CN103800292A

CN103800292A - 一种有机/无机杂化载药多孔微球的制备方法

Info

Publication number: CN103800292A
Application number: CN201410073359.1A
Authority: CN
Inventors: 何创龙; 冯炜; 陈良; 周小军; 聂伟; 仇可新
Original assignee: Donghua University
Current assignee: Donghua University
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2014-05-21

Abstract

本发明涉及一种有机/无机杂化纳米纤维载药微球的制备方法，包括：（1）制备载药纳米粒子；配制高分子聚合物溶液；（2）将载药纳米粒子加入到聚合物溶液中，经过超声分散、搅拌，制备成均一的混合溶液；（3）在上述混合溶液中加入双氧水，在冰浴条件下超声震荡，得到“油包水”的初乳化液；（4）配制外水相溶液，然后逐滴加入“油包水”的初乳化液，经过超声振荡或者机械匀浆后，形成“水包油包水”的复乳化液，搅拌直至充分挥发残余的有机溶剂，最后收集微球、冷冻干燥即可。本发明所制备的杂化载药多孔微球密度低、比表面积大、表面渗透能力强、安全无毒、可降解、具有良好的生物相容性并能够长期受控释放，应用前景广阔。

Description

一种有机/无机杂化载药多孔微球的制备方法

技术领域

本发明属于载药多孔微球的制备领域，特别涉及一种有机/无机杂化载药多孔微球的制备方法。

背景技术

微球作为新型的给药载体，具有体积小、载体材料多样性、生物相容性良好以及适用于多种给药方式等特点，在提高药物稳定性、生物利用度尤其在药物缓释等方面具有一定优势。其中，多孔微球作为一种具有特殊表面形态的微小球状实体，也逐渐被广泛研究。多孔微球在保持传统微球特点的同时具备一些独特优势，例如多孔结构使微球自身密度降低，提高球体空气动力学性质，有助于吸入给药，提高目标药物分子在肺部等器官的分布，从而增加治疗肺部等疾病药物的作用时间等。

多孔微球的常规制备方法包括乳化-溶剂挥发法、相分离法和喷雾干燥法等。这些方法通常所制备的微球多孔结构不规则并且球体形态不圆整。为了有效改善所制备微球存在的这些缺点，目前在传统制备方法的基础上，加入发泡致孔剂来形成微球的多孔结构。常见的发泡剂有加入碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸氢铵等物质，在成球过程中产生氨气或者二氧化碳，随着气体的产生与逸出，从而在微球中留下孔道形成多孔微球。然而，利用双氧水作为发泡剂的基础上，使用无机催化剂或者氧化剂使双氧水分解产生氧气进行微球制孔的尚没有报道，这样制孔的方法既高效简单，同时可以避免使用酶等生物大分子在催化制孔过程中发生变性或者失活，控制成本。

此外，多孔微球在提高药物稳定性，保证药物在制备过程中不发生提前泄漏，增加球体载药量或者减缓治疗性药物的突释现象等方面有待提高。纳米技术是21世纪战略技术的制高点，在药物传输系统领域则尤为如此。通过直接操纵单个原子或者分子来组装或者制造具有特定功能的药物载体在促进药物溶解、改善药物吸收、提高靶向性、维持药物的物理化学和生物活性等拥有明显优势。因此，通过物理或化学的方法复合或者杂化，将多孔微球制备技术和纳米载药技术相结合，使多组分载体在性能上互相取长补短，产生协同效应，其综合性能优于原组成的单一载体，满足各种不同的给药要求，预示着将具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种有机/无机杂化载药多孔微球的制备方法，该方法反应条件温和，对设备要求简单，操作方便，原材料来源广泛，种类繁多，可用于批量生产；本发明方法所制备多孔微球载药，具有分散性好，稳定性好，粒径可控，长期保存和良好的生物相容性等诸多优点。

