CN106492284B - 一种生物可降解充填材料的制备方法及其产品和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物可降解充填材料的制备方法及其产品和应用，该方法主要包括以下步骤：(1)将基体材料与分散相材料按质量比10:0～6:4混合并溶于有机溶剂中，制得高分子有机溶剂；所述基体材料为聚对二氧环己酮；所述分散相材料为聚左旋乳酸、聚已内酯、聚乳酸或聚乙醇酸中的一种或多种；(2)利用机械法或乳化法中的一种处理所述高分子有机溶剂，制得微球。该方法操作简单、成本低、重复性好且产品颗粒细小稳定，制得的微球粒径大小相近、可控，填充性能好，安全可降解，组织相容性好，且降解缓慢，降解时间可根据分散相材料的种类选择和添加比例进行调控。将该微球用于冻干粉制剂和凝胶制剂的制备，产品便于运输、存储及临床使用。

Description

一种生物可降解充填材料的制备方法及其产品和应用
技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种生物可降解充填材料的制备方法及其产品和应用。
背景技术
随着社会的发展，生活水平的提高，越来越多人开始关注面部的皱纹及衰老问题。整形美容行业迅速兴起，2009年中国已经跃居为世界第三大整形国。目前中国医疗美容市场规模超5000亿，年增长率近20％。预计2018年将超8000亿元，2019年将破万亿元。其中，2014年中国医美市场总产值为5530亿元，其中注射美容在整形美容中占相当比重，且因注射美容效果立竿见影，治疗过程痛苦小和简单易接受等优势，在美容领域得到医、患的广泛认可，近5年内呈现迅速发展的态势。据美国整形美容协会(ASPS)2016年2月底的最新数据，充填类美容在美国2015年比2014年增长了6％。在2015年软组织填充例数已高达240万例。同时近年，注射美容在我国也愈来愈被广大群众所接受，成为主流医疗美容治疗项目。然而，世界范围流通的及在我国占据注射美容市场的主流产品仍以国外进口产品为主。另外，充填注射材料从降解性来分，主要分为可降解型和非降解型(永久型)，其中，可降解材料包括透明质酸类、胶原蛋白类、聚左乳酸和羟基磷灰石等，以及非生物降解充填材料,其中非生物降解充填材料以聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯为主。透明质酸类充填材料因其具有安全可降解吸收及降解时间稍长等特性，被广泛运用，如2015年美国的治疗例数高达195万例，并呈现了高达8％的年高增长率。为了进一步减缓透明质酸在体内的降解时间，很多透明质酸产品会增加交联剂的使用，但是交联剂存在一定毒性，所以透明质酸的降解时间和交联剂的使用成为了我们面临的难以解决的问题。
聚对二氧环己酮(PPDO)属于脂肪族聚醚酯，是一种典型的生物可降解材料，具有优良的可水解性和优异的生物降解性、生物相容性、生物可吸收性，PPDO因其大分子链上含有醚键，有较高的柔性，已被广泛应用于制备单丝缝合线。PPDO的体内降解时间亦较长，高达180天。聚左旋乳酸(PLLA)是另一种无定型的可生物降解材料，已经被美国FDA认可为可植入体内的生物材料，具有较好的力学强度、弹性模量和热成型性及缓慢的降解时间，在国外已有含PLLA的商品化医用产品。然而，单纯PLLA用于组织材料中时存在细胞亲和性差，降解速度很慢，在体内长期存在容易引发炎症或异物性肉芽肿等应用的局限性。
