CN109498546A - 一种一步法制备豆荚型多重药物缓释载体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一步法制备豆荚型多重药物缓释载体的方法，可用于药物缓释载体材料的制备。本发明将两种不同载药聚合物溶液分别注于同轴静电喷雾技术中所用到的核层和壳层用注射器中，通过同轴静电喷雾技术制备仿生豆荚型核壳结构的多重药物缓释载体。本发明得到的豆荚型药物缓释载体具有棒状外形，核层内有载药微球，核层和壳层负载有不同的药物分子，能够在不同时间释放不同药物分子，实现更优的治疗效果。本发明采用一步法制备，操作简单、高效，成本低。

Description

一种一步法制备豆荚型多重药物缓释载体的方法
技术领域
本发明涉及静电喷雾和生物医用材料以及药物缓释技术领域，更确切地说，涉及一种一步法制备豆荚型多重药物缓释载体的方法。
背景技术
对于药物而言，一般的给药方式，使人体内的药物浓度只能维持较短的时间，血液中或是体内组织的药物浓度上下波动较大，这样不但起不到应有的疗效，还可能产生副作用。而药物缓释系统可以对药物的剂量进行有效地控制，使药物缓慢且精准地释放，实现药物的靶向输送，提高药物疗效，延长药物的作用时间，增加药物治疗的稳定性，进而节省人力、物力及财力等。
常用的药物缓释系统是将药物负载于微囊、支架或膜。将药物经微囊化技术所形成的载药微囊的外形通常可以是球状的葡萄串形或双面凹的红细胞形，微囊的囊膜可以是单层、双层或多层，囊膜所包覆的核心物质可以是单核或多核。
与常见球形载体相比，棒状药物微囊载体呈现高纵横比，有更大的相对表面积、更大的载药量、更长的血液循环时间和更高的细胞摄入率，因而在治疗过程中表现出更好的药物分子代谢动力学性能和更佳的治疗效果。魏延传等人制备的棒状短纤维载体显示出良好的生物相容性，在延缓药物释放周期的同时大大提高了药物的利用效率。DeSimone等人的研究表明海拉细胞吞噬棒状粒子的速率要高于球形粒子，高纵横比的粒子被内吞的速率是相同体积球形粒子的4倍，这也证明了棒状载体具有更高的细胞内化率，有利于提高药效。
在实际治疗中，因为人的身体机制环境的复杂性，往往需要多种药效的药物联合发挥作用，如同时释放、先后释放等，而且多种药物的协同用药可以起到增强治疗效果的作用，像帕金森症的早期治疗，临床上将盐酸苯海索和美多巴联合使用，阿司匹林和红霉素的联合用药则可用于治疗对青霉素过敏的风湿热患者等。
而对于药物的联合使用，分层负载药物并使其分期释放是一种卓有成效的方法。倪国莉等人采用同轴电喷技术制备同时负载聚多巴胺和盐酸阿霉素的核壳结构微球，并将其用于肿瘤的局部治疗，取得良好效果；许吉庆等人将负载牛血清蛋白的壳聚糖微球分散在聚乳酸溶液中，通过静电纺丝技术，制备出复合载药微球的聚乳酸超细载药纤维，使得药物释放的周期进一步延长，但是这种方法需要分多步进行，工艺复杂且纤维直径较大，不利于体内用药。
当前药物缓释系统有着较大市场需求，单一载药系统的研究虽然相对成熟但是无法满足人体实际需求，而已有的一些双重释药的方法都存在着各自的问题，如释药周期不合理，制备工艺繁杂等。因此简化制备工艺，高效地制备具有特殊形状，能够实现多种药物分期释放的药物缓释载体，对于提高药效，更好地治疗人类疾病具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于利用同轴静电喷雾技术，通过一步法简单、高效地制备具有棒状外形并内含微球，能够在不同时期释放不同药物来联合用药的仿生豆荚型核壳结构多重药物缓释载体，从而发挥出更优异的治疗作用。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种一步法制备豆荚型多重药物缓释载体的方法包括如下步骤：
(1)选择聚合物a和药物分子A溶解分散于核层用溶剂中，配制成载药聚合物溶液Ⅰ；
(2)选择聚合物b和药物分子B溶解分散于壳层用溶剂中，配制成载药聚合物溶液Ⅱ；
(3)将载药聚合物溶液Ⅰ和Ⅱ分别装入同轴静电喷雾装置的核层和壳层用注射器中；
(4)利用同轴静电喷雾技术，对核层用载药聚合物溶液Ⅰ及壳层用载药聚合物溶液Ⅱ设置不同静电喷雾参数，通过接收装置接收得到内含载药微球的仿生豆荚型多重药物缓释载体，所接收物质室温干燥12～24小时。
