和长时间的乳液处理过程，形成的微粒球形圆整，粒径可控，稳定性好；(4)本发明的包载药物的明胶或胶原微粒适用范围广，可以应用于生物、医学、化工等领域，特别适于作为药物的缓释控释微粒载体；(5)适用的药物范围宽，包括化学药物、中药和生物制品，特别适合于核酸及其衍生物、细胞或血管因子、酶与辅酶、多肽、蛋白、多糖、基因或疫苗药物。
【具体实施方式】
现结合下列实例来进一步描述本发明。
实施例1：
生物技术药物如基因、激素、多肽、蛋白质或疫苗等，虽然药理活性强，但由于热稳定性差、体内易被迅速降解等特点，穿透体内生物屏障能力差，很容易在体内降解，从而难以维持有效治疗，而微球作为生物技术药物缓控释载体，可以提高药物稳定性，延长药效。本发明的第一个实施方案以胸腺五肽为模型药，采用加入交联剂甘油醛，经过固化处理制备包载胸腺五肽的胶原微球，进一步加工制成胸腺五肽胶原微球干粉吸入剂。
胸腺五肽胶原微球的制备：胸腺五肽是一种人工合成的寡肽，可诱导T细胞的分化、增殖和成熟，活化或调节不同T细胞亚群的数目和功能，对机体免疫系统具有双向调节作用。本发明将胸腺五肽(Thymopentin，TP5)5mg溶解于2ml 10％的胶原水溶液中，加入到3ml 10％的泊洛沙姆水溶液中，混匀形成水包水型胶原乳液，在400rpm搅拌作用下滴加20％甘油醛溶液0.5ml，持续搅拌1h，胶原乳滴固化形成微球，5000rpm离心5min，沉淀用5ml蒸馏水洗1次，5000rpm离心5min，弃去上清液得到包载胸腺五肽的胶原微球。
胸腺五肽胶原微球干粉吸入剂的制备：取5ml蒸馏水，加入40mg亮氨酸和20mg甘露醇，溶解后加入上述的包载胸腺五肽的胶原微球，混匀，冷冻干燥，得到胸腺五肽胶原微球干粉，装入鼻用干粉吸入剂特制装置中即得。
微观形态和粒径分析：取10mg胸腺五肽胶原微球干粉吸入剂溶于1ml蒸馏水中，室温放置，并于0h、0.5h、1h、5h应用激光共聚焦显微镜观察微观形态，应用库尔特粒径分析仪测定粒径。10℃避光放置6个月后重复测定。
包封率测定：取10mg胸腺五肽胶原微球干粉吸入剂溶于2ml蒸馏水中，4000rpm离心5min，取上清液应用HPLC法测定胸腺五肽含量，HPLC法参数：Alltech C18(250mm×4.6mm，5μm)；用0.05mol/L磷酸盐缓冲液(pH 7.0)-甲醇(90∶10)为流动相；进样量为20μL，检测波长为275nm。代入下式计算胶原微球包封率，10℃避光放置6个月后重复测定。
包封率＝[(胸腺五肽总量-游离胸腺五肽的量)/胸腺五肽总量]×100％
实验结果：本发明的包载胸腺五肽的胶原微球颗粒圆整，分布均匀，无聚团，粒径分布800-1200nm，并能在5h内保持形态稳定，药物包封率高达85.5％。6个月后重复测定，微观形态和粒径分布无变化，药物包封率高达84.7％，没有明显变化。结果表明，胸腺五肽的胶原微球干粉溶解后成球性好，质量稳定。
实施例2：
心血管重大疾病的治疗大部分依赖化学药物，如肿瘤化疗药物，具有稳定的化学结构、明确的药物作用机制和疗效。但化学药物多数不具备靶向性，应用治疗时对机体的毒副作用大，而微乳等纳米级粒子具有较好的肿瘤靶向性和控制药物释放等优势。本发明的第二个实施方案以肿瘤化疗药物表柔比星为主药，应用冷冻干燥制备表柔比星明胶微乳固体。
表柔比星明胶纳米粒的制备：将表柔比星10mg溶解2ml 5％的明胶水溶液中，加入到5ml 10％的泊洛沙姆水溶液中，混匀形成水包水型明胶乳液，冷冻干燥得到包载表柔比星的明胶微乳固体。
粒径分析：取表柔比星明胶微乳固体10mg溶于5ml蒸馏水中，应用激光粒径分析仪测定粒径，表柔比星明胶微乳固体10℃避光放置6个月后重复测定粒径。
包封率测定：取表柔比星明胶微乳固体10mg溶于5ml蒸馏水中，20000rpm离心5min，取上清液适当稀释，应用紫外-可见分光光度计测定其在482nm的吸光度，代入表柔比星浓度和吸收度标准曲线中计算游离表柔比星含量，按照下式计算表柔比星明胶微乳包封率：
包封率＝[(表柔比星总量-游离表柔比星的量)/表柔比星总量]×100％
实验结果：本发明的表柔比星明胶微乳粒径分布50-250nm，平均粒径158nm，药物包封率为91.6％。6个月后重复测定，粒径分布50-250nm，平均粒径149nm，微观形态和粒径分布无变化，药物包封率为84％，没有明显变化。结果表明，表柔比星明胶微乳固体质量稳定，包封率高。
实施例3：
难溶性药物如吲哚美辛、紫杉醇、姜黄素、两性霉素等，具有很强的药理活性，但因为药物自身水溶性差，在临床治疗应用中受到极大限制。本发明的第三个实施方案以姜黄素为主药，姜黄素水溶性差且见光易分解，本发明应用微波处理方法制备包载姜黄素的明胶微囊固体粉末。
姜黄素明胶微囊的制备：姜黄素5mg溶于1ml甘油中，加入到2ml 20％明胶水溶液中混匀，转入到5ml 5％泊洛沙姆水溶液中形成W/W型乳液，微波(3.5KW)处理15s，得到姜黄素明胶微囊溶液，喷雾干燥得到姜黄素明胶微囊固体粉末。
