CN115054601B

CN115054601B - 一种可注射的缓释镇痛复合物及其制备方法、应用

Info

Publication number: CN115054601B
Application number: CN202210281577.9A
Authority: CN
Inventors: 黑子清; 陈素芳; 李明强; 王海霞; 姚伟锋
Original assignee: Third Affiliated Hospital Sun Yat Sen University
Current assignee: Third Affiliated Hospital Sun Yat Sen University
Priority date: 2022-03-21
Filing date: 2022-03-21
Publication date: 2024-04-26
Anticipated expiration: 2042-03-21
Also published as: CN115054601A

Abstract

一种可注射的缓释镇痛复合物及其制备方法、应用，复合物通过如下步骤制得：合成载罗哌卡因的电纺丝；合成水凝胶溶液；于水凝胶溶液中加入可乐定和载罗哌卡因的电纺丝，混合获得可注射的缓释镇痛复合物。该复合物能克服现有技术中施药方式有限、药物释放难以控制、易引发毒副作用等缺陷，实现适用性广、可注射、可长效神经阻滞，避免药物难以缓释导致的毒副作用等。且复合物具有“感觉运动分离”镇痛效果，利于临床应用以实现局麻镇痛并配合手术操作、术后恢复等过程。复合物具有良好的生物相容性和可降解性，安全性高。通过可注射缓释镇痛复合物，利于术后患者的神经阻滞和局部切口浸润的镇痛需求与管理，减少术后相关并发症，促进患者快速康复。

Description

一种可注射的缓释镇痛复合物及其制备方法、应用

技术领域

本发明涉及医药技术领域，更具体地，涉及一种可注射的缓释镇痛复合物及其制备方法、应用。

背景技术

术后镇痛是手术麻醉管理的关键。目前，对于下肢手术(如膝关节置换术)，多采用神经阻滞镇痛泵镇痛。神经阻滞镇痛作为一种局部给药模式，具有镇痛效果确切、药物副作用少的优点，但神经组织镇痛泵留置技术要求高、局部并发症多、设备昂贵、携带不便等问题，难以满足临床需求；此外，临床剂量的局麻药，单次给药仅维持约6h，维持时间不长，若进一步加大剂量则极易产生中枢和心血管毒性，较难实现安全且较长的阻滞时间。术后切口的局部浸润麻醉也是一种常用的镇痛方法，一般常用0.25％-0.375％罗哌卡因单次切口局部浸润。然而，单次阻滞的切口局部浸润麻醉，虽然起效快，效果确切，然而单次大剂量施加易导致局部甚至全身药物高浓度，易引起全身毒副作用，且单次阻滞的镇痛时长短暂，难以满足术后长时间的镇痛需求。除了针对于术后的镇痛外，部分包括术前给药、精确局部给药等场景下，往往无法通过上述现有技术中切口浸润方式给药，对于该类受药者，通过微创化给药是较佳的选择，如注射给药。注射给药相比于其他给药方式，能够精准的确定并施药于待受药位置，给药直接，有利于药物的直接作用，且对术前术后患者均适用。但现有技术直接注射给药同样也会存在前述隐患，小剂量难以阻滞较长时间，大剂量则药物可能会在注射后因快速释放，导致药物高浓度覆盖局部甚至进入血液循环，引起强烈的毒副作用。

因而，现有技术中局麻药镇痛药物仍存在一些不足，现有技术亟需一种适用性广、能准确给药、安全且可长效神经阻滞的局部缓释镇痛药物。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种不足，提供一种可注射的缓释镇痛复合物及其制备方法、应用，通过该方法制得的缓释镇痛复合物具有可注射、安全、局部长效缓释镇痛等效果。

本发明的一个目的在于提供一种可注射的缓释镇痛复合物的制备方法，包括步骤：

A1、合成载罗哌卡因的电纺丝；A2、合成水凝胶溶液；A3、于水凝胶溶液中加入可乐定和载罗哌卡因的电纺丝，混合获得可注射的缓释镇痛复合物。

电纺丝是由高聚物溶液在高压电场作用下，拉伸弯曲后得到的μm～nm级纤维。相对于其他生物医学材料，电纺丝制备简单、灵活、性价比高。电纺丝具有巨大比表面积、高孔隙率、小孔径以及优越的机械性能、表面易修饰性等；其次，电纺丝载药具有独特的优势，包括纤维韧性好、载药效率高等特征。但是，电纺丝因固态、易碎的结构特征，一般只能通过开放性手术植入到作用部位。难以应用于微创给药，且其形成的载药系统同样也存在前述现有技术的缺陷。另外，虽然有现有技术采用低温研磨或超声破碎等方法剪短纤维长度，进而尝试实现电纺丝的可注射性，但截短的纤维失去了本身结构和功能的完整性，对载药性能和释放模式存在一定影响，效果并不理想。