上述方法中所述同轴静电喷雾技术是指如附图1所示，将载药聚合物溶液Ⅰ(2)装于核层用注射器(1)中，将载药聚合物溶液Ⅱ(6)装于壳层用注射器(4)中，两注射器分别与注射泵(3)相连，采用由内外两个喷头嵌套而成的同轴喷头(7)，核层用注射器(1)与内层喷头相连，壳层用注射器(4)与外层喷头相连，而同轴喷头(7)与高压电源(5)正极相连，在同轴喷头(7)下方放置接收装置(8)，接收装置(8)与高压电源(5)负极相连，在注射泵(3)作用下，通过高压静电使喷出的雾滴带电形成具有核壳结构、内含载药微球的棒状药物载体微粒，其接收装置为金属板或锡纸、铝箔中的一种。
上述方法中所述聚合物a为壳聚糖、直链淀粉、明胶等其中的一种或几种，聚合物的分子量为10～200kDa，聚合物的浓度较低为10～50mg/mL，适用于制备直径在1μm以下的微球；聚合物b为聚乳酸、聚乙丙交酯、聚己内酯、聚乙烯醇、聚羟基乙酸等其中的一种或几种，聚合物的分子量为10～100kDa，聚合物的浓度为20～200mg/mL。
上述方法中所述药物分子A和B分别为硫酸庆大霉素、链霉素、阿司匹林、甲硝唑、姜黄素、地塞米松、喹诺酮类、维生素类药物等其中的一种或多种，药物分子与聚合物的质量比为1:1～1:20。
上述方法中所述一步法制备豆荚型多重药物缓释载体的方法，其特征在于，所述核层用溶剂为甲酸、乙酸和水等其中的一种或多种；壳层用溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、四氢呋喃、丙酮、三氯甲烷等其中的一种或多种。
上述方法中可以通过调节核层和壳层聚合物的种类、分子量、溶液浓度，调节静电喷雾时加载电压(范围5～15kV)、接收距离(范围5～30cm)、核层用载药聚合物溶液Ⅰ流速(范围0.1～1.0mL/h)和壳层用载药聚合物溶液Ⅱ流速(范围0.1～1.0mL/h)等相关参数来控制核层载药微球的粒径大小及壳层棒状载体的长径比。
本发明与现有技术相比，主要优点为：
1.本发明所制备的豆荚型多重药物缓释载体具有棒状外形，内含载药微球，整体呈现为豆荚型形貌，具有高载药量，长血液循环时间及高细胞摄入率，有利于提高药效。
2.本发明制备的豆荚型多重药物缓释载体在核层内分散有负载药物分子A的载药微球，在壳层内负载有药物分子B，在同一载体内的不同部位负载有不同的药物分子A和B。药物分子B首先释放，药物分子A经历从微球颗粒及棒状载体释放的过程，释放时间更长，因而可以在不同时间释放不同药物分子，达到联合用药的目的，同时进一步延长释药时间。
3.本发明分别采用天然聚合物和合成聚合物作为内含微球和棒状壳层的材料，利用同轴静电喷雾技术，严格控制核层及壳层载药聚合物溶液不同的静电喷雾参数，具体包括聚合物的种类、分子量、浓度以及溶剂的种类，还包括核层溶液和壳层溶液不同的流速，以及静电喷雾时加载电压、接收距离等，可以制备核层为微球，壳层呈现棒状的豆荚型药物载体。
4.本发明采用同轴静电喷雾技术实现一步法制备多重药物释放载体，方法简单、高效、成本低，可促进药物缓释载体材料制备方法的研究。
附图说明
图1为本发明一种一步法制备豆荚型多重药物缓释载体方法的实验装置图
图1中：1-核层用注射器；2-载药聚合物溶液Ⅰ；3-注射泵；4-壳层用注射器，5-高压电源；6-载药聚合物溶液Ⅱ；7-同轴喷头；8-金属接收装置；9-豆荚型多重药物缓释载体
图2为实施例1一步法制备的豆荚型多重药物缓释载体的扫描电镜图
具体实施方式
下面将结合具体的实施例对本发明作进一步的说明，但这一实施例并不限制本发明的保护范围。
实施例1
[阿司匹林/壳聚糖]//[地塞米松/聚乙丙交酯]豆荚型多重药物缓释载体的一步法制备：
将壳聚糖(分子量50～90kDa)和阿司匹林均匀分散于乙酸和水体积比为7:3的混合溶剂中，浓度分别为25mg/mL和15mg/mL，配制成载药聚合物溶液Ⅰ；
将聚乙丙交酯(分子量20kDa，丙交酯与乙交酯的比例为50:50)和地塞米松均匀分散于四氢呋喃中，浓度分别为30mg/mL和10mg/mL，配制成载药聚合物溶液Ⅱ；
将载药聚合物溶液Ⅰ和Ⅱ分别装入同轴静电喷雾装置的核层和壳层用注射器中；
通过同轴静电喷雾技术所用装置：将核层和壳层用注射器分别与注射泵相连，接上同轴喷头使核层用注射器与内层喷头相连，壳层用注射器与外层喷头相连，同轴喷头再与高压电源正极相连，在同轴喷头下方放置铝箔并与高压电源负极相连，间距控制为15cm，在9kV高压静电作用下设置核层载药溶液流速0.6mL/h、壳层载药溶液流速0.5mL/h进行静电喷雾，静电喷雾结束后铝箔上所接收物质室温干燥24h得到[阿司匹林/壳聚糖]//[地塞米松/聚乙丙交酯]豆荚型多重药物缓释载体。
