CN104306980A - 一种制备多尺度窄分布可生物降解微纳球的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚合物微纳球的制备方法，利用可生物降解的聚乳酸及其衍生物的均聚物或嵌段共聚物为原材料，通过机械搅拌-微射流两步生产工艺，在常温下即可高效连续生产窄分布和粒径可控的可生物降解的聚合物微纳球，制备过程中，无需聚合反应和纯化原材料，解决了传统方法中高浓度表面活性剂后处理难、微球分布宽、粒径尺寸不能连续可控的问题。通过调整分散相与连续相的比例、表面活性剂的种类与用量、有机溶剂的种类和设备中高压容腔的复配等，可实现对其粒径和分布的控制，其直径在30nm～3μm之间可调，多分散度<0.2。所得聚合物微纳球在食品工业、医药学和生物工程等领域具有广泛用途。
Description
技术领域
本发明属于聚合物微纳球的制备技术领域，具体涉及一种粒径尺寸和分布可控的可生物降解微纳球的制备方法。
背景技术
聚乳酸(Poly Lactic Acid，PLA)及其衍生物是目前研究最多的聚酯类生物可降解材料之一，PLA在体内降解生成的最终产物是二氧化碳和水，其中间代谢产物乳酸也是生物体内正常代谢产物，不会在体内蓄积，正是由于其良好的生物可降解性，PLA已经通过美国食品药物管理局(U.S.Food and Drug Administration，U.S.FDA)批准，广泛应用于人体植入、组织再生、外科手术缝合等多个领域。聚乳酸虽然具有优良的生物可降解性，但由于聚乳酸分子链中有大量酯键，降低了其水溶性并减弱了其生物相容性，使得单一的聚乳酸均聚物不能满足新的体内药物控释需求。因此，常将水溶性好、生物相容性好、本身无毒的一端封闭羟基的聚乙二醇单甲醚与乳酸的二聚体丙交酯或乙交酯共聚，得到甲氧基聚乙二醇-聚乳酸(mPEG-PLA)或甲氧基聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物(mPEG-PLGA)嵌段共聚物。
聚合物微球包括微米级和微米级以下的微球和微胶囊，具有比表面积大，吸附性强等特点，随着聚合物种类的不同，聚合物微球可以表现出很多优异的性能。如单分散交联聚苯乙烯微球具有良好的吸附性能和力学性能；聚丙烯酰胺微球具有表面反应能力强、易于官能化等特性；以聚乳酸(PLA)微球、mPEG-PLA微球为代表的可生物降解微球因其本身具有良好生物降解性和生物相容性，可在体内安全降解为无毒产物经代谢排出体外，不会对人体造成伤害，引起人们的普遍关注，在药物靶向运输和控释领域有着重要的用途，可作为抗肿瘤药物、抗病毒药物以及蛋白质类药物等的高效载体。
可生物降解微球的制备工艺主要是乳化-挥发法，核心研究内容是如何获得均一的液滴，液滴固化后形成微球。主要制备方法包括机械搅拌乳化、超声乳化以及近年来新出现的微流控法，膜乳化法等。在这些方法中，机械搅拌乳化、超声乳化简单易行，对操作和设备要求较低；微流控法，膜乳化法制得的微球分布窄，能耗较低、条件温和，在对粒径及粒径分布有着超高要求的高新技术领域中有着重要用途。
但是，上述微球的制备方法在不同方面都存在着一些局限性，机械搅拌乳化、超声乳化法制备得到的聚合物微球，粒径分布通常很宽，粒径不具备可控性，放大生产时对粒径的控制程度进一步下降，可重复性差；膜乳化法通常只能制备微米级的单分散微球；微流控法受毛细流道尺寸的限制，通常难以制备粒径小于100μm的微球，且其流速较慢，不能满足快速高效生产的需求，同时毛细流道的生产工艺复杂，成本较高，成型后尺寸无法改变，不适用于多种粒径微球的生产。
针对以上传统加工方法的局限，采用微射流的加工工艺可以突破上述局限性。微射流是高功率设备，匀质压力在几十MPa以上，剪切强度比传统高速机械搅拌和研磨设备大几个数量级。可以使单位体积物料获得最大的能量，从而得到均一的多尺度范围的微纳球。但其应用目前主要集中在食品、生化领域，如制备注射乳剂，细胞破壁等，在聚合物载药微球领域的应用还尚处初期发展阶段，因此利用微射流实现对聚合物微球制备过程及载药过程的控制极具研究价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可生物降解微纳球的连续批量制备方法，该制备方法制备得到的微纳球具有多尺度(30nm-3μm)和窄分布(PDI<0.2，polydispersity index，多分散系数)的特点。
所述方法包括如下步骤：
(1)a、将非两亲性的聚合物溶于有机溶剂中所得到的溶液作为分散相O，将溶解有表面活性剂的水溶液作为连续相W，再将所述分散相O和连续相W混合，搅拌均匀，形成初乳；
或者，b、将两亲性的聚合物溶于有机溶剂中所得到的溶液作为分散相O，将水作为连续相W，再将所述分散相O和连续相W混合，搅拌均匀，形成初乳；
其中，所述非两亲性的聚合物为聚乳酸和/或其无规共聚物；所述两亲性的聚合物为聚乳酸与聚乙二醇类聚合物的嵌段共聚物和/或聚乳酸的无规共聚物与聚乙二醇类聚合物的嵌段共聚物；所述分散相中的有机溶剂与水不互溶；
(2)将步骤(1)所得初乳经微射流匀质机匀质后，获得均匀的乳液；
(3)将步骤(2)所得乳液在室温下搅拌，使其中所含的有机溶剂挥发，待所述有机溶剂挥发完全后，离心或抽滤得到固体产物，干燥后即得所述聚合物微纳球。
上述方法中，步骤(1)中，所述非两亲性的聚合物具体选自如下至少一种：聚乳酸(PLA)、聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物(PLGA)。
