CN114588131B - 一种大麻素的微针制剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大麻素的微针制剂及其制备方法和应用，特别是大麻二酚的微针制剂及其制备方法和应用。上述微针制剂为可溶性微针，其可直接用于皮内给药，具有注射给药和透皮给药的双重优势，可极大的提高大麻素(例如大麻二酚)的透皮速率和吸收量，有效地改善其口服用药缺陷，提高其生物利用度，具有广阔的应用前景和市场价值。
Description
技术领域
本发明涉及制剂技术领域，具体涉及一种大麻素(特别是大麻二酚(CBD))的微针制剂及其制备方法和应用。
背景技术
大麻中成分种类繁多，人们已从大麻中提取分离出上百种大麻素类物质，其中主要的包括大麻二酚(CBD)、次大麻二酚(CBDV)、大麻酚(CBN)、大麻萜酚(CBG)、大麻环萜酚(CBC)、四氢大麻酚(THC)、Δ9-四氢化次大麻酚(THCV)等。大麻二酚(CBD)作为不具有成瘾性的大麻素，其制剂研究较为广泛，且已有开发上市的具有抗癫痫治疗作用的药品(EPIDIOLEX)；其在抗抑郁、抗焦虑、缓解疼痛、治疗皮肤病等治疗领域均有较多报道。
但是，由于大麻二酚水溶性较差，导致其口服生物利用度较低，口服给药并非用于治疗的最佳途径，且大麻二酚口服给药存在首过代谢，因此需要寻找替代的递送途径绕过首过效应来实现治疗效果。经皮给药途径即可避免首过代谢作用，但普通的经皮给药剂型(软膏、乳膏、贴剂等)受到角质层和活性表皮的共同阻碍，渗透性差，使大麻二酚难以透过皮肤。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种微针制剂，其包括微针基底和垂直(连接)于基底上的微针针体，其中，针体的基质材料由高分子材料制成，针体中包含活性成分。
具体地，上述微针为可溶性微针，针体的基质材料能够在皮肤中(部分或全部)溶解或降解。
具体地，上述活性成分均匀分散在针体的基质材料中。
具体地，上述活性成分包括大麻素，例如，大麻二酚(CBD)、次大麻二酚(CBDV)、大麻酚(CBN)、大麻萜酚(CBG)、大麻环萜酚(CBC)、四氢大麻酚(THC)、Δ9-四氢化次大麻酚(THCV)及其药学上可接受的盐，特别是大麻二酚。
具体地，以针体总质量计，针体中活性成分的量为0.01-80％(例如0.01％、0.1％、1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％)。
具体地，上述微针针体可以为一根或多根，特别是多根，例如上述微针制剂的规格可以为36-278针体/平方厘米。
具体地，上述针体的长度可以为100-1000μm(例如100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000μm)。
具体地，上述针体的形状可以为圆锥形或多面锥形(如四棱锥形)。
具体地，对于针体的基质材料，上述高分子材料为水溶性高分子材料。
在本发明的一个实施方式中，针体的基质材料为天然高分子，例如，单糖类和寡糖类(具体如，果糖、蔗糖、麦芽糖、海藻糖、棉子糖等)、多糖类(具体如，透明质酸或其盐(例如钠盐)、海藻酸钠、硫酸软骨素、纤维素、壳聚糖、甲壳素、羟丙基β环糊精、支链淀粉、葡聚糖等)、蛋白类(具体如蚕丝蛋白、胶原蛋白、明胶等)。
在本发明的另一实施方式中，针体的基质材料为合成高分子，例如，聚维酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚乙二醇(PEG)、甲基乙烯基醚-顺丁烯酸酐共聚物、聚乙醇酸(PGA)、卡波姆(PAA)、羧甲基纤维素(CMC)。
具体地，上述高分子材料的分子量为1k-2000kDa(例如1k、2k、3k、4k、5k、6k、7k、8k、9k、10k、20k、30k、40k、50k、60k、70k、80k、90k、100k、200k、300k、400k、500k、600k、700k、800k、900k、1000k、2000kDa)。