本发明的一种有机/无机杂化纳米纤维载药微球的制备方法，包括：

（1）制备载药纳米粒子；用医用高分子聚合物和有机溶剂配制高分子聚合物溶液；

（2）将上述载药纳米粒子加入到上述聚合物溶液中，经过超声分散、搅拌，制备成均一的混合溶液；

（3）在上述混合溶液中加入0.1～5毫升双氧水，在冰浴条件下超声震荡，得到“油包水”的初乳化液；

（4）配制含有无机催化剂或者氧化剂的聚乙烯醇溶液作为外水相溶液，然后逐滴加入步骤（3）得到的“油包水”的初乳化液，经过超声振荡或者机械匀浆后，形成“水包油包水”的复乳化液，搅拌直至充分挥发残余的有机溶剂，最后收集微球、冷冻干燥即得有机/无机杂化纳米纤维载药微球。

步骤（1）中所述的有机溶剂为三氯甲烷或者乙酸乙酯。

步骤（1）中所述的载药纳米粒子中的纳米粒子为介孔硅纳米粒子、羟基磷灰石纳米粒子、介孔生物活性玻璃、碳纳米管、石墨烯、氧化铁、金纳米粒子中的一种或者几种，其纳米载体结构为球体、棒状、管状和囊泡中的一种或者几种，粒径为10～500纳米。

步骤（1）中所述的载药纳米粒子中的药物为阿霉素、地塞米松、紫杉醇、羟基喜树碱、青霉素类、头孢菌素类、淫羊藿苷、芍药苷、丹参酮、黄酮中的一种或几种。

步骤（2）中所述的载药纳米粒子占医用高分子聚合物的质量分数为0.5～15%。

步骤（4）中所述的无机催化剂或者氧化剂为次氯酸钠、高锰酸钾、铬酸、铬酸盐、碘化钾中的一种或者几种。

步骤（4）中所得到的有机/无机杂化纳米纤维载药微球的粒径为2～500微米且可控。

本发明在传统“双乳化”法制备微球的基础上，利用双氧水在催化剂或者氧化剂作用下产生的氧气作为致孔剂，并借鉴掺杂载药纳米粒子等纳米技术的优势，将医学上可接受的纳米粒子和医用高分子聚合物相结合，制备出杂化多孔载药微球，达到药物传递和实现药物控制释放的目的。

本发明的制备方法反应条件温和，对设备要求简单，操作方便，原材料来源广泛，种类繁多，可用于批量生产；本发明方法所制备多孔微球载药，具有分散性好，稳定性好，粒径可控，长期保存和良好的生物相容性等诸多优点。

本发明方法所制备具有载药功能的杂化多孔微球，能避免药物破坏，利于可控释放，延长药物作用时间和降低药物毒性等特点。因此，该杂化多孔载药微球可被广泛地应用于药物控制释放、组织修复与重建、靶向传递等生物医学领域。

有益效果：

（1）本发明方法反应条件温和，所需实验装置简易，合成过程简单，制备时间短；

（2）本发明中药物有纳米载体包覆，不会引起药物在多孔微球制备过程中的提前释放和结构破坏；

（3）本发明制备的杂化多孔载药微球，实现药物传递与长期释放，提高治疗效果；

（4）本发明制备的杂化多孔载药微球具有良好的生物相容性，稳定性好，可长期保存。

附图说明

图1是实施例1所制备的负载盐酸阿霉素介孔硅纳米粒子的扫描电子显微镜照片；

图2是实施例1所制备的载阿霉素介孔硅纳米粒子/聚乳酸-羟基乙酸共聚物的多孔微球的扫描电子显微镜照片。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

制备载有盐酸阿霉素介孔二氧化硅纳米粒子/聚乳酸-羟基乙酸共聚物的复合杂化多孔微球，用于肿瘤治疗。

（1）制备介孔二氧化硅纳米粒子，对其负载盐酸阿霉素（介孔硅纳米粒子可以购买，也可以自己合成，以被报道的介孔二氧化硅纳米粒子为例。载药介孔二氧化硅纳米粒子制备工艺如下。步骤一：制备出介孔硅纳米粒子。将1.8克的十六烷基三甲基溴化铵和3.0克的氟化铵溶于500毫升去离子水中，置于80℃搅拌1小时，逐滴加入9毫升的原硅酸四乙酯，在80℃环境中搅拌2小时后离心，用水和乙醇洗涤，收集后置入含有4毫升盐酸和200毫升无水乙醇的混合溶液中，在90℃下回流20小时，干燥后进行药物装载。步骤二：将阿霉素配制成10毫克/毫升的溶液，将已制备的1克介孔硅纳米粒子加入阿霉素溶液中，反复抽真空，经过充分搅拌，离心收集，制得载药介孔硅纳米粒子）；将聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶解在三氯甲烷中，配制质量体积比10%的溶液，体积1毫升；

