CN115317667A - 载药plga微球改性的pmma骨水泥的制备方法及其产品和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥的制备方法及其产品和应用，将天然磷脂与水溶性药物溶解于含5%（v/v）乙酸的二甲基亚砜中，冻干除去溶剂，得到磷脂/药物复合物；将磷脂/药物复合物、PLGA溶解于二氯甲烷中，上述二氯甲烷溶液加入0.1%（w/v）PVA水溶液中乳化成微乳液，继续搅拌使二氯甲烷挥发，之后离心、洗涤沉淀，得到载药PLGA微球；将载药微球加入PMMA粉末中，制备得到载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥。本发明使用天然磷脂包覆水溶性药物能提高药物在PLGA微球中的稳定性和包封率，PLGA微球包覆药物能避免骨水泥聚合放热导致药物失去活性。

Description

载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥的制备方法及其产品和应用
技术领域
本发明涉及一种生物医用材料技术领域的方法，具体是一种载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥的制备方法及其产品和应用。
背景技术
骨质疏松症（osteoporosis，OP）是一种常见的全身性骨代谢性病，以骨量低下、骨微结构组织损坏为特征，易导致非外伤性骨折。骨质疏松性椎体压缩性骨折(osteoporotic vertebral compression fractures，OVCFs)是最常见的骨质疏松性骨折，约占骨质疏松性骨折的45％。经皮椎体成形术 ( percutaneous vertebroplasty，PVP )是最常用的治疗 OVCFs微创技术，目前PVP术中常用填充骨水泥为PMMA骨水泥，该骨水泥力学强度高，但弹性模量大，并且不具备刺激成骨生物活性。部分学者专注于研究PVP术后局部改善骨质疏松的骨水泥材料与方法，
如将元素锶混入磷酸钙骨水泥中，利用锶促进成骨细胞增殖与成骨活性的作用，局部改善PVP/PKP术后椎体骨质疏松情况[Lode, Acta Biomaterialia, 2018]; 如将矿化胶原材料混入PMMA骨水泥中，构建出同时具备高力学强度和成骨效应的生物活性MC-PMMA骨水泥[Zhu, Theranostics, 2020]。但由于PMMA骨水泥固化过程中伴随着聚合放热，蛋白多肽类不耐高温的生物活性药物往往难以应用于PMMA骨水泥的改性，限制了其在骨修复中的进一步发展和应用。
基于以上研究背景，本发明使用PLGA微球负载天然磷脂包覆的水溶性药物，作为填充物与PMMA粉末混合，制备载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥。
发明内容
本发明目的在于提供一种载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥的制备方法。
本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥产品。
本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。
本发明目的通过下述方案实现：一种载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）磷脂/药物复合物的制备：
将天然磷脂与水溶性药物按质量比4:1-10:1混合，溶解于含5%（v/v）乙酸的二甲基亚砜中，之后冷冻干燥除去溶剂，得到磷脂/药物复合物；
（2）载药PLGA微球的制备
将PLGA、磷脂/药物复合物按质量比5:1-25:1溶解于二氯甲烷中，配制成含5%（w/v）PLGA的二氯甲烷混合溶液。将上述溶液按体积比1:20加入0.1%（w/v）PVA水溶液进行乳化，乳化方式为室温下磁力搅拌。之后继续室温搅拌24h以上，使二氯甲烷挥发，溶液离心去除上清液，沉淀用超纯水洗涤3次，冷冻干燥后得到载药PLGA微球；
（3）改性PMMA骨水泥制备
PMMA骨水泥固相粉末由PMMA预聚体粉末84%、载药PLGA微球10%、显影剂硫酸钡5%，引发剂过氧化苯甲酰1%组成，以上百分比为质量分数。将PMMA骨水泥粉末与固化液按固液比1.5-2g/mL进行混合，得到载药PLGA微球改性PMMA骨水泥。
步骤（1）所述的天然磷脂是指在动、植物中天然存在的含磷脂类，如大豆卵磷脂、蛋黄磷脂。
步骤（1）所述的水溶性药物包括促骨分化、促血管化、抗肿瘤、抗生素类小分子药物、生物活性蛋白，如BMP-2、VEGF、盐酸阿霉素。