随着医疗技术的发展，微创治疗也愈来愈多的被广大群众所接受，这种注射式的软组织充填以及组织修补材料，因其简单易行及较少的并发症，大大的改善人们的治疗后的生活质量，并减少了传统大型手术或其它不可降解材料的组织排异反应。为了满足现阶段医美行业及注射美容领域的发展需求，急需发明一种注射后短期内具有良好形态及效果，并可中长期留存或刺激皮下胶原增生，最重要的是可以完全被人体降解并且无毒副作用的充填产品。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于(1)提供一种生物可降解充填材料的制备方法；(2)提供一种微球；(3)提供了微球在制备冻干粉制剂或水凝胶状制剂中的一种或多种中的应用。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1、一种生物可降解充填材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将基体材料与分散相材料按质量比10:0～6:4混合并溶于有机溶剂中，制得高分子有机溶剂；所述基体材料为聚对二氧环己酮；所述分散相材料为聚左旋乳酸、聚已内酯、聚乳酸或聚乙醇酸中的一种或多种；
(2)利用机械法或乳化法中的一种处理步骤(1)中制得的高分子有机溶剂，制得微球。
进一步，步骤(1)中，所述有机溶剂为六氟异丙醇、二甲基亚砜，N,N-二甲基甲酰胺，1,1,2,2-四氯乙烷或1,2-二氯乙烷中的一种。
进一步，步骤(2)中，所述机械法，具体为：将所述高分子有机溶剂在60～65℃，真空度为94～96KPa条件下干燥4～6h，去除所述有机溶剂后，用塑料挤出机挤出并迅速冷冻，在-20～-80℃，功率为45～60kW，粉碎细度为60～800目的低温粉碎机中低温粉碎，制得粒径为18～250μm的微球。
进一步，步骤(2)中，所述乳化法，包括如下步骤：
(1)将所述高分子有机溶剂与乳化液溶剂按体积为1:5混合，在转速为3000r/min下搅拌1～5min，制得乳化液，所述乳化液溶剂的浓度为0.1～10g/L；
(2)将步骤(1)中的乳化液在60℃，0.06～0.09MPa条件下蒸馏30～60min，排出乳化液中的有机溶剂，得到悬浮液；
(3)将步骤(2)中的悬浮液在4000r/min的转速下离心3min，然后进行固液分离，得到滤液1和沉淀1；
(4)将步骤(3)中的沉淀1加入75％的乙醇水溶液中洗涤，然后在4000r/min的转速下离心3min，最后进行固液分离，得到滤液2和沉淀2；
(5)将步骤(4)中的沉淀2加入75％的乙醇水溶液中洗涤，然后进行固液分离，得到滤液3和沉淀3；
(6)将步骤(3)～(5)中的滤液1、滤液2和滤液3混合，再将混合液在100～120℃，功率为4kW，进料量为350～450ml/min条件下喷雾干燥，制得粒径为20～5000nm的微球；将步骤(5)中的沉淀3在60～65℃，真空度为94～96KPa条件下抽提4～6h，然后用60～2500目的分析筛进行筛分，制得粒径为5～250μm微球。
进一步，乳化法的步骤(1)中，所述乳化水溶液为聚乙烯醇水溶液。
2、由所述的一种生物可降解充填材料的制备方法制备的微球。
进一步，所述微球内可填充生物相容性基质，所述生物相容性基质为透明质酸、胶原蛋白、氨基酸、生长因子或生物多肽中的一种或多种。
3、所述的一种生物可降解充填材料的制备方法制备的微球在制备冻干粉制剂或水凝胶状制剂中的一种或多种中的应用。
进一步，所述冻干粉制剂的制备方法如下：
将粒径为5～250μm微球复悬于冻干赋形剂的水溶液中，冷冻干燥后得冻干粉产品；所述冻干赋形剂为蔗糖、麦芽糖、乳糖、甘露醇或海藻糖中的一种或者多种。
进一步，所述水凝胶状制剂的制备方法如下：
将粒径为20～5000nm微球与医用透明质酸水凝胶或天然生物基质水凝胶中的一种混悬后得凝胶产品；所述水凝胶状制剂还包括增稠剂，所述增稠剂的质量分数为0.01％～5％，所述增稠剂为羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的一种或多种。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种生物可降解充填材料的制备方法及其产品和应用。该制备方法操作简单、成本低、重复性好且产品颗粒细小稳定，制备过程环境友好。制得的微球粒径大小相近、可控，其填充性能好，安全可降解，组织相容性好，且降解缓慢，降解时间可根据分散相高分子聚合物的种类选择和添加比例进行调控，在药物缓释和软组织充填等领域具有广阔应用前景。将该微球用于冻干粉制剂和凝胶制剂的制备，产品便于运输、存储及临床使用。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为实施3中微球的扫描电镜图；
