CN115919755A - 一种低浓度水凝胶及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医药技术领域，尤其涉及一种低浓度水凝胶及其制备方法和应用。本发明提供的制备方法降低了水凝胶基质的浓度，进一步改善了制剂的刺激性，且可降低成本；活性成分持续释放时间可通过改变活性成分颗粒平均粒径而进行有效调节；利用本发明所述制备方法制备得到的低浓度水凝胶可用于制备凝胶植入剂、喷雾凝胶、凝胶注射剂或眼用凝胶剂等，提高患者的顺应性。

Description

一种低浓度水凝胶及其制备方法和应用

技术领域

本发明医药技术领域，尤其涉及一种低浓度水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

水凝胶是一种能在水中溶胀而不溶解的亲水性三维网络结构高分子聚合物，在软性角膜接触镜、细胞和酶的固定、药物递送、组织工程等生物医学领域有着广泛应用，具有靶向性、高生物利用度和高安全性等优点，同时也是一种很有前景的伤口愈合工具，可用于皮肤、器官、血管或软骨的伤口。因此，集吸水、保湿、缓释、柔软、良好的生物相容性以及智能可调控性于一身的水凝胶在药剂学中的应用越来越广泛。

水凝胶在人体内可以逐渐降解，并完全排出至体外，其降解速率取决于其亲水性、相对分子质量及分布、温度和pH等环境条件，降解时间范围从数小时至数天及数周以上不等，我们可以通过调节聚合物的性质如种类、相对分子质量、结晶型及制剂表面性质和形态等调节降解速率，实现特定的释药动力学要求。

聚乙二醇是一种水溶性高分子材料，由于其生物相容性好、毒性低、免疫原性低，具有广泛的医药用途。聚乙二醇不仅可以作为药物递送的载体，在医疗器械等方面的应用也正在不断展开。聚乙二醇经末端修饰后可通过物理或化学交联，得到许多结构及功能不同的水凝胶，其中化学交联水凝胶由高分子链段间以共价键的形式交联而成，理化性质调控性好，制备容易，稳定性强。

目前，基于多臂聚乙二醇衍生物化学交联制备水凝胶，无需添加交联剂，具有原位快速成胶、粘附性能好、机械强度高和毒副作用小等优点，且具有良好的止血性能，近些年来日益受到青睐。聚乙二醇水凝胶可用于制备可吸收的植入型药物缓释系统，也被用于开发治疗眼部疾病、抗菌和具有血管生成特性的自我修复配位水凝胶注射剂，糖尿病导致的皮肤伤口修复及3D细胞培养。由于其是采用两种反应物直接混合交联形成水凝胶的方法，因此其制备得到的水凝胶的浓度维持在10％以上。当降低其浓度后不易形成水凝胶，呈现溶液状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低浓度水凝胶及其制备方法和应用，本发明所述制备方法制备得到的低浓度水凝胶的质量浓度可低至1.2％。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种低浓度水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

将活性成分和磷酸盐缓冲液混合，得到活性成分的分散液；

以第一聚乙二醇衍生物与所述活性成分的分散液为原料，制备得到第一混合液和第二混合液；所述第一混合液中第一聚乙二醇衍生物的浓度大于所述第二混合液中第一聚乙二醇衍生物的浓度；

以第二聚乙二醇衍生物与所述活性成分的分散液为原料，制备得到第三混合液和第四混合液；所述第三混合液中第二聚乙二醇衍生物的浓度大于所述第四混合液中第二聚乙二醇衍生物的浓度；