在本发明的一个实施例中，对于针体的基质材料，高分子材料为聚维酮，如聚维酮K30、聚维酮K90。
在本发明另一实施例中，对于针体的基质材料，高分子材料为透明质酸钠。
具体地，上述透明质酸或其盐(例如钠盐)的分子量可以为1k-200kDa(例如1k、2k、3k、4k、5k、6k、7k、8k、9k、10k、12k、14k、16k、18k、20k、25k、30k、35k、40k、45k、50k、60k、70k、80k、90k、100k、150k、200kDa)，特别是1-50kDa，1-20kDa，5-15kDa，5-12kDa。
具体地，上述聚维酮的分子量可以为10k-2000k(例如10k、20k、30k、40k、50k、60k、70k、80k、90k、100k、200k、300k、400k、500k、600k、700k、800k、900k、1000k、1200k、1300k、1400k、1500k、1600k、1800k、2000kDa)，特别是10k-100kDa、1000k-1500kDa。
具体地，以针体总质量计，针体中基质材料的量为0.1-99％(例如0.1％、1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％、99％)。
具体地，上述针体中还可以包含表面活性剂，例如，聚山梨酯、聚氧乙烯蓖麻油、磷脂、泊洛沙姆等。
具体地，以针体总质量计，针体中表面活性剂的量为0.1-30％(例如0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％、30％)。
具体地，上述针体中还可以包含其他适宜的药学上可接受的辅料，例如，防腐剂、保湿剂、吸收促进剂，等等。
具体地，上述微针基底可以由高分子材料制成。
具体地，对于上述微针基底，高分子材料为水溶性高分子材料，例如，果糖、蔗糖、麦芽糖、海藻糖、棉子糖、透明质酸或其盐(例如钠盐)、海藻酸钠、硫酸软骨素、纤维素、壳聚糖、甲壳素、羟丙基β环糊精、支链淀粉、葡聚糖、蚕丝蛋白、胶原蛋白、明胶、聚维酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚乙二醇(PEG)、甲基乙烯基醚-顺丁烯酸酐共聚物、聚乙醇酸(PGA)、卡波姆(PAA)、羧甲基纤维素(CMC)等。
在本发明的一个实施例中，上述微针基底由透明质酸钠制成。
具体地，对于微针基底，透明质酸或其盐(例如钠盐)的分子量可以为1k-200kDa(例如1k、2k、3k、4k、5k、6k、7k、8k、9k、10k、12k、14k、16k、18k、20k、25k、30k、35k、40k、45k、50k、60k、70k、80k、90k、100k、150k、200kDa)，特别是1-50kDa，1-20kDa，1-10kDa，1-5kDa。
具体地，上述微针针体中的高分子材料与微针基底中的高分子材料可以相同或不同。
在本发明的一个实施方式中，上述微针制剂为微针贴片，其还可以包含粘胶层、背衬层、防粘层。
本发明还提供一种上述微针制剂的制备方法，其包括将包含高分子材料和活性成分的液体加入微针模具的步骤。
具体地，上述制备方法包括如下步骤：
(1)制备包含第一高分子材料和活性成分的液体；
(2)将步骤(1)所得液体加入微针模具中，干燥(形成微针针体)；
(3)向步骤(2)的微针模具加入第二高分子材料的溶液，干燥(形成微针基底)。
具体地，步骤(1)中的液体可以为溶液、混悬液、熔融液等形式。
具体地，步骤(1)中溶液的溶剂为水或挥发类有机溶剂(如醇，具体如乙醇、丙醇等)。
具体地，上述第一高分子材料为水溶性高分子材料，例如，果糖、蔗糖、麦芽糖、海藻糖、棉子糖、透明质酸或其盐(例如钠盐)、海藻酸钠、硫酸软骨素、纤维素、壳聚糖、甲壳素、羟丙基β环糊精、支链淀粉、葡聚糖、蚕丝蛋白、胶原蛋白、明胶、聚维酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚乙二醇(PEG)、甲基乙烯基醚-顺丁烯酸酐共聚物、聚乙醇酸(PGA)、卡波姆(PAA)、羧甲基纤维素(CMC)等；在本发明的实施例中，上述第一高分子材料为聚维酮(例如K30、K90)、透明质酸或其盐(例如钠盐)。