图2为实施4中微球的粒径分布图；
图3为实施6中微球的荧光显微镜图；
图4为实施例7中微球冻干粉的扫描电镜图；
图5为实施8中水凝胶的荧光显微镜图；
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1
(1)将基体材料与分散相材料按质量比10:0混合并溶于六氟异丙醇中，制得高分子有机溶剂；所述基体材料为聚对二氧环己酮；
(2)将所述高分子有机溶剂在60℃，真空度为94KPa条件下干燥6h，去除六氟异丙醇后，用塑料挤出机挤出并迅速冷冻，在-20℃，功率为45kW，粉碎细度为60目的低温粉碎机中低温粉碎，制得粒径为250μm的微球。
实施例2
(1)将聚对二氧环己酮与聚乳酸按质量比9:1混合并溶于二甲基亚砜中，制得高分子有机溶剂；
(2)将所述高分子有机溶剂在63℃，真空度为95KPa条件下干燥5h，去二甲基亚砜后，用塑料挤出机挤出并迅速冷冻，在-60℃，功率为55kW，粉碎细度为400目的低温粉碎机中低温粉碎，制得粒径为38μm的微球。
实施例3
(1)将聚对二氧环己酮与聚已内酯按质量比8:2混合并溶于N,N-二甲基甲酰胺中，制得高分子有机溶剂；
(2)将所述高分子有机溶剂在65℃，真空度为96KPa条件下干燥4h，去N,N-二甲基甲酰胺后，用塑料挤出机挤出并迅速冷冻，在-80℃，功率为60kW，粉碎细度为800目的低温粉碎机中低温粉碎，制得微球，将该微球在扫描电镜下放大3000倍，结果如图1所示，由图1可知，该微球尺寸为18μm。
实施例4
(1)将基体材料与分散相材料按质量比10:0混合并溶于六氟异丙醇中，制得高分子有机溶剂；所述基体材料为聚对二氧环己酮；
(2)将所述高分子有机溶剂与聚乙烯醇水溶液按体积为1:5混合，在转速为3000r/min的高速搅拌分散混合仪下搅拌1min，制得乳化液，所述聚乙烯醇水溶液的浓度为0.1g/L；
(3)将步骤(2)中的乳化液在60℃，0.06MPa条件下蒸馏60min，排出乳化液中的有机溶剂，得到悬浮液；
(4)将步骤(3)中的悬浮液在4000r/min的转速下离心3min，用滞留粒径为5μm的定性滤纸进行固液分离，得到滤液1和沉淀1；
(5)将步骤(4)中的沉淀1加入75％的乙醇水溶液中洗涤，然后在4000r/min的转速下离心3min，最后用滞留粒径为5μm的定性滤纸进行固液分离，得到滤液2和沉淀2；
(6)将步骤(5)中的沉淀2加入75％的乙醇水溶液中洗涤，然后用滞留粒径为5μm的定性滤纸进行固液分离，得到滤液3和沉淀3；
(7)将步骤(4)～(6)中的滤液1、滤液2和滤液3混合，再将混合液在100℃，功率为4kW，进料量为350ml/min条件下喷雾干燥，制得微球，对制得的微球进行粒径分析，结果如图2，由图2可知，微球粒径范围为20～5000nm，且微球粒径主要分布在400～800nm。将步骤(6)中的沉淀3在60℃，真空度为94KPa条件下抽提6h，然后用500目和600目的分析筛进行筛分，制得粒径为23～25μm微球。
实施例5
(1)将聚对二氧环己酮与聚左旋乳酸按质量比7:3混合并溶于1,1,2,2-四氯乙烷中，制得高分子有机溶剂；
(2)将所述高分子有机溶剂与聚乙烯醇水溶液按体积为1:5混合，在转速为3000r/min的高速搅拌分散混合仪下搅拌3min，制得乳化液，所述聚乙烯醇水溶液的浓度为5g/L；
(3)将步骤(2)中的乳化液在60℃，0.07MPa条件下蒸馏45min，排出乳化液中的有机溶剂，得到悬浮液；
(4)将步骤(3)中的悬浮液在4000r/min的转速下离心3min，用滞留粒径为5μm的定性滤纸进行固液分离，得到滤液1和沉淀1；