将所述第一混合液和第四混合液混合，得到第一水凝胶前驱体溶液；

将所述第二混合液和第三混合液混合，得到第二水凝胶前驱体溶液；

将所述第一水凝胶前驱体溶液和第二水凝胶前驱体溶液混合，静置，得到所述低浓度水凝胶；

所述第一聚乙二醇衍生物和第二聚乙二醇衍生物的种类不同；

所述低浓度水凝胶中第一聚乙二醇衍生物和第二聚乙二醇衍生物的总质量浓度为1.2％～10％。

优选的，所述活性成分包括原料药颗粒或原料药制剂颗粒；

所述活性成分中的原料药颗粒或原料药制剂颗粒的粒径独立的为10nm～300μm；

所述活性成分为抗生素类药物、抗炎剂、胆碱能抑制剂、β受体阻滞剂、免疫抑制剂、前列腺素类似物和药用动植物提取物中的一种或几种。

优选的，所述抗生素类药物包括妥布霉素或莫西沙星；

所述抗炎剂包括布洛芬、双氯芬酸钠、地塞米松或醋酸氟轻松；

所述胆碱能抑制剂包括阿托品；

所述β受体阻滞剂包括噻吗洛尔；

所述免疫抑制剂包括环孢菌素或他克莫司；

所述前列腺素类似物包括拉坦前列腺素或比马前列腺素；

所述药用动植物提取物包括美洲大蠊提取物。

优选的，所述第一混合液、第二混合液、第三混合液和第四混合液的质量浓度独立为0.6～18％；

所述第一水凝胶前驱体溶液中的第一聚乙二醇衍生物和第二聚乙二醇衍生物的质量比或所述第二水凝胶前驱体溶液中的第二聚乙二醇衍生物和第一聚乙二醇衍生物的质量比独立的为(1～10)：1。

优选的，所述第一混合液、第二混合液、第三混合液和第四混合液的质量浓度独立为0.6～18％；

所述第一水凝胶前驱体溶液中的第一聚乙二醇衍生物和第二聚乙二醇衍生物的质量比或所述第二水凝胶前驱体溶液中的第二聚乙二醇衍生物和第一聚乙二醇衍生物的质量比独立的为(1～5)：1。

优选的，所述第一混合液中第一聚乙二醇衍生物和第三混合液中第二聚乙二醇衍生物的质量浓度独立的为1.6～18％；

所述第二混合液中第一聚乙二醇衍生物和第四混合液中第二聚乙二醇衍生物的质量浓度独立的为0.6～6.7％。

优选的，所述第一聚乙二醇衍生物和第二聚乙二醇衍生物均为端基修饰后的聚乙二醇；

所述端基修饰后的聚乙二醇包括聚乙二醇琥珀酰亚胺碳酸酯、聚乙二醇琥珀酰亚胺乙酸酯、聚乙二醇琥珀酰亚胺丙酸酯、聚乙二醇琥珀酰亚胺琥珀酸酯、聚乙二醇琥珀酰亚胺戊二酸酯、聚乙二醇琥珀酰亚胺己二酸酯、端马来酰亚胺聚乙二醇、端巯基聚乙二醇和端氨基聚乙二醇中的两种以上。

本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的低浓度水凝胶。

本发明还提供了上述技术方案所述的低浓度水凝胶在制备凝胶植入剂、喷雾凝胶、凝胶注射剂或眼用凝胶剂中的应用。

本发明提供了一种低浓度水凝胶的制备方法，包括以下步骤：将活性成分和磷酸盐缓冲液混合，得到活性成分的分散液；以第一聚乙二醇衍生物与所述活性成分的分散液为原料，制备得到第一混合液和第二混合液；所述第一混合液中第一聚乙二醇衍生物的浓度大于所述第二混合液中第一聚乙二醇衍生物的浓度；以第二聚乙二醇衍生物与所述活性成分的分散液为原料，制备得到第三混合液和第四混合液；所述第三混合液中第二聚乙二醇衍生物的浓度大于所述第四混合液中第二聚乙二醇衍生物的浓度；将所述第一混合液和第四混合液混合，得到第一水凝胶前驱体溶液；将所述第二混合液和第三混合液混合，得到第二水凝胶前驱体溶液；将所述第一水凝胶前驱体溶液和第二水凝胶前驱体溶液混合，静置，得到所述低浓度水凝胶；所述第一聚乙二醇衍生物和第二聚乙二醇衍生物的种类不同；所述低浓度水凝胶中第一聚乙二醇衍生物和第二聚乙二醇衍生物的总质量浓度为1.2％～10％。

与现有技术相比，本发明所述技术方案具有以下有益效果：

1)本发明采用两种聚乙二醇衍生物分别选择高低两种浓度，第一次交联反应使两种聚乙二醇衍生物中少量的部分与过量的部分充分反应，交联后得到两种凝胶前驱体溶液。第二次交联反应使两种凝胶前驱体溶液中剩余过量的部分充分反应，交联得到水凝胶。这种制备方式可有效降低形成水凝胶的最低浓度，进一步改善了制剂的刺激性，且可降低成本；

2)活性成分持续释放时间可通过改变活性成分颗粒平均粒径而进行有效调节；

3)利用本发明所述制备方法制备得到的低浓度水凝胶可用于制备凝胶植入剂、喷雾凝胶、凝胶注射剂或眼用凝胶剂等，提高患者的顺应性。

附图说明

图1为本发明所述低浓度水凝胶的制备流程图；

图2为实施例6所述植入剂的体外释放情况图；

图3为实施例7所述植入剂在每天相同时间间隔的眼压变化曲线；

图4为实施例8所述植入剂进行给药后角膜、虹膜和结膜的实物图；

图5为实施例8所述植入剂给药35天后的组织图；

图6为实施例9所述低浓度水凝胶对RF/6A细胞的细胞毒性情况图；

图7为实施例9所述低浓度水凝胶对ARPE-19细胞的细胞毒性情况图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了一种低浓度水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