步骤（2）所述的0.1%（w/v）PVA水溶液的制备方法为80℃水浴中磁力搅拌4h以上。
步骤（3）所述的骨水泥固相粉末的配制方式为将粉末用干法球磨混合，转速为120rpm。
本发明提供一种载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥，根据上述任一所述方法制备得到。
本发明提供一种载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥在制备负载生物活性药物的PMMA骨水泥材料中的应用。
将天然磷脂与水溶性药物溶解于含5%（v/v）乙酸的二甲基亚砜中，冻干除去溶剂，得到磷脂/药物复合物；将磷脂/药物复合物、PLGA溶解于二氯甲烷中，上述二氯甲烷溶液加入0.1%（w/v）PVA水溶液中乳化成微乳液，继续搅拌使二氯甲烷挥发，之后离心、洗涤沉淀，得到载药PLGA微球；将载药微球加入PMMA粉末中，制备得到载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥。
本发明包括以下步骤：
步骤1.将天然磷脂与水溶性药物按质量比4:1-10:1混合，溶解于含5%（v/v）乙酸的二甲基亚砜中，之后冷冻干燥除去溶剂，得到磷脂/药物复合物；
步骤2.将PLGA、磷脂/药物复合物按质量比5:1-25:1溶解于二氯甲烷中，配制成含5%（w/v）PLGA的二氯甲烷混合溶液；
步骤3.将配制0.1%（w/v）PVA水溶液，配制方法为80℃磁力搅拌4h以上；
步骤4.将上述二氯甲烷混合溶液按体积比1:20加入上述PVA水溶液进行乳化，乳化方式为室温下磁力搅拌。之后继续室温搅拌24h以上，使二氯甲烷挥发，之后溶液离心去除上清液，沉淀用超纯水洗涤3次，冷冻干燥后得到载药PLGA微球；
步骤5.PMMA骨水泥固相粉末由PMMA预聚体粉末84%、载药PLGA微球10%、显影剂硫酸钡5%，引发剂过氧化苯甲酰1%组成，以上百分比为质量分数；
步骤6.将PMMA骨水泥粉末与固化液按固液比1.5-2g/mL进行混合，得到载药PLGA微球改性PMMA骨水泥。
本发明的优点在于：
1、天然磷脂包覆水溶性药物能提高药物在PLGA微球中的稳定性和包封率，PLGA微球包覆药物能避免骨水泥聚合放热导致药物失去活性。
2、载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥能使疏水的骨水泥材料均匀负载并释放亲水性生物活性药物，根据负载药物种类扩大其在临床中的应用范围。
具体实施方式
以下实施例以发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于下述的实施例。
实施例1
一种载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥，按如下步骤制备：
（1）磷脂/药物复合物的制备：
将大豆卵磷脂与BMP-2蛋白按质量比10:1加入含5%（v/v）的二甲基亚砜中，配置成含5%（w/v）磷脂的溶液，之后冷冻干燥48h以上除去溶剂，得到磷脂/BMP-2复合物；
（2）载药PLGA微球的制备
将0.05g磷脂/BMP-2复合物与0.25g PLGA溶解于5mL二氯甲烷中，之后加入100mL0.1%（w/v）PVA水溶液进行乳化，微乳液继续室温搅拌24h以上，使二氯甲烷挥发，之后溶液离心去除上清液，沉淀用超纯水洗涤3次，冷冻干燥后得到载药PLGA微球；
（3）改性PMMA骨水泥制备
按质量百分数计，PMMA骨水泥固相粉末由PMMA预聚体粉末84%、载药PLGA微球10%、显影剂硫酸钡5%，引发剂过氧化苯甲酰1%组成；将PMMA骨水泥粉末与固化液按固液比1.5-2g/mL进行混合，得到载药PLGA微球改性PMMA骨水泥。
实施例2
一种载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥，与实施例近似，按如下步骤制备：
（1）磷脂/药物复合物的制备：
将大豆卵磷脂与BMP-2蛋白按质量比5:1溶于二甲基亚砜，制备磷脂/BMP-2复合物；
（2）载药PLGA微球的制备
将PLGA与磷脂/BMP-2复合物按质量比25:1制备载药PLGA微球；
（3）改性PMMA骨水泥制备
按质量百分比计，PMMA骨水泥固相粉末由PMMA预聚体粉末84%、载药PLGA微球10%、显影剂硫酸钡5%，引发剂过氧化苯甲酰1%组成；将PMMA骨水泥粉末与固化液按固液比1.5-2g/mL进行混合，得到载药PLGA微球改性PMMA骨水泥。
实施例3
将实施例1中BMP-2蛋白替换为VEGF蛋白，制备得到载药PLGA微球改性PMMA骨水泥。其他与实施例1相同。
实施例4
将实施例1中BMP-2蛋白换为丝素蛋白，制备得到载药PLGA微球改性PMMA骨水泥。其他与实施例1相同。