(5)将步骤(4)中的沉淀1加入75％的乙醇水溶液中洗涤，然后在4000r/min的转速下离心3min，最后用滞留粒径为5μm的定性滤纸进行固液分离，得到滤液2和沉淀2；
(6)将步骤(5)中的沉淀2加入75％的乙醇水溶液中洗涤，然后用滞留粒径为5μm的定性滤纸进行固液分离，得到滤液3和沉淀3；
(7)将步骤(4)～(6)中的滤液1、滤液2和滤液3混合，再将混合液在110℃，功率为4kW，进料量为400ml/min条件下喷雾干燥，制得粒径为20～5000nm的微球；将步骤(6)中的沉淀3在63℃，真空度为95KPa条件下抽提5h，然后用60目的分析筛进行筛分，制得粒径为5～250μm微球。
实施例6
(1)将聚对二氧环己酮与聚乙醇酸按质量比6:4混合并溶于1,2-二氯乙烷中，制得高分子有机溶剂；
(2)将所述高分子有机溶剂与聚乙烯醇水溶液按体积为1:5混合，在转速为3000r/min的高速搅拌分散混合仪下搅拌5min，制得乳化液，所述聚乙烯醇水溶液的浓度为10g/L；
(3)将步骤(2)中的乳化液在60℃，0.09MPa条件下蒸馏30min，排出乳化液中的有机溶剂，得到悬浮液；
(4)将步骤(3)中的悬浮液在4000r/min的转速下离心3min，用滞留粒径为5μm的定性滤纸进行固液分离，得到滤液1和沉淀1；
(5)将步骤(4)中的沉淀1加入75％的乙醇水溶液中洗涤，然后在4000r/min的转速下离心3min，最后用滞留粒径为5μm的定性滤纸进行固液分离，得到滤液2和沉淀2；
(6)将步骤(5)中的沉淀2加入75％的乙醇水溶液中洗涤，然后用滞留粒径为5μm的定性滤纸进行固液分离，得到滤液3和沉淀3；
(7)将步骤(4)～(6)中的滤液1、滤液2和滤液3混合，再将混合液在120℃，功率为4kW，进料量为450ml/min条件下喷雾干燥，制得粒径为20～5000nm的微球；将步骤(6)中的沉淀3在65℃，真空度为96KPa条件下抽提4h，然后用400目和800目的分析筛进行筛分，制得微球，将该微球在荧光显微镜下放大400倍，结果如图3所示，由图3可知，该微球尺寸为18～38μm。
实施例7
将实施例4中经抽提后筛分制备的微球复悬于海藻糖的水溶液中，在-60℃，负压0.2hPa条件下冷冻干燥12h后制得微球冻干粉末，将该微球冻干粉末在扫描电镜下放大1000倍，结果如图4所示，由图4可知，该微球尺寸较为均匀，且基本在23～25μm。
实施例8
将实施例5中经抽提后筛分制备的微球用150目分析筛进行筛分，再将筛分好的微球分散在制备好的医用透明质酸钠水凝胶中，再加入质量分数为3％羧甲基纤维素，在400rpm下搅拌30min，制得含微球的透明质酸钠水凝胶，将该水凝胶在荧光显微镜下放大40倍，结果如图5所示，由图5可知，微球粒径尺寸较为均匀，粒径范围在106～250μm之间。
实施例9
(1)将聚对二氧环己酮与聚左旋乳酸按质量比7:3混合并溶于1,1,2,2-四氯乙烷中，制得高分子有机溶剂，再将平均分子量为20000的透明质酸均匀地悬浮于所述高分子有机溶剂，制得高分子混合有机溶剂；
(2)将所述高分子混合有机溶剂与聚乙烯醇水溶液按体积为1:5混合，在转速为3000r/min的高速搅拌分散混合仪下搅拌3min，制得乳化液，所述聚乙烯醇水溶液的浓度为5g/L；
步骤(3)～(7)如实施例5，最终制得填充有透明质酸的微球。
本发明中用于制备冻干粉的赋形剂除了海藻糖，还可为蔗糖、麦芽糖、乳糖或甘露醇中的一种或者多种。
本发明中除了透明质酸包含于微球内，还可将胶原蛋白、氨基酸、生长因子或生物多肽中的一种或多种包含于球内。包含上述生物相容性基质材料的微球可用于制备冻干粉制剂或水凝胶状制剂中的一种或多种。