所述聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物中的单体乳酸与单体羟基乙酸的物质的量比为1:9～9:1。
所述聚乳酸和聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物的数均分子量均为103～106。
所述两亲性的聚合物具体选自如下至少一种：甲氧基聚乙二醇-聚乳酸(mPEG-PLA)和甲氧基聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物(mPEG-PLGA)。
所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸中的甲氧基聚乙二醇与聚乳酸的嵌段比为20:80-90:10，所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸中的甲氧基聚乙二醇与聚乳酸的数均分子量分别为2,000-5,000和1000-20,000。
所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物中的甲氧基聚乙二醇与聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物的嵌段比为20:80-90:10，所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物中的甲氧基聚乙二醇与聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物的数均分子量分别为2,000-5,000和1000-1,000,000。
所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物中所用聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物中的单体乳酸与单体羟基乙酸的物质的量比为1:9～9:1。
所述有机溶剂选自易挥发且与水不互溶的如下有机溶剂中的至少一种：烷烃、取代烷烃、环烷烃、酯类、醚类、酮类和芳香类化合物，优选为碳酸二甲酯、二氯甲烷和乙酸乙酯，进一步优选为二氯甲烷。
所述聚合物和所述有机溶剂的质量比为(1～30)：100。
所述表面活性剂选自如下至少一种：阴离子表面活性剂、亲水性非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和高分子表面活性剂，具体为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、壬基酚聚氧乙烯基醚、十六烷基脂肪醇醚、聚氧乙烯油酸酯，优选为十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇、十六烷基脂肪醇醚。
所述分散相O与所述表面活性剂的质量比为100:(0.25～10)，优选为100:(0.25～1.5)。
所述分散相O与所述连续相W的质量比为(2～60):100，优选为(25～50):100。
上述方法中，步骤(1)中，所述搅拌的转速为200rad/min～1000rad/min。
所述搅拌的时间为0.5h～1h，具体为0.5h。
上述方法中，步骤(1)中，所述将所述分散相O和连续相W混合时优选将所述分散相O加入连续相W中。
上述方法步骤(1)的b中还包括向所述连续相中加入表面活性剂的步骤。
其中，所述表面活性剂选自如下至少一种：阴离子表面活性剂、亲水性非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和高分子表面活性剂，具体为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、壬基酚聚氧乙烯基醚、十六烷基脂肪醇醚、聚氧乙烯油酸酯，优选为十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇和十六烷基脂肪醇醚；所述分散相O与所述表面活性剂的质量比为100:(0.25～10)。
上述方法中，步骤(2)中，所述微射流匀质机中的容腔压力为40MPa～200MPa，优选为137MPa～172MPa。
所述微射流匀质机中的容腔由如下三种尺寸(此处尺寸指直径)容腔中的两个复配得到：75μm、400μm和10mm，优选为75μm和400μm。
所述匀质的次数≥3次，具体为3～10次。
上述方法中，步骤(3)中，所述搅拌的转速为100rad/min～500rad/min，所述搅拌的时间为5h～12h，具体为8h。
所述干燥的温度为25℃～60℃，时间为12h～24h。
所述聚合物微纳球的粒径范围为30nm～3μm，多分散系数小于0.2。
上述方法中，步骤(3)中，还包括以步骤(1)的a中溶解有表面活性剂的水溶液为连续相W而最终制备得到的固体产物加以水洗的步骤，以除去表面活性剂。
所述水洗的次数为1～3次。
本发明的另一个目的在于提供一种载药的可生物降解微纳球的连续批量制备方法。
所述方法包括如下步骤：
(a)1、将非两亲性的聚合物和疏水性药物溶于有机溶剂中所得到的溶液作为分散相O，将溶解有表面活性剂的水溶液为连续相W，再将所述分散相O和连续相W混合，搅拌均匀，形成初乳；