具体地，上述第二高分子材料为水溶性高分子材料，例如，果糖、蔗糖、麦芽糖、海藻糖、棉子糖、透明质酸或其盐(例如钠盐)、海藻酸钠、硫酸软骨素、纤维素、壳聚糖、甲壳素、羟丙基β环糊精、支链淀粉、葡聚糖、蚕丝蛋白、胶原蛋白、明胶、聚维酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚乙二醇(PEG)、甲基乙烯基醚-顺丁烯酸酐共聚物、聚乙醇酸(PGA)、卡波姆(PAA)、羧甲基纤维素(CMC)等；在本发明的实施例中，上述第二高分子材料为透明质酸或其盐(例如钠盐)。
具体地，上述第一高分子材料与第二高分子材料可以相同或不同。
具体地，步骤(1)的液体中，微针针体基质材料的含量为1-50％(例如1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％，按质量计)。
具体地，步骤(1)的液体中，活性成分的含量为1-70％(例如1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％，按质量计)。
具体地，上述步骤(1)的液体中还可以包含表面活性剂，表面活性剂的含量可以为0.1-10％(例如0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、2％、3％、4％、5％、10％，按质量计)。
具体地，步骤(2)还包括通过离心、加压或抽真空等方式实现液体在模具中的完全填充，除去多余溶液。
具体地，步骤(2)的干燥方式可以为鼓风条件下干燥。
具体地，步骤(2)的干燥温度可以为30-45℃。
在本发明的一个实施方式中，步骤(1)包括：将第一高分子材料溶于溶剂中，再加入活性成分，得到溶液。
具体地，上述步骤(1)中第一高分子材料为聚维酮(例如K30、K90)。
在本发明的一个实施例中，上述步骤(1)中，第一高分子材料的溶液为40％-60％(例如40％、45％、50％、55％、60％)的聚维酮K30的乙醇溶液或20％-40％(例如20％、25％、30％、35％、40％)的聚维酮K90的乙醇溶液。
在本发明另一实施方式中，步骤(1)包括：分别将第一高分子材料和活性成分溶于溶剂中，得到第一高分子材料的溶液和活性成分的溶液，然后将两种溶液混合。
具体地，上述步骤(1)中第一高分子材料为透明质酸或其盐(例如钠盐)。
在本发明的一个实施例中，上述步骤(1)中，第一高分子材料的溶液为5％-25％(例如5％、10％、15％、20％、25％)透明质酸钠(水)溶液。
在本发明的一个实施例中，步骤(3)中，第二高分子材料的溶液为5％-50％(例如5％、10％、20％、30％、40％、50％)的透明质酸钠(水)溶液。
本发明还提供一种上述微针制剂在制备治疗和/或预防疾病的药物中的应用。
具体地，上述疾病可以为微针制剂中的活性成分可以治疗和/或预防的疾病，例如，对于大麻二酚，上述疾病可以为抑郁、焦虑、疼痛、皮肤病、癫痫、多发性硬化症、帕金森病、阿尔茨海默症、肿瘤、糖尿病、肥胖、动脉粥样硬化、炎症、肝损伤等等。
发明人开发了一种可直接皮内给药的微针制剂，具有注射给药和透皮给药的双重优势，可极大的提高大麻素(例如大麻二酚)的透皮速率和吸收量，有效地改善其口服用药缺陷，提高其生物利用度。此制剂形式同样适用于透皮效果较差的其他大麻素，具有广阔的应用前景和市场价值。
具体实施方式
除非另有定义，本发明中所使用的所有科学和技术术语具有与本发明涉及技术领域的技术人员通常理解的相同的含义。
“大麻素”为大麻植株中特有的次生代谢产物，其结构主要包括烷基间苯二酚或3,5-二羟基戊苯和单萜部分(例如，“常丽，李建军，黄思齐等.植物大麻活性成分及其药用研究概括.生命的科学.2018，38(2)：273-280”中所述)。本文中所用术语“大麻素”包括以下物质：大麻二酚(CBD)、次大麻二酚(CBDV)、大麻酚(CBN)、大麻萜酚(CBG)、大麻环萜酚(CBC)、四氢大麻酚(THC)、Δ9-四氢化次大麻酚(THCV)等以及这些大麻素化合物的药学上可接受的盐，特别是水溶性差或在水中分散性差的大麻素，例如大麻二酚。