为了充分利用电纺丝的特点同时克服现有技术中常见镇痛药物、给药方式所存在的缺陷，以制备具有可注射、安全、局部长效缓释镇痛等效果的镇痛复合物，本申请发明人创造性的提出了结合水凝胶、电纺丝、罗哌卡因、可乐定以克服现有技术镇痛药物所存在的不足，利用水凝胶特性以克服电纺丝不得不剪短的问题，保障复合物兼具电纺丝、水凝胶特性，实现可注射、安全、局部缓释、长效神经阻滞镇痛。通过水凝胶的润滑作用，能够增加电纺丝的润滑性，使其可在不截短电纺丝纤维的同时，将散乱分布的全长电纺丝纤维通过局部注射方式实现微创化注射给药，且结合结构具有药物突释量少、药物释放周期长、释放行为可控多种优势。基于水凝胶的凝胶转变，复合物还可迅速在目标部位胶凝，并保持足够的强度和完整性，利于药物局限作用于局部组织，减少药物扩散和吸收入血。即本申请提供的复合物可实现可注射性、微创局部给药，减少药物全身毒副作用，延长局麻药作用时间，能促进患者术后康复。

本申请提供的制备方法简单，易于操作，且能制备具有上述效果的镇痛复合物。

进一步地，步骤A1通过静电纺丝聚已内酯、罗哌卡因混合溶液合成载罗哌卡因的电纺丝。

进一步地，聚已内酯、罗哌卡因溶解于二氯甲烷中获得聚已内酯、罗哌卡因的混合溶液。

进一步地，聚已内酯与罗哌卡因的质量比为1∶2-3.5。更进一步地，在本发明的一个实施例中，聚已内酯和罗哌卡因溶解于二氯甲烷中形成混合溶液，且聚已内酯和罗哌卡因占混合溶液的总质量比为70％～85％。

进一步地，在本发明的一个实施例中，具体包括步骤：A11、将聚已内酯和罗哌卡因溶解于二氯甲烷中，室温下磁力搅拌2h以上获得混合液；A12、将混合液转移至注射器中，于静电场下形成纺丝状射流，并被旋转收集器收集；其中，转移至注射器后于1.00～1.10mL/h速度泵注混合液；静电场为8～10KV静电场；注射器针头与旋转收集器的间距为8～12cm。

进一步地，步骤A11中按聚已内酯∶罗哌卡因＝1∶2-3.5质量比例将聚已内酯与罗哌卡因溶解于二氯甲烷中后，室温下磁力搅拌2h以上。

进一步地，注射器为2.5mL注射器，且携带有25g不锈钢针头。

进一步地，旋转收集器以350～450转/分钟转速运行。

进一步地，步骤A1在温度为23.5～24.5℃、湿度为35～45％的条件下进行。

进一步地，水凝胶溶液为25-45％浓度的泊洛沙姆水凝胶溶液。

进一步地，步骤A2中使泊洛沙姆溶于双蒸水，执行一次以上搅拌操作合成水凝胶溶液；所述搅拌操作包括先于室温下搅拌30min，置于-80℃下3～5min，再次搅拌30min。

进一步地，水凝胶溶液采用泊洛沙姆F127为凝胶剂。

进一步地，步骤A3中于每毫升水凝胶溶液中加入25～28mg载有罗哌卡因的电纺丝和8～12μg的可乐定，于4℃下漩涡震荡1h以上获得可注射的缓释镇痛复合物。

本发明的再一目的在于提供一种前述制备方法制得的可注射的缓释镇痛复合物。

本发明的再一目的在于提供一种可注射的缓释镇痛复合物，由载有罗哌卡因的电纺丝、水凝胶、可乐定混合形成。进一步地，水凝胶为25-45％浓度的泊洛沙姆水凝胶溶液。更进一步地，泊洛沙姆为F127。