或者，2、将两亲性的聚合物和疏水性药物溶于有机溶剂中所得到的溶液作为分散相O，将水作为连续相W，再将所述分散相O和连续相W混合，搅拌均匀，形成初乳；
其中，所述非两亲性的聚合物为聚乳酸和/或其无规共聚物；所述两亲性的聚合物为聚乳酸与聚乙二醇类聚合物的嵌段共聚物和/或聚乳酸的无规共聚物与聚乙二醇类聚合物的嵌段共聚物；所述分散相中的有机溶剂与水不互溶；
(b)将步骤(a)所得初乳经微射流匀质机匀质后，获得均匀的乳液；
(c)将步骤(b)所得乳液在室温下搅拌，使其中所含的有机溶剂挥发，待所述有机溶剂挥发完全后，离心或抽滤得到固体产物，干燥后即得所述载药聚合物微纳球。
上述方法中，步骤(a)中，所述非两亲性的聚合物具体选自如下至少一种：聚乳酸(PLA)和聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物(PLGA)。
所述聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物中的单体乳酸与单体羟基乙酸的物质的量比为1:9～9:1。
所述聚乳酸和聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物的数均分子量均为103～106。
所述两亲性的聚合物具体选自如下至少一种：甲氧基聚乙二醇-聚乳酸(mPEG-PLA)和甲氧基聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物(mPEG-PLGA)。
所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸中的甲氧基聚乙二醇与聚乳酸的嵌段比为20:80-90:10，所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸中的甲氧基聚乙二醇与聚乳酸的数均分子量分别为2,000-5,000和10,00-20,000。
所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物中的甲氧基聚乙二醇与聚乳酸-羟基乙酸共聚物的嵌段比为20:80-90:10，所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物中的甲氧基聚乙二醇与聚乳酸-羟基乙酸共聚物的数均分子量分别为2,000-5,000和1000-1,000,000。
所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物中所用聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物中的单体乳酸与单体羟基乙酸的物质的量比为1:9～9:1。
所述疏水性药物选自如下至少一种：紫杉醇、利血平、尼群地平、非洛地平、阿霉素或硫。
所述有机溶剂选自易挥发且与水不互溶的如下有机溶剂中的至少一种：烷烃、取代烷烃、环烷烃、酯类、醚类、酮类或芳香类化合物，优选为碳酸二甲酯、二氯甲烷和乙酸乙酯，进一步优选为二氯甲烷。
所述聚合物和所述有机溶剂的质量比为(1～30)：100。
所述表面活性剂选自如下至少一种：阴离子表面活性剂、亲水性非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和高分子表面活性剂；具体为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、壬基酚聚氧乙烯基醚、十六烷基脂肪醇醚或聚氧乙烯油酸酯，优选为十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇或十六烷基脂肪醇醚。
所述聚合物与所述疏水性药物的质量比为(100:70)～(100:10)，优选为(100:30)～(100:10)。
所述分散相O与所述表面活性剂的质量比为100:(0.25～10)，优选为100:(0.25～1.5)。
所述分散相O与所述连续相W的质量比为(2～60):100，优选为(25～50):100。
上述方法中，步骤(a)中，所述搅拌的转速为200rad/min～1000rad/min。
所述搅拌的时间为0.5h～1h，具体为0.5h。
上述方法中，步骤(a)中，所述将所述分散相O和连续相W混合时优选将所述分散相O加入连续相W中。
上述方法步骤(a)的2中还包括向所述连续相中加入表面活性剂的步骤。
其中，所述表面活性剂选自如下至少一种：阴离子表面活性剂、亲水性非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和高分子表面活性剂；具体为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、壬基酚聚氧乙烯基醚、十六烷基脂肪醇醚或聚氧乙烯油酸酯，优选为十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇或十六烷基脂肪醇醚；所述分散相O与所述表面活性剂的质量比为100:(0.25～10)。
上述方法中，步骤(b)中，所述微射流匀质机中的容腔压力为40MPa～200MPa，优选为137MPa～172MPa。
所述微射流匀质机中的容腔由如下三种尺寸(此处尺寸指直径)容腔中的两个复配得到：75μm、400μm和10mm，优选为75μm和400μm。
所述匀质的次数≥3次，具体为3～10次。
