CN1075945C - 一种高分子包囊胰岛素微粒体及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明的高分子包囊胰岛素微粒体是由90-99%的包裹高分子和1-10%的胰岛素组成，采用双乳液技术制备，由于该方法采用在体内可吸收的生物降解性聚内酯类高分子为微粒体包裹材料，因此可以避免原有微包囊技术所制备的微粒体可能在体内不吸收而积聚，且可能引入毒性的催化剂的问题，可作为口服胰岛素或体内埋植胰岛素使用。

Description

一种高分子包囊胰岛素微粒体及其制备方法和用途

本发明涉及一种高分子包囊胰岛素微粒体及其制备方法和用途。

糖尿病是一种世界范围的疾病，是一种由代谢内分泌失调引起的糖代谢紊乱的疾病。目前，糖尿病的发病率正在逐年增加，并且成为仅次于心血管疾病和癌症的第三大致死性疾病。正常的人都是通过由胰脏中胰岛β细胞所产生的胰岛素来调节碳水化合物、脂类、氨基酸的代谢，加速葡萄糖、氨基酸和钾的运输，以及控制酶作用和其他活动的。而糖尿病患者由于产生胰岛素的β细胞稀少甚至功能完全丧失，胰岛素分泌不足，造成内分泌和代谢的紊乱，严重时导致死亡。因此胰岛素是目前用于调节糖代谢、降低血糖的主要药物。但是胰岛素是一类多肽类生物活性药物，它在体内易被蛋白酶所破坏，半衰期短，所以至今还无法实现胰岛素的口服化。目前临床上只能采用在餐前动脉和肌肉注射以及静脉点滴的方法补充胰岛素，一天几次，给患者造成极大的痛苦和不便。由于注射还会引起局部反应和过敏反应，因此使用上也受到了限制。近年来，有不少关于胰岛素的服用途径的尝试研究：例如鼻腔、眼、皮下、胰岛素植入泵、直肠和口服。在这些服用途径中，口服是最方便和易于接受的，然而要解决的关键问题是怎样防止胰岛素在胃肠消化道内不被酶破坏的难题。目前报道的有关口服胰岛素的制备方法有：(1)蛋白酶抑制剂法：在胰岛素的缓冲溶液中加入抑肽酶、杆菌肽、大豆胰蛋白酶。(M.Kidron，H.Bar-On et al.，Life Sci.，31，2837(1982))(2)双乳液法：即将胰岛素固定在内层的水相中。(3)脂质体作为胰岛素药物载体法：胰岛素脂质体由两种方法制得。溶剂蒸发脱水法和溶剂成球蒸发法。(T.Kimura，K.Higaki et al.，Pharm.Res.，5，221(1984))(4)吸收增强剂法：由于胰岛素的分子量较大，在肠道内的吸收困难，加入一些吸收增强剂如甘氨胆酸钠、癸酸钠、Na₂EDTA用来增强胰岛素在肠道内的吸收。(5)化学改性的胰岛素取代物：胰岛素与脂肪酸的化学改性可以增强其亲脂性，提高在大肠的吸收。以上方法还都不十分完善，存在缺陷，仅处于研究之中。为了提高药物疗效和降低药物的毒副作用，一些新的给药方式也正在迅速的发展。特别是由界面乳液聚合制备的粒径小于300纳米的聚烷基氰丙烯酸酯聚合物微包囊胰岛素控制释放药剂(R.Marina，D.Christiane et al.，Diabetes，41，451(1992))。由于它能随着血液流动到身体的各个部位、可以在体内长期维持对药物的控制释放以保持血液中药物浓度(血药浓度)的恒定，从而达到药物的最高的疗效、同时也可避免服用通常药物制剂时所可能出现的因局部时间血药浓度过高而引起的毒副作用、或因血药浓度过低时没有疗效的弊病等独特的性能，因此成为当前研究的热点。但缺点是在聚合过程所引入的催化剂毒性和包裹材料不能在体内被吸收会引起积聚的问题，近几年来，随着生物降解高分子研究的发展，特别是它们所具有的良好的生物相容性及可生物降解吸收性，使其在医用领域获得了广泛的应用，在药物控制释放方面，用生物降解高分子作为药物载体，正成为一个新的研究领域。脂肪族聚内酯是一类应用广泛的生物降解高分子，由于它无毒副作用，在体内可吸收，最终代谢为水和二氧化碳，因此是可以在人体内使用的合成高分子材料。

本发明克服了已有技术在聚合过程中引入催化剂毒性和包裹材料不能被吸收的缺陷而提供一种采用脂肪族聚内酯包囊胰岛素微粒体。本发明的另一个目的是提供了采用双乳液制备技术制备聚内酯包囊胰岛素微粒体的方法。