Claims (9)

1.一种载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）磷脂/药物复合物的制备：
将天然磷脂与水溶性药物按质量比4:1-10:1混合，溶解于含5%（v/v）乙酸的二甲基亚砜中，之后冷冻干燥除去溶剂，得到磷脂/药物复合物；
（2）载药PLGA微球的制备
将PLGA、磷脂/药物复合物按质量比5:1-25:1溶解于二氯甲烷中，配制成含5%（w/v）PLGA的二氯甲烷混合溶液。将上述溶液按体积比1:20加入0.1%（w/v）PVA水溶液进行乳化，乳化方式为室温下磁力搅拌。之后继续室温搅拌24h以上，使二氯甲烷挥发，溶液离心去除上清液，沉淀用超纯水洗涤3次，冷冻干燥后得到载药PLGA微球；
（3）改性PMMA骨水泥制备
PMMA骨水泥固相粉末由PMMA预聚体粉末84%、载药PLGA微球10%、显影剂硫酸钡5%，引发剂过氧化苯甲酰1%组成，以上百分比为质量分数。将PMMA骨水泥粉末与固化液按固液比1.5-2g/mL进行混合，得到载药PLGA微球改性PMMA骨水泥。
2.根据权利要求1所述载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的天然磷脂是指在动、植物中天然存在的含磷脂类，如大豆卵磷脂、蛋黄磷脂。
3.根据权利要求1所述载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的水溶性药物包括促骨分化、促血管化、抗肿瘤、抗生素类小分子药物、生物活性蛋白，如BMP-2、VEGF、盐酸阿霉素。
4.根据权利要求1所述载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的0.1%（w/v）PVA水溶液的制备方法为80℃水浴中磁力搅拌4h以上。
5.根据权利要求1所述载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的骨水泥固相粉末的配制方式为将粉末用干法球磨混合，转速为120rpm。
6.根据权利要求1至5任一项所述载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥的制备方法，其特征在于，按如下步骤制备：
（1）磷脂/药物复合物的制备：
将大豆卵磷脂与BMP-2蛋白按质量比10:1加入含5%（v/v）的二甲基亚砜中，配置成含5%（w/v）磷脂的溶液，之后冷冻干燥48h以上除去溶剂，得到磷脂/BMP-2复合物；
（2）载药PLGA微球的制备
将0.05g磷脂/BMP-2复合物与0.25g PLGA溶解于5mL二氯甲烷中，之后加入100mL 0.1%（w/v）PVA水溶液进行乳化，微乳液继续室温搅拌24h以上，使二氯甲烷挥发，之后溶液离心去除上清液，沉淀用超纯水洗涤3次，冷冻干燥后得到载药PLGA微球；
（3）改性PMMA骨水泥制备
按质量百分数计，PMMA骨水泥固相粉末由PMMA预聚体粉末84%、载药PLGA微球10%、显影剂硫酸钡5%，引发剂过氧化苯甲酰1%组成；将PMMA骨水泥粉末与固化液按固液比1.5-2g/mL进行混合，得到载药PLGA微球改性PMMA骨水泥。
7.根据权利要求1至5任一项所述载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥的制备方法，其特征在于，按如下步骤制备：
（1）磷脂/药物复合物的制备：
一种载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥，与实施例近似，按如下步骤制备：
（1）磷脂/药物复合物的制备：
将大豆卵磷脂与BMP-2蛋白按质量比5:1溶于二甲基亚砜，制备磷脂/BMP-2复合物；
（2）载药PLGA微球的制备
将PLGA与磷脂/BMP-2复合物按质量比25:1制备载药PLGA微球；
（3）改性PMMA骨水泥制备：
按质量百分比计，PMMA骨水泥固相粉末由PMMA预聚体粉末84%、载药PLGA微球10%、显影剂硫酸钡5%，引发剂过氧化苯甲酰1%组成；将PMMA骨水泥粉末与固化液按固液比1.5-2g/mL进行混合，得到载药PLGA微球改性PMMA骨水泥。
8.一种载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥，其特征在于根据权利要求1-7任一所述方法制备得到。
9.一种根据权利要求8所述载药PLGA微球改性的PMMA骨水泥在制备负载生物活性药物的PMMA骨水泥材料中的应用。
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