上述方法中，步骤(c)中，所述搅拌的转速为100rad/min～500rad/min，所述搅拌的时间为5h～12h，具体为8h。
所述干燥的温度为25℃～60℃，时间为12h～24h。
所述载药聚合物微纳球的粒径范围为30nm～3μm，多分散系数小于0.2。
上述方法中，步骤(a)中，所述分散相O中还包含油溶性药物辅料。
所述油溶性药物辅料的质量为所述分散相O质量的0.5％～10％。
所述油溶性药物辅料选自如下至少一种：苯甲酸、山梨酸、乙醇、对羟基苯甲酸酯类、苯甲醇、苯乙醇、叔丁基对羟基茴香醚、叔丁基对甲酚、去甲双氢愈创木酸、生育酚或棓酸酯类。
上述方法中，步骤(c)中，还包括以步骤(a)的1中溶解有表面活性剂的水溶液为连续相W而最终制备得到的固体产物加以水洗的步骤，以除去表面活性剂。
所述水洗的次数为1～3次。
本发明中由所述制备方法制备得到的载药聚合物微纳球也属于本发明保护的范围。
通过微射流匀质机的高压容腔中的强剪切和碰撞作用将疏水性药物或/和油溶性药物辅料物理包埋在油相液滴内部，随着匀质次数的增加，药物的包封率增大，可生物降解微球的载药量提高。其中所述载药量是指包埋的药物质量与微球质量的比值，包封率是指药物被载体包封的度。
本发明利用高压微射流匀质机(M-110P)作为加工手段，实现可生物降解微纳球的微皂及无皂制备，在表面活性剂浓度极低时即可得到稳定的PLA、PLGA均聚物微纳米乳液，而双亲嵌段共聚物mPEG-PLA和mPEG-PLGA自身即可作为表面活性剂，通过微射流加工得到稳定的乳液。通过调整分散相与连续相的比例、表面活性剂的种类与用量、有机溶剂的种类和高压容腔的复配等，可实现PLA、PLGA微纳球粒径及其分布的精确控制。同时，通过调整mPEG-PLGA的亲水段mPEG与PLGA的嵌段比等，亦可实现表面修饰PEG的PLA、PLGA微球粒径及其分布的精确控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：1)本发明的加工方法简单，条件温和，环境友好，成本低廉，附加值高，易于规模化生产；2)所得可生物降解的聚合物微纳球粒径覆盖范围宽，从纳米到微米级，粒径分布窄，可重复性强，实验结果可线性放大；3)以微射流为加工手段，实现了微纳球粒径的精确控制；4)此方法所得的可生物降解微纳球可作为药物载体，载药量和包封率较传统方法制备得到的微纳球有明显提高。总之，本发明所述制备方法为窄分布多尺度可生物降解微纳球的工业化生产提供了有效途径。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的聚乳酸微纳球的扫描电镜图和光强-粒度分布图。
图2为本发明实施例2制备的聚乳酸微纳球的扫描电镜图和光强-粒度分布图。
图3为本发明实施例3制备的聚乳酸微纳球的扫描电镜图和光强-粒度分布图。
图4为本发明实施例4制备的聚乳酸微纳球的扫描电镜图和光强-粒度分布图。
图5为本发明实施例5制备的聚乳酸-羟基乙酸共聚物微纳球的扫描电镜图和光强-粒度分布图。
图6为本发明实施例6制备的聚乳酸-羟基乙酸共聚物微纳球的透射电镜图和光强-粒度分布图。
图7为本发明实施例7制备的聚甲氧基聚乙二醇-聚乳酸微纳球的透射电镜图和光强-粒度分布图。
图8为本发明实施例8制备的聚甲氧基聚乙二醇-聚乳酸微纳球的透射电镜图和光强-粒度分布图。
图9紫杉醇浓度与吸光度回归的标准曲线。
具体实施方式
下面结合附图通过具体实施例对本发明的方法进行说明，但本发明并不局限于此，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
本发明所用专业术语“匀质”是指微射流匀质机通过高压泵产生兆帕级的压力，非均相流体在压力下快速通过微米级的容腔，在容腔内进行强剪切和碰撞，形成乳胶粒尺寸均匀的稳定乳液；所用专业术语“高压容腔复配”是指在流体输送管线上串联的两个具有不同结构尺寸的金属容器；所用专业术语“两亲性聚合物”是指在一个大分子中同时对两相都具有亲和性的聚合物，一般指分子结构中同时含有亲水基团和疏水基团的聚合物。
实施例1：制备窄分布聚乳酸纳米球
(1)将2g聚乳酸(分子量100000，分子量分布1.5)溶于100ml二氯甲烷，搅拌使其完全溶解，然后加入到溶有0.5g十二烷基硫酸钠的1L去离子水中，高速搅拌得到初乳；
(2)在140MPa的压力下，将初乳倒入微射流匀质机(M-110P)的加料腔进行匀质，容腔选择75μm与400μm复配，将出料管收集到的匀质产物倒回加料腔，反复匀质8次；
(3)将匀质8次后的乳液置于敞口烧杯中，低速搅拌使二氯甲烷挥发完全，离心收集固体产物，用去离子水清洗三次，洗去其表面活性剂十二烷基硫酸钠并加以干燥，即得窄分布聚乳酸纳米球，图1为所得纳米球的扫描电镜图和光强-粒度分布图，可以看出纳米球粒径均一，粒径为50nm左右，PDI为0.193。
实施例2：制备窄分布聚乳酸纳米球
(1)将2g聚乳酸(分子量100000，分子量分布1.5)溶于100ml二氯甲烷，搅拌使其完全溶解，然后加入到溶有1.5g十二烷基硫酸钠的1L去离子水中，高速搅拌得到初乳；
(2)在100MPa的压力下，将初乳倒入微射流匀质机(M-110P)的加料腔进行匀质，容腔选择75μm与400μm复配，将出料管收集到的匀质产物倒回加料腔，反复匀质8次；
(3)将匀质8次后的乳液置于敞口烧杯中，低速搅拌使二氯甲烷挥发完全，离心收集固体产物，用去离子水清洗三次，洗去其表面活性剂十二烷基硫酸钠并加以干燥，即得窄分布聚乳酸纳米球，图2为所得纳米球的扫描电镜图和光强-粒度分布图，可以看出纳米球粒径均一，粒径为100nm左右，PDI为0.153。