本发明利用微胶囊药物所具有的药物控制释放性及可流动性等独特性能，以及高分子包囊膜的保护作用，用可生物降解的脂肪族聚内酯类高分子为药物包裹材料，采用双乳液制备技术以及溶剂提取或溶剂蒸发方法制备可生物降解的高分子包囊胰岛素微粒体。

本发明的高分子包囊胰岛素微粒体的组成(重量百分数)如下：

包裹高分子材料    90-99

胰岛素             1-10

本发明的高分子包囊胰岛素微粒体按下列顺序制备而成：

(1)将包囊用体内可吸收生物降解性聚内酯类高分子，如聚乙交酯、聚丙交酯、聚己内酯、丙交酯-乙交酯共聚物、己内酯-丙交酯共聚物、聚己内酯-聚醚共聚物、聚丙交酯-聚醚共聚物、聚丙交酯-聚己内酯-聚醚三元共聚物等脂肪族聚内酯及其共聚物(分子量为2000-150000，以5000-100000为更佳)，用二氯甲烷，三氯甲烷，二氯乙烷等油性有机溶剂溶解，制成浓度为5-200毫克/毫升的溶液，以20-100毫克/毫升为更佳；

(2)将猪胰岛素，牛胰岛素或人工合成胰岛素等各类天然或合成胰岛素用pH值为2-4.5的醋酸，盐酸等微酸性水溶液溶解，制成40-1500免疫单位/毫升的溶液，以100-1000免疫单位/毫升为更佳；

(3)将上述两种溶液按体积比为40∶1-2∶1，以20∶1-5∶1为更佳，在乳化剂司班80、司班60、吐温60、吐温80等小分子表面活性物质的存在下超声乳化30-120秒，以45-90秒为更佳制得油包水乳液；

(4)将该油包水乳液在乳化剂司班80、司班60、吐温60、吐温80等小分子表面活性物质的存在下按体积比为1∶5-1∶50，以1∶10-1∶30为更佳，加入浓度为0.5-10％，以1-8％为更佳的稳定剂明胶，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮等天然或合成的高分子物质的水溶液中搅拌，搅拌速度为3000-20000转/分，以5000-15000转/分为更佳，搅拌时间为0.5-5分钟，以1-3分钟为更佳。制得水包油包水乳液；

(5)将水包油包水乳液持续搅拌2-10小时，以3-6小时为更佳，搅拌速度为500-2000转/分，以800-1500转/分为更佳，采用离心分离方法分离出胰岛素包囊微粒体，再用蒸馏水进行洗涤，洗涤次数为1-5次，以2-4次为更佳，将得到的微粒体进行冷冻干燥，最终得到本发明的目的产物-高分子包囊胰岛素微粒体。

本发明中的所有操作均在4-15℃温度条件下进行。

本发明所制备的微粒体为中空结构，随制备条件的变化，粒径可在1-20微米之间调节，微粒体壁厚可在100-6000纳米间调节，含药量可达到1-10％，药物利用率可达到80％以上。

由本发明所制备的高分子包囊胰岛素微粒体的胰岛素释放速度可通过改变包囊的高分子材料的种类、改变高分子的分子量、改变微粒体的粒径和改变微包囊的壁厚四种途径来调节。通过制备条件的合理选择，调节胰岛素的释放速度。

由本发明所制备的体内可吸收高分子包囊胰岛素微粒体可作为口服胰岛素或体内埋植胰岛素使用。

实施例1：

5mg猪胰岛素水溶液和200mg聚丙交酯(分子量为5,000)的二氯甲烷溶液在司班80存在下超声乳化1分钟，形成油包水乳液，在15,000转/分搅拌速度下，在吐温80存在下注入100ml 1％的明胶溶液，乳化1分钟。所得水包油包水乳液在1000转/分搅拌5小时，得到的微包囊用离心分离。用蒸馏水清洗四次，最后分散在水中，冷冻干燥，得到聚丙交酯包囊胰岛素微粒体。

实施例2：

5mg人工合成胰岛素水溶液和200mg丙交酯-乙交酯共聚物(分子量为10,000)的二氯甲烷溶液在司班60存在下超声乳化1分钟，形成油包水乳液.在15,000转/分搅拌速度下，在吐温60存在下注入100ml 3％的明胶溶液，乳化1分钟。300ml蒸馏水(二氯甲烷饱和)加入。搅拌30分钟，得到的微包囊用离心分离。用蒸馏水清洗三次.最后分散在水中，冷冻干燥，得到聚丙交酯包囊胰岛素微粒体。