（2）将载药介孔硅纳米粒子加入到聚合物溶液中，超声分散20分钟，搅拌均匀；

（3）将0.6毫升的双氧水，加入到步骤（2）制备的混合溶液中，冰浴后，在超声功率为50瓦，超声时间30秒的条件下，超声震荡制成“油包水”的初乳化液；

（4）配制含有碘化钾的聚乙烯醇溶液20毫升作为外水相，其中聚乙烯醇的浓度为1%；然后逐滴步骤（3）制备的乳化液，经过超声震荡，形成“水包油包水”的复乳化液，搅拌3小时以达到充分挥发残余的三氯甲烷，收集微球，冷冻干燥，即可。

请再给出3个实施例，分别采用不同的载药纳米粒子和高分子聚合物，并具体给出所述的载药纳米粒子的制备方法。

实施例2

制备载有庆大霉素羟基磷灰石纳米粒子/聚乳酸共聚物的复合杂化多孔微球，用于抗菌。

（1）制备负载庆大霉素的羟基磷灰石纳米粒子。(其中，羟基磷灰石纳米粒子可以购买，也可以根据文献报道自己合成，以报道的羟基磷灰石合成为例。载药羟基磷灰石纳米粒子制备工艺如下。步骤一：称取氧化钙粉末加入乘有蒸馏水的烧杯中，搅拌形成浓度为0.5摩尔/升的氢氧化钙悬浊液，在温度为50℃的条件下，逐滴加入浓度为2.5摩尔/升的磷酸，其中加入磷酸溶液与氢氧化钙的摩尔比为6:10，静置48小时，得到羟基磷灰石溶胶。之后收集凝胶，在120℃下干燥6小时，再放入650℃下煅烧得到羟基磷灰石粉末。步骤二：将配制10毫克/毫升的庆大霉素乙醇溶液，将已制备的1克羟基磷灰石纳米粒子加入庆大霉素溶液中，反复抽真空，经过充分搅拌，离心收集，制得载药羟基磷灰石纳米粒子)；

（2）将聚乳酸溶解在三氯甲烷中，配制质量体积比10%的溶液，体积1毫升；

（3）将载药羟基磷灰石纳米粒子加入到聚合物溶液中，超声分散30分钟，搅拌均匀；

（4）将0.6毫升的双氧水，加入到步骤（3）制备的混合溶液中，冰浴后，在超声功率为70瓦、超声时间20秒的条件下，超声震荡制成“油包水”的初乳化液；

（5）配制含有碘化钾的聚乙烯醇溶液20毫升作为外水相，其中聚乙烯醇的浓度为0.5%；然后逐滴步骤（4）制备的乳化液，经过超声震荡，形成“水包油包水”的复乳化液，搅拌3小时以达到充分挥发残余的三氯甲烷，收集微球，冷冻干燥，即可。

实施例3

制备载有重组人骨形态发生蛋白的中空二氧化硅纳米球/聚乳酸羟基乙酸共聚物的复合杂化多孔微球，用于抗菌。

（1）制备载有重组人骨形态发生蛋白的中空二氧化硅纳米球。(其中，中空二氧化硅纳米粒子可以购买，也可以自己合成，以被报道的中空二氧化硅纳米球为例。载药中空二氧化硅球纳米球的制备工艺如下。步骤一：分别称取原硅酸四乙酯1.0克、氨水5毫升、乙醇40毫升以及聚苯乙烯球5.0克，在50℃下反应1.5小时后，收集沉淀，在550℃下煅烧10小时，得到中空二氧化硅纳米球。步骤二：配制10毫克/毫升的重组人骨形态发生蛋白-2的水溶液，将已制备的1克中空二氧化硅纳米球加入重组人骨形态发生蛋白溶液中，反复抽真空，经过充分搅拌，离心收集，冷冻干燥，制得载重组人骨形态发生蛋白的中空氧化硅纳米粒子。)