实施例3：制备窄分布聚乳酸纳米球
(1)将2g聚乳酸(分子量100000，分子量分布1.5)溶于100ml二氯甲烷，搅拌使其完全溶解，然后加入到溶有2g聚乙烯醇的1L去离子水中，高速搅拌得到初乳；
(2)在140MPa的压力下，将初乳倒入微射流匀质机(M-110P)的加料腔进行匀质，容腔选择75μm与400μm复配，将出料管收集到的匀质产物倒回加料腔，反复匀质5次；
(3)将匀质5次后的乳液置于敞口烧杯中，低速搅拌使二氯甲烷挥发完全，离心收集固体产物，用去离子水清洗三次，洗去其表面活性剂聚乙烯醇并加以干燥，即得窄分布聚乳酸纳米球，图3为所得纳米球的扫描电镜图和光强-粒度分布图，可以看出纳米球粒径均一，粒径为300nm左右，PDI为0.053。
实施例4：制备窄分布聚乳酸纳米球：
(1)将2g聚乳酸(分子量100000，分子量分布1.5)溶于100ml碳酸二甲酯，搅拌使其完全溶解，然后加入到溶有3g聚乙烯醇的1L去离子水中，高速搅拌得到初乳；
(2)在70MPa的压力下，将初乳倒入微射流匀质机(M-110P)的加料腔进行匀质，容腔选择75μm与400μm复配，将出料管收集到的匀质产物倒回加料腔，反复匀质5次；
(3)将匀质5次后的乳液置于敞口烧杯中，低速搅拌使碳酸二甲酯挥发完全，离心收集固体产物，用去离子水清洗三次，洗去其表面活性剂聚乙烯醇并加以干燥，即得窄分布聚乳酸纳米球，图4为所得纳米球的扫描电镜图和光强-粒度分布图，可以看出纳米球粒径均一，粒径为800nm左右，PDI为0.125。
实施例5：制备窄分布聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球
(1)将2g聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA，85/15，分子量100000，分子量分布1.8)溶于100ml二氯甲烷，搅拌使其完全溶解，然后加入到溶有1g聚乙烯醇的1L去离子水中，高速搅拌得到初乳；
(2)在70MPa的压力下，将初乳倒入微射流匀质机(M-110P)的加料腔进行匀质，容腔选择400μm与10mm复配，将出料管收集到的匀质产物倒回加料腔，反复匀质3次；
(3)将匀质3次后的乳液置于敞口烧杯中，低速搅拌使二氯甲烷挥发完全，离心收集固体产物，用去离子水清洗三次，洗去其表面活性剂聚乙烯醇并加以干燥，即得窄分布聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球，图5为所得微球的扫描电镜图和光强-粒度分布图，可以看出微球粒径均一，粒径为2μm左右，PDI为0.093。
实施例6：制备窄分布聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球
(1)将2g聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA，85/15，分子量100000，分子量分布1.8)溶于100ml二氯甲烷，搅拌使其完全溶解，然后加入到溶有1g十二烷基硫酸钠的1L去离子水中，高速搅拌得到初乳；
(2)在70MPa的压力下，将初乳倒入微射流匀质机(M-110P)的加料腔进行匀质，容腔选择400μm与10mm复配，将出料管收集到的匀质产物倒回加料腔，反复匀质3次；
(3)将匀质3次后的乳液置于敞口烧杯中，低速搅拌使二氯甲烷挥发完全，离心收集固体产物，用去离子水清洗三次，洗去其表面活性剂十二烷基硫酸钠并加以干燥，即得窄分布聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球，图6为所得微球的扫描电镜图和光强-粒度分布图，可以看出微球粒径均一，粒径为3μm左右，PDI为0.166。
实施例7：制备窄分布聚甲氧基聚乙二醇-聚乳酸纳米球
(1)将2g聚甲氧基聚乙二醇-聚乳酸(m-PEG2k-b-PLA6k，分子量8000，分子量分布1.2)溶于50ml二氯甲烷，搅拌使其完全溶解，加入到2L去离子水中，此时聚甲氧基聚乙二醇-聚乳酸起到表面活性剂的作用，因此无需另外加入表面活性剂，高速搅拌得到初乳；
(2)在140MPa的压力下，将初乳倒入微射流匀质机的加料腔进行匀质，容腔选择75μm与400μm复配，将出料管收集到的匀质产物倒回加料腔，反复匀质10次；
(3)将匀质10次后的乳液置于敞口烧杯中，低速搅拌使二氯甲烷挥发完全，即得窄分布聚甲氧基聚乙二醇-聚乳酸纳米球，图7为所得纳米球的投射电镜图和光强-粒度分布图，可以看出纳米球粒径比较均匀，粒径为30nm左右，PDI为0.161。
实施例8：制备窄分布聚甲氧基聚乙二醇-聚乳酸纳米球
(1)将2g聚甲氧基聚乙二醇-聚乳酸(m-PEG5k-b-PLA5k，分子量为10000，分子量分布1.3)溶于50ml乙酸乙酯，搅拌使其完全溶解，加入到2L去离子水溶液中，此时聚甲氧基聚乙二醇-聚乳酸起到表面活性剂的作用，因此无需另外加入表面活性剂，高速搅拌得到初乳；
(2)在70MPa的压力下，将初乳倒入微射流匀质机的加料腔进行匀质，容腔选择75μm与400μm复配，将出料管收集到的匀质产物倒回加料腔，反复匀质10次；
(3)将匀质10次后的乳液置于敞口烧杯中，低速搅拌使二氯甲烷挥发完全，即得窄分布聚甲氧基聚乙二醇-聚乳酸纳米球，图8为所得纳米球的透射电镜图和光强-粒度分布图，可以看出纳米球粒径比较均一，粒径为110nm左右，PDI为0.183。
