CN110237049A - 一种制备药物白蛋白纳米粒的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备药物白蛋白纳米粒的方法,属于药物制剂技术领域。该方法利用无生物毒性的金属盐或非盐类化合物作为凝固剂,利用无生物毒性的天然化合物作为交联剂,采用少量乙醇等几乎无毒的溶剂作为药物溶剂。利用空化作用瞬间释放的能量形成纳米粒。本发明所涉及的药物白蛋白纳米粒制备方法的优点在于环境友好,不使用中高毒性的有机溶剂,不涉及乳化挥发过程,并且纳米粒的凝固和分散作用同时完成,工艺步骤少,耗时短。经该方法制备获得的药物白蛋白纳米粒的粒径一般小于800nm。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备药物白蛋白纳米粒的方法,具体的说是一种白蛋白、凝固剂和疏水性抗肿瘤药物组成的药物白蛋白纳米粒制备方法,属于药物制剂技术领域。
背景技术
癌症是一种具有高死亡率的疾病,严重威胁人类健康。传统抗癌药物(如紫杉烷类、阿霉素类、喜树碱类和姜黄素等)的水溶性和膜渗透性均较差,生物利用度较低,并且具有很强的毒副作用,为提高药物的有效性和降低毒副作用,纳米药物传递系统应运而生。
纳米药物传递系统是药物递送系统的重要分支,将药物包载于载体,利用其纳米特性(尺寸小、表面带电,形状可变)或连接特异性配体,可以特定地改变药物在体内释放、分布和代谢方式,实现药物在靶组织(即病变、炎症、癌变等组织)中的蓄积或特异性结合。增加药物渗透性且保留EPR效应,同时减少全身性毒副作用,提高患者的顺应性。
白蛋白是一种大分子物质,是人体血浆中含量最高的蛋白质。它具有无毒,可生物降解,生物相容好,水溶性高,无免疫原性,易于净化和稳定的特性,因此被视为疏水性药物的理想载体,可以包载紫杉醇,姜黄素,羟基喜树碱等抗癌药物并制成纳米粒。由美国AbraxisBioScience公司开发的紫杉醇白蛋白纳米粒已被批准临床使用。基于白蛋白的纳米药物传递系统可以增强药物在肿瘤组织的渗透和滞留效应,并提高肿瘤对药物的摄取,从而降低了毒副作用。
近年来,人们一直在为开发白蛋白纳米粒制备的新技术不断努力。US2006121119、US6537579、US6749868、CN03108361.7和CN200610077006.4等公开了一种制备载药白蛋白纳米粒的方法。该方法将含药的有机相(如氯仿、二氯甲烷等)和白蛋白水溶液经高压匀质处理后,获得纳米乳,经0.22μm微孔滤膜过滤灭菌后,真空蒸发除去有机溶剂后,冷冻干燥后得到载药白蛋白纳米颗粒。该方法的缺点是使用了与水不相互混溶且对人体具有较高毒性的有机溶剂(如氯仿、二氯甲烷等)。
CN102274190A公开了一种制备白蛋白纳米颗粒的方法。该方法将药物溶解于叔丁醇中作为有机相,白蛋白及冻干保护剂溶解到水中作为水相,将有机相加入到水相中,搅拌溶解后将所得的澄明溶液经微孔滤膜过滤除菌,最后冷冻干燥即得载药白蛋白纳米颗粒。该方法中用到了中等毒性的叔丁醇溶剂,且叔丁醇使用量较大(叔丁醇与水的体积比大于1:4)。
CN 102908321A公开了一种药物白蛋白结合型紫杉醇纳米粒的制备方法。该方法将紫杉醇溶解于无水乙醇,加入植物油,混合均匀。将人血清白蛋白、表面活性剂、冻干保护剂、稳定剂溶解于注射用水。将水相和油相混合均匀,并加入pH调节剂,经0.22 μm滤膜过滤后得到微乳溶液,将微乳冻干后即得白蛋白结合型紫杉醇纳米冻干制剂。该方法中未涉及白蛋白的变性反应,本质上制备的是含水溶性白蛋白的紫杉醇微乳冻干粉末。
CN 104490847 A 公开了一种热变性制备稳定白蛋白纳米颗粒的方法。该方法将白蛋白溶解于水中,然后向白蛋白水溶液中加入香草醛或其类似物,待溶解后于在10~120℃下进行反应0.5~360min,得到纳米颗粒溶液,然后将该混悬液在0~25℃下透析除去多余的香草醛或其类似物,得到的白蛋白纳米颗粒溶液经干燥脱水处理,即得到白蛋白纳米颗粒。该制备方法中,透析时间一般为24h,耗时较长,蛋白微粒有降解的可能性。另外,香草醛难溶于冷水,在热水中溶解度较低,这将影响其交联效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种环境友好的药物白蛋白纳米粒的制备方法。本发明提供的药物白蛋白纳米粒主要含有白蛋白、凝固剂和疏水性抗肿瘤药物。可选择性使用天然交联剂。该方法中的空化作用,可使白蛋白分子间快速发生交联,该方法未使用中等或高等毒性有机溶剂作为疏水性药物溶剂,也未使用中等或高等毒性的交联剂,安全环保,并且由于该方法中凝固和分散作用同时进行,未涉及乳化挥发过程,所以操作简便,耗时短。所制备的药物白蛋白纳米粒粒度较小,性质稳定。
为了实现本发明的目的,本发明的技术方案如下:
本发明提供了一种药物白蛋白纳米粒,该药物白蛋白纳米粒组成包括白蛋白、凝固剂和疏水性抗肿瘤药物。
本发明提供的药物白蛋白纳米粒中凝固剂和白蛋白的重量比为1:100~1:10。疏水性抗肿瘤药物和白蛋白的重量比为1:20~1:1。
优选地,所述药物白蛋白纳米粒中凝固剂和白蛋白的重量比为1:50~1:30。疏水性抗肿瘤药物和白蛋白的重量比为1:15~1:10。
其制备方法,包括以下步骤:
1)配制体积质量浓度为1~50mg/ml的白蛋白水溶液;
优选地,所述白蛋白水溶液的浓度为10~20mg/ml;
2)在白蛋白水溶液中加入0.01~0.1倍白蛋白质量的金属盐或非盐类化合物作为凝固剂,使其溶解完全;
3)将步骤2)的溶液于15~25℃环境下进行高压均质;
优选地,所述的环境温度为20℃;
4)将疏水性抗肿瘤药物溶解于乙醇或其它与水可混溶有机溶剂中,完全溶解后,于15~25℃环境下快速滴入步骤3)的体系中;
5)继续高压均质,并将体系升温至55℃之上,均质3~10个循环后收集白蛋白纳米粒混悬液;
优选地,所述体系的温度上升至65~70℃;
6)若需要加强固化作用,可在快速搅拌下(500~1000 转/分钟)将天然交联剂加入混悬液中,交联时间为30~120分钟;
优选地,所述的交联时间为30分钟;
7)将包裹药物的白蛋白纳米粒混悬液在10000转/分钟的转速下离心8分钟,弃去上清液,将沉淀物置于冰箱中预冻,经冷冻干燥后得到载药白蛋白纳米粒粉末。
本发明技术方案中得到的白蛋白纳米粒平均粒径50~800nm。
本发明技术方案中所述的白蛋白分子包括人血清白蛋白、牛血清白蛋白、重组人血清白蛋白或它们的组合。
优选地,所述白蛋白为牛血清白蛋白。
本发明技术方案中所述的凝固剂包括金属盐和非盐类化合物。金属盐包括乳酸钙、醋酸钙、硫酸钙、碳酸钙、果糖二磷酸钙、葡萄糖酸钙、氯化钙,氯化镁、氯化钠或它们的组合,非盐类化合物包括葡萄糖酸内酯。
优选地,所述凝固剂为氯化钙、氯化镁或醋酸钙。
本发明技术方案中所述的疏水性抗肿瘤药物是紫杉烷类、阿霉素类、喜树碱类、长春碱类、姜黄素或它们的组合。
优选地,所述疏水性抗肿瘤药物为紫杉醇。
本发明技术方案中所述的与水可混溶有机溶剂,包括低毒性的醇类、二甲基亚砜或它们的组合。
优选地,所述的与水可混溶有机溶剂为乙醇或二甲基亚砜。
本发明技术方案中所述的天然交联剂,包括单宁酸、京尼平。
优选地,所述的天然交联剂为单宁酸。
本发明技术方案中所述的高压均质,包括柱塞泵高压均质和高压微射流均质。
优选地,所述的高压均质为柱塞泵高压均质。
本发明技术方案中所述的产生凝固纳米粒的高压均质压力范围为30~120MPa。
优选地,所述的产生凝固纳米粒的高压均质压力范围为50~80MPa。
本发明的有益效果是:本发明所阐述的方案主要解决的技术问题是提供一种安全环保,操作简便的制备方法,能够解决目前白蛋白纳米粒制备过程中,需要使用中高毒性有机溶剂,并且需要耗时较长的有机溶剂挥发步骤的问题。该方法利用无生物毒性的金属盐或非盐类化合物作为凝固剂,利用无生物毒性的天然化合物作为交联剂,采用少量乙醇等几乎无毒的溶剂作为药物溶剂。利用空化作用实现分子间快速交联,从而得到药物白蛋白纳米粒。本发明所涉及的药物白蛋白纳米粒制备方法的优点在于环境友好,不使用中高毒性的有机溶剂,并且纳米粒的凝固和分散作用同时完成,工艺步骤少,耗时短。经该方法制备获得的药物白蛋白纳米粒的粒径一般小于800nm。
附图说明
图1为本发明制备方法流程图。
图2为经高压均质空化作用获得的紫杉醇白蛋白纳米粒透射电镜图。
图3为经高压均质空化作用获得的紫杉醇白蛋白纳米粒的粒径分布图。
图4为经高压均质空化作用获得的紫杉醇白蛋白纳米粒的红外光谱图。
图5为经高压均质空化作用获得的紫杉醇白蛋白纳米粒的X射线衍射谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,以助于理解本发明的内容。
实施例1
紫杉醇0.4g
牛血清白蛋白 8g
氯化钙0.08g
制备工艺:
(1)将紫杉醇0.4g加入10ml无水乙醇中溶解。
(2)将8g牛血清白蛋白、0.08g氯化钙,加入400ml注射用水中溶解。
(3)在室温下,将步骤2中的溶液加入柱塞泵高压均质机料杯中,在15MPa下进行均质。同时,将步骤1中的药物乙醇溶液,利用蠕动泵快速滴入均质机料杯中,滴速为10ml/min。待药物溶液全部滴入后,将均质压力提高到50MPa,同时,将均质温度提高至65℃(通过热水循环进行加热)。50MPa均质3个循环后,将压力提高至80MPa,均质5个循环。将混悬液冷却至室温,置于高速离心机中,10000r/min转速下离心8min。弃去上清液,将沉淀物置于-40℃冰箱预冻8h后,冷冻干燥12h,即得到紫杉醇的白蛋白纳米粒冻干粉末。
所得紫杉醇白蛋白纳米粒在水中重新分散后的透射电镜图如图2所示,动态光散射粒径分布如图3所示,其平均粒径为285 nm,紫杉醇白蛋白纳米粒的红外光谱图如图4所示,X射线衍射谱图如图5所示。
实施例2
紫杉醇0.15g
人血清白蛋白 1.5g
醋酸钙0.15g
单宁酸 0.3g
制备工艺:
(1)将紫杉醇0.15g加入3ml无水乙醇中溶解。
(2)将1.5g人血清白蛋白、0.15g醋酸钙,加入30ml注射用水中溶解。
(3)在室温下,将步骤2中的溶液放入高压微射流均质机料杯中,在15MPa下进行均质。同时,将步骤1中的药物乙醇溶液,利用蠕动泵快速滴入料杯中,滴速为10ml/min。待药物溶液全部滴入后,将均质压力提高到50MPa,并利用温控系统将高压均质的温度提高至70℃,50MPa均质3个循环后,将压力提高至100MPa,均质3个循环。将混悬液自然冷却至35℃,向混合体系中加入质量浓度1%的单宁酸溶液(含单宁酸0.3g),置于恒温磁力搅拌器中(35℃、1000 r/min),交联30分钟。将获得的混悬液置于高速离心机中,10000r/min转速下离心8min。弃去上清液,将沉淀物置于-40℃冰箱预冻8h后,冷冻干燥12h,即得到紫杉醇白蛋白纳米粒冻干粉末。
所得紫杉醇白蛋白纳米粒在水中重新分散后,平均粒径为652nm,用HPLC法测定紫杉醇的包封率为84.2%。
实施例3
阿霉素0.5g
牛血清白蛋白 10g
乳酸钙 0.5g
制备工艺:
(1)将阿霉素0.5g加入20ml二甲基亚砜中溶解。
(2)将10g牛血清白蛋白、0.5g乳酸钙,加入200ml注射用水中溶解。
(3)在室温下,将步骤2中的溶液加入柱塞泵高压均质机料杯中,在15MPa下进行均质。同时,将步骤1中的阿霉素二甲基亚砜溶液,利用蠕动泵快速滴入均质机料杯中,滴速为10ml/min。 待药物溶液全部滴入后,将均质压力提高到120MPa,同时,将均质温度提高至70℃(通过热水循环进行加热)。均质3个循环。将混悬液冷却至室温,置于高速离心机中,10000r/min转速下离心8min。弃去上清液,将沉淀物置于-40℃冰箱预冻8h后,冷冻干燥12h,即得到阿霉素白蛋白纳米粒冻干粉末。
所得阿霉素白蛋白纳米粒在水中重新分散后的平均粒径为278nm。
实施例4
姜黄素0.5g
牛血清白蛋白 5g
氯化镁0.25g
京尼平 1g
制备工艺:
(1)将0.5g姜黄素加入25ml无水乙醇中溶解。
(2)将5g牛血清白蛋白、0.25g氯化镁,加入200ml注射用水中溶解。
(3)在室温下,将步骤2中的溶液放入高压微射流均质机料杯中,在15MPa下进行均质。同时,将步骤1中的姜黄素乙醇溶液,利用蠕动泵快速滴入料杯中,滴速为10ml/min。待药物溶液全部滴入后,将均质压力提高到50MPa,并利用温控系统将高压均质的温度提高至65℃,50MPa均质5个循环后,将压力提高至80MPa,均质5个循环。将混悬液自然冷却至35℃,向混合体系中加入质量浓度1%的京尼平溶液(含京尼平1g),置于恒温磁力搅拌器中(35℃、1000 r/min),交联2h。将获得的混悬液置于高速离心机中,10000r/min转速下离心8min。弃去上清液,将沉淀物置于-40℃冰箱预冻8h后,冷冻干燥12h,即得到姜黄素白蛋白纳米粒冻干粉末。
实施例5
羟基喜树碱 0.1g
牛血清白蛋白2g
醋酸钙 0.25g
制备工艺:
(1)将0.1g羟基喜树碱加入20ml二甲基亚砜中溶解。
(2)将2g牛血清白蛋白、0.25g醋酸钙,加入100ml注射用水中溶解。
(3)在室温下,将步骤2中的溶液放入柱塞泵高压均质机料杯中,在15MPa下进行均质。同时,将步骤1中的药物二甲基亚砜溶液,利用蠕动泵快速滴入料杯中,滴速为10ml/min。待药物溶液全部滴入后,将均质压力提高到30MPa,并利用温控系统将高压均质的温度提高至65℃,30MPa均质3个循环后,将压力提高至100MPa,均质3个循环。将混悬液自然冷却至室温。将获得的混悬液置于高速离心机中,10000r/min转速下离心8min。弃去上清液,将沉淀物置于-40℃冰箱预冻8h后,冷冻干燥12h,即得到羟基喜树碱白蛋白纳米粒冻干粉末。
所得羟基喜树碱白蛋白纳米粒在水中重新分散后,平均粒径为293nm,用HPLC法测定羟基喜树碱的包封率为92.2%。
Claims (10)
1.一种制备药物白蛋白纳米粒的方法,其特征在于:该方法按照如下步骤进行:
1)配制体积质量浓度为1~50mg/ml的白蛋白水溶液;
2)在白蛋白水溶液中加入0.01~0.1倍白蛋白质量的金属盐或非盐类化合物作为凝固剂,使其溶解完全;
3)将步骤2)的溶液于15~25℃环境下进行高压均质;
4)将疏水性抗肿瘤药物溶解于乙醇或其它与水可混溶有机溶剂中,完全溶解后,于15~25℃环境下快速滴入步骤3)的体系中;
5)继续高压均质,并将体系升温至55℃之上,均质3~10个循环后收集药物白蛋白纳米粒混悬液;
6)若需要加强固化作用,可在500~1000转/分钟快速搅拌下将天然交联剂加入混悬液中,交联时间为30~120分钟;
7)将包裹药物的白蛋白纳米粒混悬液在10000转/分钟的转速下离心8分钟,弃去上清液,将沉淀物置于冰箱中预冻,经冷冻干燥后得到药物白蛋白纳米粒粉末。
2.根据权利要求1所述的一种制备药物白蛋白纳米粒的方法,其特征在于:所述的白蛋白纳米粒平均粒径为50~800nm。
3.根据权利要求1所述的一种制备药物白蛋白纳米粒的方法,其特征在于:所述的白蛋白包括人血清白蛋白、牛血清白蛋白、重组人血清白蛋白或它们的组合。
4.根据权利要求1所述的一种制备药物白蛋白纳米粒的方法,其特征在于:疏水性抗肿瘤药物是紫杉烷类、阿霉素类、喜树碱类、长春碱类、姜黄素或它们的组合。
5.根据权利要求1所述的一种制备药物白蛋白纳米粒的方法,其特征在于:所述的金属盐包括乳酸钙、醋酸钙、硫酸钙、碳酸钙、果糖二磷酸钙、葡萄糖酸钙、氯化钙、氯化镁、氯化钠或它们的组合,非盐类化合物包括葡萄糖酸内酯。
6.根据权利要求1所述的一种制备药物白蛋白纳米粒的方法,其特征在于:所述的与水可混溶有机溶剂,包括低毒性的醇类、二甲基亚砜或它们的组合。
7.根据权利要求1所述的一种制备药物白蛋白纳米粒的方法,其特征在于:所述的天然交联剂,包括单宁酸、京尼平。
8.根据权利要求1所述的一种制备药物白蛋白纳米粒的方法,其特征在于:所述的疏水性药物与白蛋白的重量比为1:20~1:1。
9.根据权利要求1所述的一种制备药物白蛋白纳米粒的方法,其特征在于:所述的高压均质,包括柱塞泵高压均质和高压微射流均质。
10.根据权利要求1所述的一种制备药物白蛋白纳米粒的方法,其特征在于:所述的产生凝固纳米粒的高压均质压力范围为30~120MPa。
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