本文所引用的各种出版物、专利和公开的专利说明书，其公开内容通过引用整体并入本文。
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
1)称取聚维酮(K30)10g，加入10g乙醇搅拌使溶解；
2)将大麻二酚20g加入到上述溶液中，加热使溶解，搅拌混匀备用；
3)将上述样品溶液加入到微针模具中，高速离心条件下使溶液完全填充到微针中；
4)置于30-45℃鼓风条件下干燥30分钟，向微针模具中加入5％的透明质酸钠(分子量约为3000Da)溶液作为背衬溶液，继续干燥8小时，即得含大麻二酚的微针制剂。
实施例2
1)称取聚维酮(K90)30g，加入70g的乙醇搅拌使溶解；
2)将大麻二酚3.33g加入到上述溶液中，加热使溶解，搅拌混匀备用；
3)将上述的样品溶液加入到微针模具中，抽真空条件下使溶液完全填充到微针中；
4)置于30-45℃鼓风条件下干燥30分钟，向微针模具中加入5％的透明质酸钠(分子量约为3000Da)溶液作为背衬溶液，继续干燥8小时，即得含大麻二酚的微针制剂。
实施例3
1)称取10g的透明质酸钠(分子量约为9000Da)，加入90g的纯化水，溶解后备用；
2)称取5g的乙醇溶液，加入5g的大麻二酚加热搅拌使溶解；
3)将步骤2)中的溶液加入到步骤1)中，加入0.5g的聚山梨酯80，搅拌使混悬；
4)将上述样品溶液加入到微针模具中，离心条件下使溶液完全填充到微针中；
5)置于30-45℃鼓风条件下干燥30分钟，向微针模具中加入5％的透明质酸钠(分子量约为3000Da)溶液作为背衬溶液，继续干燥8小时，即得含大麻二酚的微针制剂。
实施例4
采用熔融法制备微针制剂：将0.2g大麻二酚均匀加入微针模具表面，80℃下加热使大麻二酚呈熔融状态，真空条件下使熔融液填入微针中，冷却使大麻二酚凝固，加入5％的透明质酸钠(分子量约为3000Da)溶液作为背衬溶液，在30～45℃下干燥8小时，即得大麻二酚微针制剂。
实施例1-4所得微针，针体长度600μm，四棱锥形，规格为186针/平方厘米。
实施例5
大麻二酚微针的穿刺能力评价：
微针在使用过程中必须有一定的机械强度才能穿透皮肤角质层，通过铝箔穿刺实验对微针的机械强度进行了考察。铝箔穿刺时，拇指以5N的力按压微针直接穿刺一层铝箔(厚度:10μm)，若顺利通过，则对折铝箔再次穿刺，以此类推。结果发现，实施例2和3制备的大麻二酚微针可穿刺4层铝箔，说明其具有足够的机械强度，符合实验要求。而实施例4制备的大麻二酚微针易折，机械强度较差。
实施例6
透皮性能试验：
取离体大鼠皮肤穿刺，拇指以5N的力按压微针(实施例2和3制备)穿刺健康无损伤大鼠离体皮肤，停留30s后，以医用胶布固定微针，10min后拔出微针，用0.4％台盼蓝溶液浸染皮肤表面，10min后除去皮肤表面的染色剂，观察皮肤表面染色小孔的情况。结果大鼠皮肤表面呈现出蓝色点状矩阵，与微针矩阵排列和间隔一致。台盼蓝是一种细胞活性染料，无法透过角质层，但可以通过角质层的破损处将内部组织染色，因此皮肤表面只有被微针穿透之处才能呈现出蓝色小点。实验后大鼠皮肤表面的蓝色点阵证明了大麻二酚微针可以成功的穿透大鼠皮肤。
实施例7
皮肤渗透试验：
1)离体皮肤制备：取健康大鼠，采用乙醚安乐死法处死大鼠，用剪刀剪去其腹部长毛后，用刀片小心刮净绒毛，迅速剥离其腹部皮肤，用脱脂棉擦除皮下脂肪及其他皮下组织，于-80℃下密封冷冻保存备用。
2)受试软膏制备：称取大麻二酚(CBD)10.0g、白凡士林70.0g、羊毛脂20.0g，加热使熔融，搅拌至CBD溶解，放置室温后得到10％(g/g)的CBD软膏。