实施例9：载紫杉醇可生物降解微纳球的载药量和包封率的测定。
本实施例在上述各实施例制备可生物降解微纳球的过程中，于分散相O中添加紫杉醇，控制紫杉醇的加入量，使得每300mg微纳球理论上含有紫杉醇100mg，各实施例所加入聚合物的量均为2g，因此各实施例所加入紫杉醇的质量为667mg，从而制备得到载紫杉醇且可生物降解的微纳球。各实施例所添加的疏水性药物紫杉醇的纯度为99.5％，购自百灵威科技有限公司。
通过如下方法测定微球、纳米球对紫杉醇的载药量和包封率：
(1)绘制吸光度-紫杉醇浓度标准曲线：将紫杉醇原药500mg溶于无水乙醇，定容至50ml，取0.4ml、2ml、4ml、6ml、8ml溶液用无水乙醇分别定容至100ml，以空白溶液为对照在230nm波长处测定吸光度，线性拟合得到吸光度-紫杉醇浓度标准曲线，即吸光度与紫杉醇浓度的直线回归方程为：C＝-0.019+0.2547A(式中C为紫杉醇浓度，A为吸光度，相关系数R＝0.99879)；
(2)微纳球对紫杉醇的载药量和包封率测定：取上述各实施例制备得到的载紫杉醇的微纳球300mg，该微纳球理论上含有紫杉醇100mg，研磨充分，并用乙醇反复提取紫杉醇，过滤得到清液，用乙醇定容至500ml，在230nm的波长下测定吸光度。根据标准曲线计算溶液的浓度，得到微纳球中实际的紫杉醇含量，由以下公式计算载药量和包封率：
包封率＝(微纳球药物含量/总投药量)×100％
载药量＝(微纳球药物含量/微纳球质量)×100％
所述总投药量是在制备微球的过程中加入的总药物量，载药量是指包埋的药物质量与微球、纳米球质量的比值，包封率是指药物被载体包封的程度。测定结果如表2所示：
表2 本发明的载紫杉醇可生物降解的微纳球的载药量和包封率
| 实施例指标 | 吸光度 | 浓度(mg/mL) | 包封率(％) | 载药量(％) |
| 1# | 0.81 | 0.19 | 93.65 | 31.22 |
| 2# | 0.79 | 0.18 | 91.11 | 30.37 |
| 3# | 0.82 | 0.19 | 94.93 | 31.64 |
| 4# | 0.80 | 0.18 | 92.38 | 30.79 |
| 5# | 0.85 | 0.20 | 98.75 | 32.92 |
| 6# | 0.83 | 0.19 | 96.20 | 32.07 |
| 7# | 0.79 | 0.16 | 91.11 | 30.37 |
| 8# | 0.78 | 0.18 | 89.83 | 29.94 |
如表1所示，所得浓度即为“乙醇定容至500ml”中药物的浓度，采用本发明微射流技术所得载药微纳球的包封率在85％-99％之间，载药量在25％-35％之间。
Claims (10)
1.一种聚合物微纳球的制备方法，包括如下步骤：
(1)a、将非两亲性的聚合物溶于有机溶剂中所得到的溶液作为分散相，将溶解有表面活性剂的水溶液作为连续相，再将所述分散相和连续相混合，搅拌均匀，形成初乳；
或者，b、将两亲性的聚合物溶于有机溶剂中所得到的溶液作为分散相，将水作为连续相，再将所述分散相和连续相混合，搅拌均匀，形成初乳；
其中，所述非两亲性的聚合物为聚乳酸和/或其无规共聚物；所述两亲性的聚合物为聚乳酸与聚乙二醇类聚合物的嵌段共聚物和/或聚乳酸的无规共聚物与聚乙二醇类聚合物的嵌段共聚物；所述分散相中的有机溶剂与水不互溶；
(2)将步骤(1)所得初乳经微射流匀质机匀质后，获得均匀的乳液；
(3)将步骤(2)所得乳液在室温下搅拌，使其中所含的有机溶剂挥发，待所述有机溶剂挥发完全后，离心或抽滤得到固体产物，干燥后即得所述聚合物微纳球。
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述非两亲性的聚合物选自如下至少一种：聚乳酸或聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物；
所述聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物中的单体乳酸与单体羟基乙酸的物质的量比为1:9～9:1；
所述聚乳酸和聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物的数均分子量均为103～106；
所述两亲性的聚合物为聚乳酸的嵌段共聚物，具体选自如下至少一种：甲氧基聚乙二醇-聚乳酸或甲氧基聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物；
所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸中的甲氧基聚乙二醇与聚乳酸的嵌段比为20:80-90:10，所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸中的甲氧基聚乙二醇与聚乳酸的数均分子量分别为2,000-5,000和10,00-20,000；
所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物中的甲氧基聚乙二醇与聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物的嵌段比为20:80-90:10，所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物中的甲氧基聚乙二醇与聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物的数均分子量分别为2,000-5,000和1000-1,000,000；