本发明的再一目的在于提供前述可注射的缓释镇痛复合物在制备镇痛产品中的用途。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本申请采用简易方法制备了一种载药的电纺丝-水凝胶复合物材料，其具有温敏性、可注射性、高载药率等性质。该复合物能克服现有技术中施药方式有限、药物释放难以控制、易引发毒副作用等缺陷，实现适用性广、可注射、可长效神经阻滞，避免药物难以缓释导致的毒副作用等。其长效阻滞神经效果如本发明的一个试验例所示，在本申请的大鼠坐骨神经阻滞模型中，单次注射电纺丝-水凝胶载药复合物明显延长了大鼠坐骨神经阻滞时间。另外，在镇痛后期，大鼠运动阻滞恢复后，感觉阻滞持续存在，说明复合物具有“感觉运动分离”镇痛效果，有望于临床应用实现局麻镇痛并配合手术操作、术后恢复等过程。局部组织病理及血清指标表明该电纺丝-水凝胶载药复合物的具有良好的生物相容性和可降解性，安全性高。总体上，通过本发明提供的可注射缓释镇痛复合物，也即本发明提供的一种长效缓释的局麻制剂，有利于术后患者的神经阻滞和局部切口浸润的镇痛需求和管理，减少术后相关并发症，促进患者的快速康复。且制备方法简单，易于操作，有利于批量生产、应用。

附图说明

图1显示电纺丝水凝胶(Fiber-Rop/Gel-Clo)复合物的合成；从左至右：载罗哌卡因电纺丝(Fiber-Rop)，载可乐定的水凝胶(Gel-Clo)，载罗哌卡因、可乐定的电纺丝-水凝胶复合物(Fiber-Rop/Gel-Clo)。

图2显示载罗哌卡因、可乐定的电纺丝水凝胶复合物(Fiber-Rop/Gel-Clo)的温敏特性。

图3显示电纺丝、电纺丝-凝胶复合物(Fiber-Rop/Gel-Clo)的形貌；标尺：20μm。

图4显示电纺丝-凝胶复合物(Fiber-Rop/Gel-Clo)的可注射性。

图5显示电纺丝-凝胶复合物(Fiber-Rop/Gel-Clo)药物的体内安全性。

图6显示电纺丝-凝胶复合物(Fiber-Rop/Gel-Clo)药物的体内降解性；黑色箭头表示坐骨神经，红色圆圈表示体内残余材料。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

现结合具体实例对本发明作进一步的说明，以下实施例仅是为了解释本发明，但不构成对本发明的限制。在以下实施例中所用到的试验样本及试验过程包括以下内容(如果实施例中未注明的实验具体条件，通常按照常规条件，或按照试剂公司所推荐的条件；下述实施例中所用的试剂、耗材等，如无特殊说明，均可从商业途径得到)。

实施例1

一、原料与设备

原料：聚已内酯(PCL，[η]＝1.8±0.2dL/g)、泊洛沙姆F127(F127，分子量MW＝12600)、罗哌卡因(Rop，MW＝370.51)、可乐定(Clo，MW＝266.55)，均购自中国麦克林公司。设备：静电纺丝仪、磁力搅拌器、恒温摇床、真空干燥泵。

二、制备载罗哌卡因和可乐定的电纺丝-水凝胶复合物

(1)合成载罗哌卡因的电纺丝(Fiber-Rop):

首先按比例将PCL(20％，wt％)和Rop(60％，wt％)溶解在二氯甲烷(DCM)后，磁力搅拌器(MYP84-1)室温下搅拌2h。然后将混合溶液转移到2.5mL注射器(带25g不锈钢针头)，准备进行静电纺丝。

电纺丝参数：以1.08mL/h的速度泵注溶液，在9KV静电场下形成稳定的纺丝状射流。针头与旋转收集器(以400转/分钟转速运行)之间的距离为10cm。

所有的静电纺丝纤维过程均在温度为24±0.5℃和湿度为40±5％的条件下进行，该过程合成了一种稳定的、柔软的PCL电纺丝。合成后的静电纺丝纤维膜存放在真空干燥箱中备用。

本发明人进一步测定了电纺丝的载药量(DLC)和包封率(DLE)：将一定重量的Fiber-Rop电纺丝纤维的溶解在200μl甲醇中，在263nm紫外(UV)检测Rop的吸收并计算浓度。Rop的DLC和DLE计算公式：DLC(％)＝(Rop质量)/(纤维总质量)*100％；DLE(％)＝(Rop质量)/(药物初始投入质量)*100％。检测结果发现得到该电纺丝的载药率高达72.35±0.48％，包封率为96.47±0.63％(如表2所示)。