本发明中制备水凝胶状制剂时，除了以羧甲基纤维素为增稠剂，还可以羟甲基纤维素、羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的一种或多种作为增稠剂，且增稠剂的质量分数为0.01％～5％。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种生物可降解充填材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将基体材料与分散相材料按质量比10:0~6:4混合并溶于有机溶剂中，制得高分子有机溶剂；所述基体材料为聚对二氧环己酮；所述分散相材料为聚左旋乳酸、聚己 内酯或聚乙醇酸中的一种或多种；
（2）利用机械法或乳化法中的一种处理步骤（1）中制得的高分子有机溶剂，制得微球；
所述机械法，具体为：将所述高分子有机溶剂在60~65℃，真空度为94~96KPa条件下干燥4~6h，去除所述有机溶剂后，用塑料挤出机挤出并迅速冷冻，在-20~-80℃，功率为45~60kW，粉碎细度为60~800目的低温粉碎机中低温粉碎，制得粒径为18~250μm的微球；
所述乳化法，包括如下步骤：
1）将所述高分子有机溶剂与乳化液溶剂按体积为1:5混合，在转速为3000r/min下搅拌1~5min，制得乳化液，所述乳化液溶剂的浓度为0.1~10g/L；
2）将步骤1）中的乳化液在60℃，0.06~0.09MPa条件下蒸馏30~60min，排出乳化液中的有机溶剂，得到悬浮液；
3）将步骤2）中的悬浮液在4000 r/min的转速下离心3min，然后进行固液分离，得到滤液1和沉淀1；
4）将步骤3）中的沉淀1加入75%的乙醇水溶液中洗涤，然后在4000r/min的转速下离心3min，最后进行固液分离，得到滤液2和沉淀2；
5）将步骤4）中的沉淀2加入75%的乙醇水溶液中洗涤，然后进行固液分离，得到滤液3和沉淀3；
6）将步骤3）~5）中的滤液1、滤液2和滤液3混合，再将混合液在100~120℃，功率为4kW，进料量为350~450ml/min条件下喷雾干燥，制得粒径为20~5000nm的微球；将步骤5）中的沉淀3在60~65℃，真空度为94~96KPa条件下抽提4~6h，然后用60~2500目的分析筛进行筛分，制得粒径为5 ~250μm微球。
2.如权利要求1所述的一种生物可降解充填材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述有机溶剂为六氟异丙醇、二甲基亚砜，N,N-二甲基甲酰胺，1,1,2,2-四氯乙烷或1,2-二氯乙烷中的一种。
3.如权利要求1所述的一种生物可降解充填材料的制备方法，其特征在于，乳化法的步骤1）中，所述乳化液溶剂为聚乙烯醇水溶液。
4.由权利要求1~3任一项所述的一种生物可降解充填材料的制备方法制备的微球。
5.如权利要求4所述的一种生物可降解充填材料的制备方法制备的微球，其特征在于，所述微球内可填充生物相容性基质，所述生物相容性基质为透明质酸、胶原蛋白、氨基酸、生长因子或生物多肽中的一种或多种。
6.如权利要求4或5所述的一种生物可降解充填材料的制备方法制备的微球在制备冻干粉制剂或水凝胶状制剂中的一种或多种中的应用。
7.如权利要求6所述的一种生物可降解充填材料的制备方法制备的微球在制备冻干粉制剂或水凝胶状制剂中的一种或多种中的应用，其特征在于，所述冻干粉制剂的制备方法如下：
将粒径为5~250μm微球复悬于冻干赋形剂的水溶液中，冷冻干燥后得冻干粉产品；所述冻干赋形剂为蔗糖、麦芽糖、乳糖、甘露醇或海藻糖中的一种或者多种。
8.如权利要求6所述的一种生物可降解充填材料的制备方法制备的微球在制备冻干粉制剂或水凝胶状制剂中的一种或多种中的应用，其特征在于，所述水凝胶状制剂的制备方法如下：
将粒径为20~5000nm微球与天然生物基质水凝胶混悬后得凝胶产品；所述水凝胶状制剂还包括增稠剂，所述增稠剂的质量分数为0.01%~5%，所述增稠剂为羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的一种或多种。
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