3)透皮试验：体外透过实验采用Franz横式扩散池(有效扩散面积3.14cm2)进行，平行进行3次试验，采用40％PEG 400作为接收介质。接收池中始终保持500rpm磁力搅拌。分别将实施例2和实施例3的微针制剂(分别含30mg CBD)，以拇指5N按压微针穿刺大鼠腹部皮肤，保持封闭状态防止溶液蒸发和成份改变。(另将10％(g/g)的CBD软膏制剂作为对照，均匀涂抹在相同大小的大鼠腹部皮肤上，作为软膏处理皮肤组，平行进行3次试验，均保持封闭状态防止溶液蒸发和成份改变)实验过程中于3、6、9、12、24、36、48h取样，在每个采样点取样后补充新鲜的接收液，以便在整个实验过程中皮肤的下表面始终保持与接受相的接触。利用高效液相色谱法考察接收液中药物含量，计算透皮吸收率。
4)检测方法：
色谱柱：Thermo OSD-2HYPERSIL(4.6mm×150mm，5μm)；
流动相：乙腈：水＝70：30(v/v)；
检测波长：220nm；
流速：0.8mL；
柱温：30℃；
进样量：10μL。
5)数据分析：
软膏中药物经半透膜的扩散遵循Higuchi公式，即药物(大麻二酚)累积释药量Q与时间t的平方根成正比。即Q＝Kt1/2，因此，斜率K可反应出软膏中药物释放的快慢。
表1 48h经皮渗透试验结果
结果显示，48小时累积渗透量微针皮肤组(实施例2)是软膏皮肤组的75.7倍，微针皮肤组(实施例2)平均渗透速率是软膏皮肤组的72.9倍。48小时累积渗透量微针皮肤组(实施例3)是软膏皮肤组的52.9倍，微针皮肤组(实施例3)平均渗透速率是软膏皮肤组的50.4倍。微针组的累积渗透量均比软膏组有显著提高(P<0.01)。
通过透皮试验的数据可以看出上述微针制剂在透皮试验中具有明显优势。
表2实施例对比
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
本发明中描述的前述实施例和方法可以基于本领域技术人员的能力、经验和偏好而有所不同。
本发明中仅按一定顺序列出方法的步骤并不构成对方法步骤顺序的任何限制。
Claims (10)
1.一种微针制剂，其包括微针基底和垂直于基底上的微针针体，其中，针体的基质材料由第一高分子材料制成，针体中包含活性成分；
所述活性成分为大麻二酚或其药学上可接受的盐；
以针体总质量计，所述活性成分的量为0.1-40%；
所述第一高分子材料为聚维酮K30或聚维酮K90。
2.如权利要求1所述的微针制剂，其特征在于，所述针体中还包含表面活性剂。
3.如权利要求1所述的微针制剂，其特征在于，所述微针基底由第二高分子材料制成，所述第二高分子材料为水溶性高分子材料，选自：透明质酸或其盐、海藻酸钠、硫酸软骨素、纤维素、壳聚糖、甲壳素、羟丙基β环糊精、支链淀粉、葡聚糖、蚕丝蛋白、胶原蛋白、明胶、聚维酮、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乙二醇、甲基乙烯基醚-顺丁烯酸酐共聚物、聚乙醇酸、卡波姆、羧甲基纤维素中的一种或多种。
4.如权利要求3所述的微针制剂，其特征在于，所述水溶性高分子材料为透明质酸钠。
5.如权利要求4所述的微针制剂，其特征在于，所述透明质酸钠的分子量为1-10kDa。
6.如权利要求1所述的微针制剂，其特征在于，所述微针制剂为微针贴片。
7.一种权利要求1-6任一项所述的微针制剂的制备方法，其包括将包含第一高分子材料和活性成分的液体加入微针模具的步骤。
8.如权利要求7所述的制备方法，其包括如下步骤：
（1）制备包含第一高分子材料和活性成分的液体；
（2）将步骤（1）所得液体加入微针模具中，干燥；
（3）向步骤（2）的微针模具加入第二高分子材料的溶液，干燥。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）包括：将第一高分子材料溶于溶剂中，再加入活性成分，得到溶液；其中，所述第一高分子材料为聚维酮K30或聚维酮K90。
10.一种权利要求1-6任一项所述的微针制剂在制备治疗和/或预防疾病的药物中的应用。
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