表2 Fiber-Rop电纺丝载药率和包封率

(2)合成载可乐定的水凝胶(Gel-Clo)：

将F127溶解于双蒸水中，制备F127溶液(40％，wt％)。为了使F127充分溶解，将溶液在室温下手动搅拌30min后，置入-80℃冰箱5分钟后取出，再次搅拌30min，重复2次。合成后的水凝胶溶液存放在4℃冰箱。本实施例中制备的水凝胶具有温敏特性、可注射性，便于控制可乐定的药物释放。进一步地，本发明人还配置有其他浓度F127溶液，其特性见表3，都具有温敏特性且其中重量比40％下最佳。

表3不同浓度温敏可注射F127水凝胶

(3)制备载罗哌卡因和可乐定的电纺丝-水凝胶复合物：

在(1)和(2)的基础上，选择了20％PCL：60％Rop(m/m＝1：3)的载罗哌卡因电纺丝和40％F127水凝胶。根据已计算的电纺丝载药率，在1.0mL F127溶液中加入26.7mg PCL-Rop和10μg Clo，在4℃下漩涡震荡1h，得到均匀的混悬液(如图1所示)。

该混悬液在37℃时，即可形成凝胶态的Fiber-Rop/Gel-Clo复合物(如图2所示)，这说明该复合物具有温敏的特性。

实施例2

采用与实施例1同样的操作步骤制备可注射的缓释镇痛复合物，但本实施例中，聚已内酯与罗哌卡因质量比为1∶2，聚已内酯和罗哌卡因占混合溶液的总质量比为70％。采用的F127溶液为质量比为25％的F127溶液。基于该条件，按照与实施例1相同的操作，制备获得Fiber-Rop/Gel-Clo复合物。本实施例复合物载药率也高达70％以上，包封率达到95％以上，具有温敏特性。

实施例3

采用与实施例1同样的操作步骤制备可注射的缓释镇痛复合物，但本实施例中，聚已内酯与罗哌卡因质量比为1∶2，聚已内酯和罗哌卡因占混合溶液的总质量比为85％。采用的F127溶液为质量比为45％的F127溶液。基于该条件，按照与实施例1相同的操作，制备获得Fiber-Rop/Gel-Clo复合物。本实施例复合物载药率也高达70％以上，包封率达到95％以上，具有温敏特性。

实施例4

采用与实施例1同样的操作步骤制备可注射的缓释镇痛复合物，但本实施例中，聚已内酯与罗哌卡因质量比为1∶3.5，聚已内酯和罗哌卡因占混合溶液的总质量比为85％。采用的F127溶液为质量比为45％的F127溶液。基于该条件，按照与实施例1相同的操作，制备获得Fiber-Rop/Gel-Clo复合物。本实施例复合物载药率也高达70％以上，包封率达到95％以上，具有温敏特性。

试验例1

电纺丝-水凝胶复合物的表征

采用扫描电镜(SEM)观察电纺丝、实施例1电纺丝-凝胶复合物的表面形态(图3)，SEM显示载Rop的电纺丝比空载PCL电纺丝更细，并且丝胶复合物中电纺丝分布均匀，而更细的纤维更有利于实现可注射。体外的可注射性实验表明，该复合物可顺利通过直径为1.2mm的注射针头(图4)。同样的，实施例2～4也具有可注射性。

试验例2

基于大鼠坐骨神经阻滞模型，在体评估电纺丝-水凝胶复合物的神经阻滞效果

大鼠坐骨神经阻滞模型：大鼠侧卧，保持股骨与躯干之间形成一个直角，通过触诊确定坐骨结节和大转子，保持注射针(23G)方向的沿大转子后中1/3的方向沿着躯干注射。将材料注射到一侧下肢的坐骨神经周围，观察下肢的感觉、运动阻滞效果、时长。每组6只，注射剂量1ml/只。本试验例采用实施例1复合物进行实验。

药物阻滞效果评估：选取230-250g雄性SD大鼠42只，随机分为7组(n＝6)，每只大鼠注射1ml药物至左侧坐骨神经周围：Saline组(生理盐水组)，Rop组，Clo组，Rop+Clo组，Fiber/Gel组，Fiber-Rop/Gel组，Fiber-Rop/Gel-Clo组，构建大鼠坐骨神经阻滞模型。通过运动阻滞四分法(4-point scale)和热踏板法测量热痛缩足潜伏期(PWTL)，分别评估大鼠坐骨神经运动和感觉阻滞效果。

其中，①运动阻滞四分法(4-point scale)：1分：运动完全正常；2分：足背屈障碍，当抬起动物尾巴时大鼠不能完整张开脚趾；3分：足跖屈障碍，当抬起动物尾巴时完全不能张开脚趾；4分：完全丧失背屈和跖屈能力，同时伴随步态障碍。统计各组阻滞评分随时间变化，2-4分所持续的时间，记录为运动阻滞持续的时间。

②热踏板法测量热痛缩足潜伏期(PWTL)：测大鼠热踏板刺激的基础痛阈.将大鼠放在预热至50℃的热踏板仪(YLS-6B智能热踏板仪)上，温度变化在(50±0.5)℃，以大鼠舔后足反应的潜伏期为痛阈指标。造模后的前3天，连续每天测量1次，每只大鼠测定5次，每次间隔5min，取5次测定结果的平均值作为基础痛阈，将反应潜伏期小于5s或大于30s的动物剔除。药物处理后，在不同时间点测定大鼠热刺激舔后足反应潜伏时间，为避免多次热踏板热刺激后引起热敏反应造成数据失真，每只大鼠每个时间点测定3次，每次间隔5min，平均值即为实时热潜伏期(每只大鼠5s内误差)。若大鼠30s未发生缩爪或舔后足反应，为避免发生组织损伤，使大鼠测定后爪离开热板，潜伏时间记30s。一直测量到大鼠恢复至基础痛阈值。统计上述数据，具体地，还包括计算感觉恢复至基础值的持续时间等。

计算方法：采用热痛缩足潜伏期评估感觉阻滞效果，均值标准差表示。最大比例效应(MPE)：MPE(％)＝(P-B)/(C-B)*100％。P：实时热潜伏期；B：基础痛阈；C：允许最大值＝30s。当MPE达到50％时，感觉阻滞有效。感觉阻滞持续时间为MPE达到50％以及大于50％的总时间。

结果发现，注射复合物材料后，大鼠坐骨神经阻滞约在2-3min内出现；与Rop组相比较，载药材料组明显延长大鼠坐骨神经感觉和运动阻滞时间，且发现加入佐剂可乐定进一步延长阻滞时长。在镇痛后期(约注射药物20h后)，大鼠运动阻滞恢复后，感觉阻滞持续存在，提示复合物具有“感觉运动分离”镇痛效果(表4)。同样的，实施例2～4复合物也具备相应的长效阻滞、镇痛效果。

表4.电纺丝-凝胶复合物药物体内阻滞效果评估

试验例3

电纺丝-水凝胶复合物的体内生物安全性

为进一步评估载药材料在生物体内的安全性和降解性，本试验例采用实施例1复合物进行实验，我们在给药后第7天处死大鼠，取多脏器做HE病理染色，探究材料的生物相容性。在给药后第7、21天，解剖局部大体，观察材料是否降解。我们发现，与对照组相比，载药材料组不影响脏器功能和血清指标(图5)，且复合物在第7天已有初步降解，在第21天得到完全降解(图6)，结果表明该复合物材料具有良好的生物相容性和可降解性。同样的，实施例2～4复合物也具有良好的生物相容性和可降解性。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种可注射的缓释镇痛复合物的制备方法，其特征在于，包括步骤：

A1、合成载罗哌卡因的电纺丝；

A2、合成水凝胶溶液；

A3、于水凝胶溶液中加入可乐定和载罗哌卡因的电纺丝，混合获得可注射的缓释镇痛复合物；

步骤A1通过静电纺丝聚已内酯、罗哌卡因混合溶液合成载罗哌卡因的电纺丝。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚已内酯、罗哌卡因溶解于二氯甲烷中获得聚已内酯、罗哌卡因的混合溶液。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚已内酯与罗哌卡因的质量比为1:2～3.5。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括步骤：

A11、将聚已内酯和罗哌卡因溶解于二氯甲烷中，磁力搅拌获得混合液；

A12、将混合液转移至注射器中，于静电场下形成纺丝状射流，并被收集器收集；其中，转移至注射器后于1.00～1.10mL/h速度泵注混合液；静电场为8～10KV静电场；注射器针头与旋转收集器的间距为8～12cm。

5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，水凝胶溶液为25-45％浓度的泊洛沙姆水凝胶溶液。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤A3中于每毫升水凝胶溶液中加入25～28mg载有罗哌卡因的电纺丝和8～12μg的可乐定，漩涡震荡获得可注射的缓释镇痛复合物。

7.权利要求1～6任一项所述制备方法制得的可注射的缓释镇痛复合物。

8.一种可注射的缓释镇痛复合物，其特征在于，由载有罗哌卡因的电纺丝、水凝胶、可乐定混合形成。

9.权利要求7或8所述可注射的缓释镇痛复合物在制备镇痛产品中的用途。