实施例3：

3mg牛胰岛素水溶液和200mg聚己内酯(分子量为100,000)的二氯甲烷溶液在司班60存在下超声乳化90秒形成油包水乳液。在5000转/分搅拌速度下注入100ml 5％的聚乙烯醇溶液，乳化5分钟。所得水包油包水乳液在1000转/分搅拌3小时，得到的微包囊用离心分离。用蒸馏水清洗三次，最后分散在水中，冷冻干燥，得到聚己内酯包囊胰岛素微粒体。

实施例4：

10mg猪胰岛素水溶液和200mg聚己内酯-聚醚共聚物(分子量为60,000)的二氯甲烷溶液在司班80存在下超声乳化45秒，在吐温60存在下注入100ml8％的聚乙烯醇溶液，乳化5分钟。所得水包油包水乳液在1000转/分搅拌3小时，得到的微包囊用离心分离。用蒸馏水清洗四次，最后分散在水中，冷冻干燥，得到聚己内酯-聚醚共聚物包囊胰岛素微粒体。

                         表1不同微包囊的包囊结果

实施例	包裹高分子材料	胰岛素种类	包裹方法	平均粒径(微米)	平均包囊壁厚(纳米)	含药里(％)	药物利用率(％)
								实施例5	聚丙交酯	猪胰岛素	同实施例1	2	400	2.5	82
实施例6	丙交酯-乙交酯共聚物	合成胰岛素	同实施例2	1.5	350	2.5	93
								实施例7	聚己内酯	牛胰岛素	同实施例3	12	3500	1.5	80
实施例8	聚己内酯-聚醚	猪胰岛素	同实施例4	7	2000	5	87

实施例9：

按实施例1，2，3，4，5，6，7，8方法制备的胰岛素微包囊的扫描电镜观察表明，得到的微包囊表面光滑，粒径分布均匀，其内部为中空结构。

Claims (9)

1.一种口服用高分子包囊胰岛素微粒体，其特征在于所述的微粒体的组分和含量(重量百分数)如下：

生物降解性聚内酯类高分子    90-99

胰岛素                      1-10

所述的生物降解性聚内酯类高分子为聚丙交酯、聚己内酯、丙交酯-乙交酯共聚物或聚丙交酯-聚醚共聚物。

2.根据权利要求1所述的一种口服用高分子包囊胰岛素微粒体，其特征在于所述的聚内酯类高分子的分子量为2000-150000。

3.根据权利要求1所述的一种口服用高分子包囊胰岛素微粒体，其特征在于所述的胰岛素为牛胰岛素、猪胰岛素或人工合成胰岛素。

4.根据权利要求1所述的一种口服用高分子包囊胰岛素微粒体的制备方法，其特征在于按下列顺序步骤进行：

(1)将生物降解性聚内酯高分子用二氯甲烷或三氯甲烷溶解，制备浓度为5-200毫克/毫升的溶液，所述的生物降解性聚内酯类高分子为聚丙交酯、聚己内酯、丙交酯-乙交酯共聚物或聚丙交酯-聚醚共聚物，

(2)将胰岛素用pH值为2—4.5的醋酸或盐酸微酸性水溶液溶解，制成40-1500免疫单位/毫升的溶液，

(3)将上述两种溶液按体积比为40∶1—2∶1在乳化剂的存在下超声乳化30-120秒制得油包水乳液，

(4)将上述油包水乳液和稳定剂的水溶液按体积比为1∶5-1∶50在乳化剂的存在下搅拌，搅拌速度为3000-20000转/分，搅拌时间为0.5-5分钟，制得水包油包水乳液，所述的稳定剂为明胶或聚乙烯醇水溶液，

(5)将水包油包水乳液持续搅拌2-10小时，采用离心分离方法分离出胰岛素包囊微粒体，再用蒸馏水进行洗涤，将得到的微粒体进行冷冻干燥。

5.根据权利要求4所述的一种口服用高分子包囊胰岛素微粒体的制备方法，其特征在于所述的浓度为20-100毫克/毫升的溶液。

6.根据权利要求4所述的一种口服用高分子包囊胰岛素微粒体的制备方法，其特征在于所述的两种溶液体积比为20∶1—5∶1。

7.根据权利要求4所述的一种口服用高分子包囊胰岛素微粒体的制备方法，其特征在于所述的油包水乳液与稳定剂的水溶液的体积比为1∶10—1∶30。

8.根据权利要求4所述的一种口服用高分子包囊胰岛素微粒体的制备方法，其特征在于所述的乳化剂为司班80、司班60、吐温60、吐温80。

9.根据权利要求4所述的一种口服用高分子包囊胰岛素微粒体的制备方法，其特征在于所述的稳定剂的水溶液是浓度为1-8％的明胶或聚乙烯醇水溶液。