微观形态和粒径分析：取姜黄素明胶微囊固体粉末5mg溶于2ml蒸馏水中，应用激光共聚焦显微镜观察微观形态，应用库尔特粒径分析仪测定粒径。姜黄素明胶微囊固体粉末10℃避光放置6个月后重复微观形态和粒径分析。
包封率测定：姜黄素明胶微囊固体粉5mg溶于2ml蒸馏水中，10000rpm离心5min，取沉淀经过乙醇提取，应用HPLC法测定姜黄素含量，计算包封率，并于10℃避光放置6个月后重复测定。HPLC法参数：十八烷基键合硅胶柱(KromasilTMC18色谱柱250×4.6mm，5μm)；流动相乙腈-4％冰醋酸溶液(50∶50)；流速1.0ml/min；检测波长430nm。
实验结果：本发明的姜黄素明胶微囊粒径分布260-560nm，平均粒径420nm，药物包封率为90.4％。6个月后重复测定，粒径分布和平均粒径均无变化，药物包封率为90.1％，没有明显变化。结果表明，难溶性药物姜黄素制成的明胶微囊包封率高，稳定性好。
Claims (10)
1.一种利用双水相体系形成的包载药物的明胶或胶原乳液，其特征在于：该明胶或胶原乳液包括泊洛沙姆，其中明胶与泊洛沙姆的质量比为1∶0.1-100，或胶原与泊洛沙姆的质量比为1∶0.1-100。
2.一种利用双水相体系形成的包载药物的明胶或胶原微粒，其特征在于：该明胶或胶原微粒包括泊洛沙姆，其中明胶与泊洛沙姆的质量比为1∶0.1-100，或胶原与泊洛沙姆的质量比为1∶0.1-100。
3.一种利用双水相体系形成的包载药物的明胶或胶原乳液的制备方法，其特征在于：将药物溶解或分散于明胶或胶原水溶液中，加入泊洛沙姆水溶液形成水包水型明胶或胶原乳液，其中明胶与泊洛沙姆的质量比为1∶0.1-100，或胶原与泊洛沙姆的质量比为1∶0.1-100。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的药物是指发挥治疗、预防、免疫、诊断、保健应用的中药、化学药物、生物技术药物、生物制品、诊断试剂、放射性或磁性物质。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的药物溶解或分散于明胶或胶原水溶液中是指药物直接溶解于明胶或胶原水溶液中，或药物先制成微粉、固体分散体或溶于药学上公知的药用溶媒后，再分散于明胶或胶原水溶液中。
6.一种包载药物的明胶或胶原微粒的制备方法，其特征在于：将如权利要求3～5任一项所述的制备方法制备所得的明胶或胶原乳液固化处理或脱水干燥处理形成包载药物的明胶或胶原微粒。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述的固化处理是将所述明胶或胶原乳液通过微波、加热、γ射线或紫外线辐照、加入带有醛基的交联剂，形成包载药物的明胶或胶原固态微粒。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述的带有醛基的交联剂为甲醛、戊二醛、甘油醛、糖类或其衍生物、天然杂环化合物京尼平。
9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述的脱水干燥处理将所述明胶或胶原乳液经过冷冻干燥或喷雾干燥形成固体。
10.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述的包载药物的明胶或胶原微粒加入药学上公知的稀释剂、表面活性剂、抗氧剂、抑菌剂、粘合剂、pH调节剂或pH缓冲盐、稳定剂中的一种或几种，进一步制成口服、注射、黏膜、皮肤应用的制剂。
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Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 100021 CHAOYANG, BEIJING TO: 318000 TAIZHOU, ZHEJIANG PROVINCE |
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20121211 Address after: Jiaojiang District of Taizhou City, Zhejiang province 318000 road outside No. 46 Applicant after: Zhejiang Hisun Pharmaceutical Co., Ltd. Address before: 100021 Beijing city Chaoyang District Wu San RI 8 Building 2 403 Applicant before: Lu Cuitao |
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141217 Termination date: 20191012 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |