CN111450043A - 一种兽用褪黑素缓释植入剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种兽用褪黑素缓释植入剂及其制备方法与应用，属于兽药技术领域。本发明所述缓释植入剂由褪黑素10%～30%，生物相容性材料30%～90%，亲水性释放调节剂0%～60%组成。本发明通过体外释放试验和动物试验证明，本发明提供的缓释植入剂首先能够达到长效缓释褪黑素的目的，提升褪黑素的生物利用度；其次，可以有效降低奶山羊体细胞数，大大缩短治疗奶山羊乳腺炎的时间，提高羊奶质量。本发明在缓释植入剂生产过程中避免有机溶剂的使用，并且确保了其精准的药物含量和生产的可重复性。

Description

一种兽用褪黑素缓释植入剂及其制备方法与应用
发明领域
本发明属于兽药技术领域，具体涉及一种兽用褪黑素缓释植入剂及其制备方法与应用。
发明背景
褪黑素(Melatonin, MLT) ,又名脑白金或松果体素,是哺乳动物和人类的松果体分泌的一种具有广泛生理和药理作用的神经内分泌激素，不仅和生物节律有关，还与调节免疫力和动物繁殖性能有关，褪黑素具有清除活性氧、抗衰老、抗炎症和增强机体抵抗力的功能。研究报道，人体口服MLT其绝对生物利用度仅15%，个体差异大，在人体内的吸收也很不稳定，首过效应明显，服用同一剂量的MLT在不同个体中可有10-20倍的差异表现。MIL经口服进入体内后经被动扩散吸收入血，其仅与血浆蛋白结合，结合率约33%，其结合非常疏松且不饱和。褪黑素口服吸收具有部位特异性，而且其生物利用度与剂量有关，MLT不同给药途径其生物利用度有明显差异。
近年来，褪黑素在畜禽中的应用越来越多，诸多研究报道了通过不同外源褪黑素处理方式，并探究褪黑素在体内的分泌规律和代谢速率，可以证明在奶牛养殖过程中，使用褪黑素抗氧化复合物可以提高产后奶牛的情期受胎率，降低奶牛体细胞数，提高牛奶品质。生物抗氧化剂具有一定的抗氧化能力和杀菌功能，可以提高机体免疫力，降低原奶中的体细胞数，降低乳房炎发病率，而褪黑素是一种强效抗氧化剂。研究表明，皮下注射4.46mg褪黑素对于体细胞数在30万～100万个/m L的高产奶牛体细胞降低更明显，下降幅度为16万～30万个/m L，褪黑素还缩短了乳房炎治疗时间，降低了乳房炎奶牛患酸中毒和酮病的风险，且皮下注射效果要明显优于饲喂的效果。奶牛在遭受应激时，皮质醇分泌量会增多，抑制机体的免疫功能，出现免疫器官萎缩，对疾病的抵抗能力下降。而研究发现，褪黑素可以降低皮质醇浓度，从而减少皮质醇对免疫的抑制作用。有研究发现，过表达AANAT山羊体内具有更高的褪黑素水平，通过调控巨噬细胞自噬，具有更好的抗炎症能力。专利CN104784171B指出一定浓度的褪黑素可以有效降低奶牛体细胞数，提高牛奶质量。基于以上背景，可以充分说明褪黑素对奶牛乳房炎具有一定的治疗作用，并且可以提高奶牛的抗炎症能力，可以作为一种添加剂来控制奶牛体细胞数。
目前，在畜禽中，主要褪黑素的给药方式为灌服、饲喂或皮下注射，该类方式虽然快捷方便，但仍然存在很大的问题。首先灌服或者饲喂方式给药，会使药物的吸收利用容易受消化道环境的影响，比如瘤胃微生物的影响；其次由于褪黑素半衰期较短，灌服或饲喂影响其生物利用度；再则皮下注射给药，每次注射本身就是一次应激和痛苦，且剂量不容易掌握。基于此，本发明提供了一种兽用褪黑素缓释植入剂及其制备方法和应用。
发明内容
为解决现有技术不足之处，本发明的目的在于提供一种兽用褪黑素缓释植入剂及其制备方法与应用。
为实现本发明目的，本发明的技术方案如下：
首先，本发明提供一种兽用褪黑素缓释植入剂，所述缓释植入剂由以下重量百分比的原料组成：褪黑素10%～30%，生物相容性材料30%～90%，亲水性释放调节剂0%～60%组成。
进一步地，作为一种兽用褪黑素缓释植入剂的优化，所述生物相容性材料为聚己内酯、医用聚酐或乙烯/醋酸乙烯酯共聚物中的一种；所述聚己内酯的重均分子量为40000，医用聚酐的重均分子量为80000，乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的重均分子量为60000。
进一步地，作为一种兽用褪黑素缓释植入剂的优化，所述亲水性释放调节剂为明胶或聚乙二醇；所述明胶的重均分子量为100000，聚乙二醇的重均分子量为1000-4000。
另一方面，本发明提供一种兽用褪黑素缓释植入剂的制备方法，按照以下步骤制备：
（1）按照重量百分比褪黑素10%～30%，生物相容性材料30%～90%，亲水性释放调节剂0%～60%，分别准确称取原料；
（2）将褪黑素，生物相容性材料，亲水性释放调节剂投入到温度为60-80℃的挤出机中，以50-70rpm的速率搅拌，搅拌时间为60-90min，并通过内径为1-5mm的口模挤出；
（3）在-100～-20℃温度下，将挤出药物及材料的共混物冷却固化；
（4）将冷却固化完全的药物及材料的共混物截成5-40mm的药棒，并用钴60照射杀菌，既得本发明褪黑素缓释植入剂，植入剂单剂量包装，包装容器杀菌，并避光密封贮存。
另一方面，本发明提供褪黑素缓释植入剂应用于防治奶山羊乳房炎和降低奶山羊体细胞。
有益效果
本发明提供一种兽用褪黑素缓释植入剂及其制备方法与应用，本发明所述缓释植入剂由褪黑素10%～30%，生物相容性材料30%～90%，亲水性释放调节剂0%～60%组成。本发明通过体外释放试验和动物试验证明，本发明提供的缓释植入剂首先能够达到长效缓释褪黑素的目的，明显提升褪黑素的生物利用度；其次，可以有效降低奶山羊体细胞数，大大缩短治疗奶山羊乳腺炎的时间，提高羊奶质量。本发明在缓释植入剂生产过程中避免有机溶剂的使用，并且确保了其精准的药物含量和生产的可重复性。
附图说明
图1为药品M1-M4在PBS（pH=7.4）中的药物累积释放曲线图
图2为体细胞数在50-75万/mL的奶山羊埋植药品M1后体细胞数量变化曲线图
图3 为体细胞数在75-150万/mL的奶山羊埋植药品M1后体细胞数量变化曲线图。
具体实施方式
实施例1
一种兽用褪黑素缓释植入剂，按照以下步骤制备而成：
（1））称重2.5kg褪黑素及6.5kg生物相容性材料聚已内酯，1.0kg亲水性释放调节剂明胶 (聚已内酯与明胶的重均分子量分別均为40000和100000)；
（2）将褪黑素、聚已内酯与明胶投入到加热到75℃的挤出机中,以50rpm的速率搅拌，搅拌时间为60min，并通过内径为1mm的口模挤出；
（3）在-20℃温度下，将挤出机挤出的药物及材料的共混物冷却固化；
（4）将冷却固化完全的药物及材料的共混物截成5mm的药棒，钴60照射灭菌，植入剂单剂量包装，包装容器灭菌，即得褪黑素缓释植入剂并应避光密封贮存。
实施例2
一种兽用褪黑素缓释植入剂，按照以下步骤制备而成：
（1）称重2.5kg褪黑素及7.0kg生物相容性材料聚已内酯，0.5kg亲水性释放调节剂明胶(聚已内酯与明胶的重均分子量分別均为40000和100000)；
（2）将褪黑素、聚已内酯与明胶投入到加热到75℃的挤出机中,以50rpm的速率搅拌，搅拌时间为60min，并通过内径为1mm的口模挤出；
（3）在-20℃温度下，将挤出机挤出的药物及材料的共混物冷却固化；
（4）将冷却固化完全的药物及材料的共混物截成5mm的药棒，钴60照射灭菌，植入剂单剂量包装，包装容器灭菌，即得褪黑素缓释植入剂并应避光密封贮存。
实施例3
一种兽用褪黑素缓释植入剂，按照以下步骤制备而成：
（1）称重2.5kg褪黑素及7.0kg生物相容性材料聚已内酯，0.5kg亲水性释放调节剂聚乙二醇(聚已内酯与聚乙二醇的重均分子量分別均为40000和4000)；
（2）将褪黑素、聚已内酯与聚乙二醇投入到加热到75℃的挤出机中,以50rpm的速率搅拌，搅拌时间为60min，并通过内径为1mm的口模挤出；
（3）在-20℃温度下，将挤出机挤出的药物及材料的共混物冷却固化；
（4）将冷却固化完全的药物及材料的共混物截成5mm的药棒，钴60照射灭菌，植入剂单剂量包装，包装容器灭菌，即得褪黑素缓释植入剂并应避光密封贮存。
实施例4
一种兽用褪黑素缓释植入剂，按照以下步骤制备而成：
（1））称重2.5kg褪黑素及7.5kg生物相容性材料聚已内酯，(聚已内酯的重均分子量分別均为40000)；
（2）将褪黑素、聚已内酯与明胶投入到加热到75℃的挤出机中,以50rpm的速率搅拌，搅拌时间为60min，并通过内径为1mm的口模挤出；
（3）在-100℃温度下，将挤出机挤出的药物及材料的共混物冷却固化；
（4）将冷却固化完全的药物及材料的共混物截成5mm的药棒，钴60照射灭菌，植入剂单剂量包装，包装容器灭菌，即得褪黑素缓释植入剂并应避光密封贮存。
实施例5
一种兽用褪黑素缓释植入剂，按照以下步骤制备而成：
（1）称重1kg褪黑素、3kg生物相容性材料医用聚酐、6kg亲水性释放调节剂聚乙二醇(医用聚酐及聚乙二醇的重均分子量分別均为80000和1000)；
（2）将褪黑素、医用聚酐与聚乙二醇投入到加热到80℃的挤出机中,以50rpm的速率搅拌，搅拌时间为70min，并通过内径为1mm的口模挤出；
（3）在-50℃温度下，将挤出机挤出的药物及材料的共混物冷却固化；
（4）将冷却固化完全的药物及材料的共混物截成5mm的药棒，钴60照射灭菌，植入剂单剂量包装，包装容器灭菌，即得褪黑素缓释植入剂并应避光密封贮存。
实施例6
一种兽用褪黑素缓释植入剂，按照以下步骤制备而成：
（1）称重1kg褪黑素及9kg生物相容性材料医用聚酐(医用聚酐的重均分子量为40000)；
（2）将褪黑素、医用聚酐投入到加热到75℃的挤出机中,以50rpm的速率搅拌，搅拌时间为60min，并通过内径为5mm的口模挤出；
（3）在-100℃温度下，将挤出机挤出的药物及材料的共混物冷却固化；
（4）将冷却固化完全的药物及材料的共混物截成40mm的药棒，钴60照射灭菌，植入剂单剂量包装，包装容器灭菌，即得褪黑素缓释植入剂并应避光密封贮存。
实施例7
一种兽用褪黑素缓释植入剂，按照以下步骤制备而成：
（1）称重7kg褪黑素及3kg生物相容性材料乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的重均分子量为60000）；
（2）将褪黑素、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物投入到加热到60℃的挤出机中,以50rpm的速率搅拌，搅拌时间为80min，并通过内径为3mm的口模挤出；
（3）在-20℃温度下，将挤出机挤出的药物及材料的共混物冷却固化；
（4）将冷却固化完全的药物及材料的共混物截成20mm的药棒，钴60照射灭菌，植入剂单剂量包装，包装容器灭菌，即得褪黑素缓释植入剂并应避光密封贮存。
为了进一步说明本发明褪黑素缓释植入剂的缓释和治疗效果，对其进行了体外释放试验和动物试验。
1.体外释放试验
将实施例1-4所制备的植入剂用分别用M1、M2、M3和M4表示。各组药品成分组成如表1所示。
表1样品M1-M4各成分组成及重量。
药品 褪黑素（kg） 明胶（kg） 聚乙二醇（kg） 聚己内酯（kg）
M1 2.5 1 6.5
M2 2.5 0.5 7
M3 2.5 0.5 6.5
M4 2.5 7.5
每种植入剂取3个样品（n=3），分别置于3个15mL试管中，每个试管中加入10mL，pH=7.4的PBS释放液，并将试管浸入37℃恒温水浴振荡器中，振摇速度为50r/min。在预定的时间点，移取5mL释放液，经微孔滤膜过滤后，用HPLC测定褪黑素浓度，并在试管中补充5mL新鲜释放液。根据测定的褪黑素浓度，计算体外累积释放度，结果见图1。
图1是药品M1-M4在PBS（pH=7.4）中的药物累积释放曲线。M1和M2在110h内其累积释放度平均分别为97.01%和80.05%， M2、M3和M4在240h内累积释放度分别为97.53%、98.03%和75.69%。对比M2、M3和M4可知，在载药量相同的情况下，植入剂中添加明胶或聚乙二醇，药物释放明显加快；对比M1和M2可知，随着明胶含量的增加，药物释放速度也随着增加。植入剂中添加的聚乙二醇或明胶均为亲水性高分子，一方面该类分子的存在会使植入剂的吸水性变强，从而使得药物溶解更快；另一方面它们也会从植入剂中溶出到释放介质中，产生孔隙，有利于药物的溶出。
2.动物试验
2.1 材料和方法
2.1.1 试验动物
选择体细胞数（SCC）在50～75万/mL，75～150万/ mL的泌乳初期奶山羊（相同体况，2～4胎次）各40只，共80只。
2.1.2 试验材料
本发明实施例1药品M1，18G穿刺针，采样瓶，奶杯，MilkoScanFT2乳品分析仪
2.1.3 试验方法
根据奶山羊场DHI检测报告，选择SCC在50～75万/ mL、75～150万/ mL的泌乳初期奶山羊各40只，共80只。
将SCC在50～75万/ mL、75～150万/ mL水平的泌乳羊各分为两组，共4组。第一组为对照组不给药，第二组试验组每只奶山羊右耳耳廓皮下植入15mg药品M1。试验期为22天，共采集奶样15次，每天采集的奶样立即测定细胞数。试验在5月份进行，试验期间所有奶山羊正常饲喂全混合日粮。
2.1.4 数据统计分析
数据统计采用SPSS 22.0统计软件，所有数据结果用平均数±SD表示。单个均数间的比较采用单因素方差分析，多个均数间的比较采用Duncans多重比较完成，P＜0.05表明两组数据相比差异显著。
2.2 结果和分析
2.2.1 体细胞数在50-75万/mL的奶山羊埋植药品M1后体细胞数量变化
皮下埋植植入剂前，试验组和对照组体细胞分别为71.10±20.50 和65.00±15.20，差异不显著（p＞0.05）,皮下埋植植入剂后，试验组体细胞下降，第6天试验组和对照组体细胞分别为45.90±7.80和 68.30±13.00，差异显著（p＜0.05）,第12天、第20天试验组和对照组体细胞差异显著（p＜0.05），第22天试验组体细胞数上升到59.10±10.21万/mL，试验组和对照组体细胞数差异不显著（p＞0.05）。如图2体细胞数在50-75万/mL的奶山羊埋植药品M1后体细胞数量变化曲线所示。
2.2 体细胞数在75-150万/mL的奶山羊埋植药品M1后体细胞数量变化
皮下埋植植入剂前，试验组和对照组体细胞分别为 141.20±18.80 和 135.50±21.00，差异不显著（p＞0.05）,皮下埋植植入剂后，试验组体细胞下降，第6天试验组和对照组体细胞分别为 75.31±12.11和 140.80±16.81 ，差异显著（p＜0.05）,第12天、第22天试验组和对照组体细胞差异显著（p＜0.05），第22天试验组体细胞数降到40.19±8.12万/mL。如图3体细胞数在75-150万/mL的奶山羊埋植药品M1后体细胞数量变化曲线所示。
3 结论
研究表明，给泌乳初期奶山羊右耳耳廓皮下植入15mg MLT缓释植入剂M1，能显著降低羊奶中的体细胞数量，体细胞数量在50-75万/mL的奶山羊，试验组前16天体细胞数比对照组均有显著下降（p＜0.05）；体细胞数在75-150万/mL的奶山羊，体细胞数降幅达71.01%，体细胞数降到40.19±8.12万/mL。同时发现患乳房炎的个体治疗天数明显缩短（p＜0.05），埋植植入剂后，乳房炎奶山羊的平均治疗天数为4.80±1.38，未埋植植入剂的乳房炎奶山羊平均治疗天数为6.97±1.20。
以上试验结果可以充分说明，本发明提供的缓释植入剂能够达到长效缓释褪黑素的目的，明显提升褪黑素的生物利用度；其次，可以有效降低奶山羊体细胞数，大大缩短治疗奶山羊乳腺炎的时间，提高羊奶质量。本发明药品采用皮下植入的给药方式能够有效减少消化道环境对褪黑素的影响，减弱褪黑素的首过效应，较为明显的提升了其生物利用度。本发明在缓释植入剂生产过程中避免有机溶剂的使用，并且确保了其精准的药物含量和生产的可重复性。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种兽用褪黑素缓释植入剂，其特征在于，所述缓释植入剂由以下重量百分比的原料组成：褪黑素10%～30%，生物相容性材料30%～90%，亲水性释放调节剂0%～60%组成。
2.根据权利要求1所述一种兽用褪黑素缓释植入剂，其特征在于，所述生物相容性材料为聚己内酯、医用聚酐或乙烯/醋酸乙烯酯共聚物中的一种；所述聚己内酯的重均分子量为40000，医用聚酐的重均分子量为80000，乙烯/醋酸乙烯酯共聚物的重均分子量为60000。
3.根据权利要求1所述一种兽用褪黑素缓释植入剂，其特征在于，所述亲水性释放调节剂为明胶或聚乙二醇；所述明胶的重均分子量为100000，聚乙二醇的重均分子量为1000-4000。
4.一种兽用褪黑素缓释植入剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法按照以下步骤制备：
（1）按照重量百分比褪黑素10%～30%，生物相容性材料30%～90%，亲水性释放调节剂0%～60%，分别准确称取原料；
（2）将褪黑素，生物相容性材料，亲水性释放调节剂投入到温度为60-80℃的挤出机中，以50-70rpm的速率搅拌，搅拌时间为60-90min，并通过内径为1-5mm的口模挤出；
（3）在-100～-20℃温度下，将挤出药物及材料的共混物冷却固化；
（4）将冷却固化完全的药物及材料的共混物截成5-40mm的药棒，并用钴60照射杀菌，既得本发明褪黑素缓释植入剂，植入剂单剂量包装，包装容器杀菌，并避光密封贮存。
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