（2）将聚乳酸羟基乙酸溶解在三氯甲烷中，配制质量体积比10%的溶液，体积1毫升；

（3）将载药中空二氧化硅纳米球加入到聚合物溶液中，超声分散30分钟，搅拌均匀；

（4）将0.6毫升的双氧水，加入到步骤（3）制备的混合溶液中，冰浴后，在超声功率为50瓦，超声时间30秒的条件下，超声震荡制成“油包水”的初乳化液；

（5）配制含有碘化钾的聚乙烯醇溶液20毫升作为外水相，其中聚乙烯醇的浓度为1%；然后逐滴步骤（4）制备的乳化液，经过超声震荡，形成“水包油包水”的复乳化液，搅拌3小时以达到充分挥发残余的三氯甲烷，收集微球，冷冻干燥，即可。

实施例4

制备载有紫杉醇的四氧化三铁纳米粒子/聚乳酸羟基乙酸共聚物的复合杂化多孔微球，用于肿瘤治疗。

（1）制备载有紫杉醇的四氧化三铁纳米粒子。(四氧化三铁纳米粒子可以购买，也可以自己合成，以被报道的四氧化三铁纳米粒子为例。载药四氧化三铁纳米粒子的制备工艺如下。步骤一：分别称取0.72克乙酰丙酮铁、2.64克1,2-十六烷二醇、1.98毫升油酸、1.99毫升油胺以及苯基醚20毫升。在200℃下，氮气保护，反应30分钟，然后再在265℃下反应30分钟。降至室温，用乙醇和正己烷反复交换，离心后收集得到四氧化三铁纳米粒子。步骤二：配制100毫克/毫升的紫杉醇乙醇溶液，将已制备的100毫克四氧化三铁纳米粒子加入紫杉醇溶液液中，反复抽真空，经过充分搅拌，离心收集，冷冻干燥，制得负载紫杉醇的四氧化三铁纳米粒子)；

（3）将载药四氧化三铁纳米粒子加入到聚合物溶液中，超声分散30分钟，搅拌均匀；

（4）将1.0毫升的双氧水，加入到步骤（3）制备的混合溶液中，冰浴后，在超声功率为50瓦，超声时间30秒的条件下，超声震荡制成“油包水”的初乳化液；

Claims

1.一种有机/无机杂化纳米纤维载药微球的制备方法，包括：

2.根据权利要求1所述的一种有机/无机杂化纳米纤维载药微球的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的有机溶剂为三氯甲烷或者乙酸乙酯。

3.根据权利要求1所述的一种有机/无机杂化纳米纤维载药微球的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的载药纳米粒子中的纳米粒子为介孔硅纳米粒子、羟基磷灰石纳米粒子、介孔生物活性玻璃、碳纳米管、石墨烯、氧化铁、金纳米粒子中的一种或者几种。

4.根据权利要求1所述的一种有机/无机杂化纳米纤维载药微球的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的载药纳米粒子中的药物为阿霉素、地塞米松、紫杉醇、羟基喜树碱、青霉素类、头孢菌素类、淫羊藿苷、芍药苷、丹参酮、黄酮中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种有机/无机杂化纳米纤维载药微球的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的载药纳米粒子占医用高分子聚合物的质量分数为0.5～15%。

6.根据权利要求1所述的一种有机/无机杂化纳米纤维载药微球的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的无机催化剂或者氧化剂为次氯酸钠、高锰酸钾、铬酸、铬酸盐、碘化钾中的一种或者几种。

7.根据权利要求1所述的一种有机/无机杂化纳米纤维载药微球的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所得到的有机/无机杂化纳米纤维载药微球的粒径为2～500微米。