所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物中所用聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物中的单体乳酸与单体羟基乙酸的物质的量比为1:9～9:1；
所述有机溶剂选自易挥发且与水不互溶的如下有机溶剂中的至少一种：烷烃、取代烷烃、环烷烃、酯类、醚类、酮类或芳香类化合物；
所述聚合物和所述有机溶剂的质量比为(1～30)：100；
所述表面活性剂选自如下至少一种：阴离子表面活性剂、亲水性非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或高分子表面活性剂；
具体为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、壬基酚聚氧乙烯基醚、十六烷基脂肪醇醚或聚氧乙烯油酸酯；
所述分散相与所述表面活性剂的质量比为100:(0.25～10)；
所述分散相与所述连续相的质量比为(2～60):100；
所述搅拌的转速为200rad/min～1000rad/min；
所述搅拌的时间为0.5h～1h；
上述方法中，步骤(1)的b中还包括向所述连续相中加入表面活性剂的步骤；
其中，所述表面活性剂选自如下至少一种：阴离子表面活性剂、亲水性非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或高分子表面活性剂，具体为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、壬基酚聚氧乙烯基醚、十六烷基脂肪醇醚或聚氧乙烯油酸酯；所述分散相与所述表面活性剂的质量比为100:(0.25～10)。
3.根据权利要求1或2所述制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述微射流匀质机中的匀质压力为40MPa～200MPa；
所述微射流匀质机中的高压容腔由如下三种尺寸容腔中的两个复配得到：75μm、400μm和10mm；
所述匀质的次数≥3次。
4.根据权利要求1-3中任一项所述制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述搅拌的转速为100rad/min～500rad/min；
所述搅拌的时间为5h～12h，具体为8h；
所述干燥的温度为25℃～60℃，时间为12h～24h；
所述聚合物微纳球的粒径范围为30nm～3μm，多分散系数小于0.2；
步骤(3)中，还包括以步骤(1)的a中溶解有表面活性剂的水溶液为连续相而最终制备得到的固体产物加以水洗的步骤；
所述水洗的次数为1～3次。
5.一种载药的聚合物微纳球的制备方法，包括如下步骤：
(a)1、将非两亲性的聚合物和疏水性药物溶于有机溶剂中所得到的溶液作为分散相，将溶解有表面活性剂的水溶液为连续相，再将所述分散相和连续相混合，搅拌均匀，形成初乳；
或者，2、将两亲性的聚合物和疏水性药物溶于有机溶剂中所得到的溶液作为分散相，将水作为连续相，再将所述分散相和连续相混合，搅拌均匀，形成初乳；
其中，所述非两亲性的聚合物为聚乳酸和/或其无规共聚物；所述两亲性的聚合物为聚乳酸与聚乙二醇类聚合物的嵌段共聚物和/或聚乳酸的无规共聚物与聚乙二醇类聚合物的嵌段共聚物；所述分散相中的有机溶剂与水不互溶；
(b)将步骤(a)所得初乳经微射流匀质机匀质后，获得均匀的乳液；
(c)将步骤(c)所得乳液在室温下搅拌，使其中所含的有机溶剂挥发，待所述有机溶剂挥发完全后，离心或抽滤得到固体产物，干燥后即得所述载药聚合物微纳球。
6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于：步骤(a)中，所述非两亲性的聚合物选自如下至少一种：聚乳酸或聚乳酸-羟基乙酸共聚物；
所述聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物中的单体乳酸与单体羟基乙酸的物质的量比为1:9～9:1；
所述聚乳酸和聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物的数均分子量均为103～106；
所述两亲性的聚合物为聚乳酸的嵌段共聚物，具体选自如下至少一种：甲氧基聚乙二醇-聚乳酸或甲氧基聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物；
所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸中的甲氧基聚乙二醇与聚乳酸的嵌段比为20:80-90:10，所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸中的甲氧基聚乙二醇与聚乳酸的数均分子量分别为2,000-5,000和10,00-20,000；