实施例2
[硫酸庆大霉素/明胶]//[姜黄素/聚乙丙交酯]豆荚型多重药物缓释载体的一步法制备：
将明胶(A型，分子量10～70kDa)和硫酸庆大霉素均匀分散于1％的乙酸溶液中，浓度分别为20mg/mL和5mg/mL，配制成载药聚合物溶液Ⅰ；
将聚乙丙交酯(分子量30kDa，丙交酯与乙交酯的比例为50:50)和姜黄素均匀分散于二氯甲烷中，浓度分别为25mg/mL和8mg/mL，配制成载药聚合物溶液Ⅱ；
将载药聚合物溶液Ⅰ和Ⅱ分别装入同轴静电喷雾装置的核层和壳层用注射器中；通过同轴静电喷雾技术所用装置：将核层和壳层用注射器分别与注射泵相连，接上同轴喷头使核层用注射器与内层喷头相连，壳层用注射器与外层喷头相连，同轴喷头再与高压电源正极相连，在同轴喷头下方放置锡纸并与高压电源负极相连，间距控制为10cm，在8kV高压静电作用下设置核层载药溶液流速0.5mL/h、壳层载药溶液流速0.45mL/h进行静电喷雾，静电喷雾结束后锡纸上所接收物质室温干燥20h得到[硫酸庆大霉素/明胶]//[姜黄素/聚乙丙交酯]豆荚型多重药物缓释载体。

Claims (7)

1.一种一步法制备豆荚型多重药物缓释载体的方法，其特征在于，所述方法利用同轴静电喷雾技术一步制备豆荚型药物缓释载体，得到的药物载体为具有核壳结构的棒状微粒，核层为包含药物分子A的微球，壳层负载有药物分子B，可实现不同药物的分期释放，工艺简单，药物缓释周期延长，具有良好的治疗效果。
2.一种一步法制备豆荚型多重药物缓释载体的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)选择聚合物a和药物分子A溶解分散于核层用溶剂中，配制成载药聚合物溶液Ⅰ；
(2)选择聚合物b和药物分子B溶解分散于壳层用溶剂中，配制成载药聚合物溶液Ⅱ；
(3)将载药聚合物溶液Ⅰ和Ⅱ分别装入同轴静电喷雾技术所用的核层和壳层用注射器中；
(4)利用同轴静电喷雾技术，对核层用载药聚合物溶液Ⅰ及壳层用载药聚合物溶液Ⅱ设置不同静电喷雾参数，通过接收装置接收，得到内含载药微球的仿生豆荚型多重药物缓释载体，所接收物质室温干燥12～24小时。
3.根据权利要求2所述一步法制备豆荚型多重药物缓释载体的方法，其特征在于，所述同轴静电喷雾技术是指将载药聚合物溶液Ⅰ装于核层用注射器中，将载药聚合物溶液Ⅱ装于壳层用注射器中，两注射器分别与注射泵相连，采用由内外两个喷头嵌套而成的同轴喷头，核层用注射器与内层喷头相连，壳层用注射器与外层喷头相连，而同轴喷头与高压电源正极相连，在同轴喷头下方放置接收装置，接收装置与高压电源负极相连，在注射泵作用下，通过高压静电使喷出的雾滴带电形成具有核壳结构、内含载药微球的棒状药物载体微粒，其接收装置为金属板或锡纸、铝箔中的一种。
4.根据权利要求2所述一步法制备豆荚型多重药物缓释载体的方法，其特征在于，所述聚合物a为壳聚糖、直链淀粉、明胶等其中的一种或几种，聚合物的分子量为10～200kDa，聚合物的浓度较低为10～50mg/mL，适用于制备直径在1μm以下的微球；聚合物b为聚乳酸、聚乙丙交酯、聚己内酯、聚乙烯醇、聚羟基乙酸等其中的一种或几种，聚合物的分子量为10～100kDa，聚合物的浓度为20～200mg/mL。
5.根据权利要求2所述一步法制备豆荚型多重药物缓释载体的方法，其特征在于，所述药物分子A和B分别为硫酸庆大霉素、链霉素、阿司匹林、甲硝唑、姜黄素、地塞米松、喹诺酮类、维生素类药物等其中的一种或多种，药物分子与聚合物的质量比为1:1～1:20。
6.根据权利要求2所述一步法制备豆荚型多重药物缓释载体的方法，其特征在于，所述核层用溶剂为甲酸、乙酸和水等其中的一种或多种；壳层用溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、四氢呋喃、丙酮、三氯甲烷等其中的一种或多种。
7.根据权利要求2所述一步法制备豆荚型多重药物缓释载体的方法，其特征在于，可以通过调节核层和壳层聚合物的种类、分子量、溶液浓度，调节静电喷雾时加载电压(范围5～15kV)、接收距离(范围5～30cm)、核层用载药聚合溶液Ⅰ流速(范围0.1～1.0mL/h)和壳层用载药聚合物溶液Ⅱ流速(范围0.1～1.0mL/h)等相关参数来控制核层载药微球的粒径大小及壳层棒状载体的长径比。
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