所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物中的甲氧基聚乙二醇与聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物的嵌段比为20:80-90:10，所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物中的甲氧基聚乙二醇与聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物的数均分子量分别为2,000-5,000和1,000-1,000,000；
所述甲氧基聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物中所用聚乳酸-羟基乙酸无规共聚物中的单体乳酸与单体羟基乙酸的物质的量比为1:9～9:1；
所述疏水性药物选自如下至少一种：紫杉醇、利血平、尼群地平、非洛地平、阿霉素或硫；
所述有机溶剂选自易挥发且与水不互溶的如下有机溶剂中的至少一种：烷烃、取代烷烃、环烷烃、酯类、醚类、酮类或芳香类化合物；
所述聚合物和所述有机溶剂的质量比为(1～30)：100；
所述表面活性剂选自如下至少一种：阴离子表面活性剂、亲水性非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或高分子表面活性剂；
具体为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、壬基酚聚氧乙烯基醚、十六烷基脂肪醇醚或聚氧乙烯油酸酯；
所述聚合物与所述疏水性药物的质量比为(100:70)～(100:10)；
所述分散相与所述表面活性剂的质量比为100:(0.25～10)；
所述分散相与所述连续相的质量比为(2～60):100；
所述搅拌的转速为200rad/min～1000rad/min；
所述搅拌的时间为0.5h～1h；
上述方法，步骤(a)的2中还包括向所述连续相中加入表面活性剂的步骤；
其中，所述表面活性剂选自如下至少一种：阴离子表面活性剂、亲水性非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或高分子表面活性剂，具体为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、壬基酚聚氧乙烯基醚、十六烷基脂肪醇醚或聚氧乙烯油酸酯；所述分散相与所述表面活性剂的质量比为100:(0.25～10)。
7.根据权利要求5或6所述制备方法，其特征在于：步骤(b)中，所述微射流匀质机中的匀质压力为40MPa～200MPa；
所述微射流匀质机中的容腔由如下三种尺寸容腔中的两个复配得到：75μm、400μm和10mm；
所述匀质的次数≥3次。
8.根据权利要求5-7中任一项所述制备方法，其特征在于：步骤(c)中，所述搅拌的转速为100rad/min～500rad/min；
所述搅拌的时间为5h～12h；
所述干燥的温度为25℃～60℃，时间为12h～24h；
所述载药聚合物微纳球的粒径范围为30nm～3μm，多分散系数小于0.2；
步骤(c)中，还包括以步骤(a)的1中溶解有表面活性剂的水溶液为连续相而最终制备得到的固体产物加以水洗的步骤；
所述水洗的次数为1～3次。
9.根据权利要求5-8任一项所述制备方法，其特征在于：步骤(a)中，所述分散相中还包含油溶性药物辅料；
所述油溶性药物辅料的质量为所述分散相质量的0.5％～10％；
所述油溶性药物辅料选自如下至少一种：苯甲酸、山梨酸、乙醇、对羟基苯甲酸酯类、苯甲醇、苯乙醇、叔丁基对羟基茴香醚、叔丁基对甲酚、去甲双氢愈创木酸、生育酚或棓酸酯类。
10.权利要求5-9中任一项所述制备方法制备得到的载药聚合物微纳球。
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|---|---|---|---|
| CN201410479845.3A CN104306980A (zh) | 2014-09-18 | 2014-09-18 | 一种制备多尺度窄分布可生物降解微纳球的方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112675793A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-04-20 | 广州中国科学院先进技术研究所 | 一种灵芝孢子油纳米微囊的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011011978A1 (zh) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | 西安力邦医药科技有限责任公司 | 微球药物载体、其制备方法、组合物及应用 |
-
2014
- 2014-09-18 CN CN201410479845.3A patent/CN104306980A/zh active Pending
Patent Citations (1)
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| WO2011011978A1 (zh) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | 西安力邦医药科技有限责任公司 | 微球药物载体、其制备方法、组合物及应用 |
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