将活性成分和磷酸盐缓冲液混合，得到活性成分的分散液；

以第一聚乙二醇衍生物与所述活性成分的分散液为原料，制备得到第一混合液和第二混合液；所述第一混合液中第一聚乙二醇衍生物的浓度大于所述第二混合液中第一聚乙二醇衍生物的浓度；

以第二聚乙二醇衍生物与所述活性成分的分散液为原料，制备得到第三混合液和第四混合液；所述第三混合液中第二聚乙二醇衍生物的浓度大于所述第四混合液中第二聚乙二醇衍生物的浓度；

将所述第一混合液和第四混合液混合，得到第一水凝胶前驱体溶液；

将所述第二混合液和第三混合液混合，得到第二水凝胶前驱体溶液；

将所述第一水凝胶前驱体溶液和第二水凝胶前驱体溶液混合，静置，得到所述低浓度水凝胶；

所述第一聚乙二醇衍生物和第二聚乙二醇衍生物的种类不同；

所述低浓度水凝胶中第一聚乙二醇衍生物和第二聚乙二醇衍生物的总质量浓度为1.2％～10％。

在本发明中，若无特殊说明，所有制备原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。

本发明将活性成分和磷酸盐缓冲液混合，得到活性成分的分散液。

在本发明中，所述活性成分优选包括原料药颗粒或原料药制剂颗粒；所述原料药颗粒或原料药制剂颗粒优选以颗粒的形式与磷酸盐缓冲液混合或优选以溶液的形式与磷酸盐缓冲液混合；本发明对所述原料药颗粒或原料药制剂颗粒的浓度没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的浓度即可。所述活性成分中的原料药颗粒或原料药制剂颗粒的粒径独立的优选为10nm～300μm，更优选为10nm～5μm，最优选为10nm～1μm。在本发明中，所述原料药制剂颗粒优选为含原料药微球、含原料药微晶、含原料药胶束、含原料药脂质体和含原料药纳米粒中的一种或几种；当所述原料药制剂颗粒为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体选择的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。

在本发明中，所述活性成分优选为抗生素类药物、抗炎剂、胆碱能抑制剂、β受体阻滞剂、免疫抑制剂、前列腺素类似物和药用动植物提取物中的一种或几种；所述抗生素类药物优选包括妥布霉素或莫西沙星；所述抗炎剂优选包括布洛芬、双氯芬酸钠、地塞米松或醋酸氟轻松；所述胆碱能抑制剂优选包括阿托品；所述β受体阻滞剂优选包括噻吗洛尔，更优选为噻吗洛尔胶束冻干粉末；所述免疫抑制剂优选包括环孢菌素或他克莫司；所述前列腺素类似物优选包括拉坦前列腺素或比马前列腺素；所述药用动植物提取物优选包括美洲大蠊提取物，更优选为美洲大蠊浸膏；当所述活性成分为上述具体选择中的两种以上时，本发明对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。

本发明对所述磷酸盐缓冲液的浓度没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的浓度进行即可。

本发明对所述混合的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。

本发明对所述活性成分的分散液中活性成分的浓度没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的浓度进行即可。

得到活性成分的分散液后，本发明以第一聚乙二醇衍生物与所述活性成分的分散液为原料，制备得到第一混合液和第二混合液；所述第一混合液中第一聚乙二醇衍生物的浓度大于所述第二混合液中第一聚乙二醇衍生物的浓度。

在本发明中，所述第一聚乙二醇衍生物优选为端基修饰后的聚乙二醇；所述端基修饰后的聚乙二醇优选包括聚乙二醇琥珀酰亚胺碳酸酯、聚乙二醇琥珀酰亚胺乙酸酯、聚乙二醇琥珀酰亚胺丙酸酯、聚乙二醇琥珀酰亚胺琥珀酸酯、聚乙二醇琥珀酰亚胺戊二酸酯、聚乙二醇琥珀酰亚胺己二酸酯、端马来酰亚胺聚乙二醇、端巯基聚乙二醇和端氨基聚乙二醇中的两种以上；当所述端基修饰后的聚乙二醇为上述两种以上时，对上述端基修饰后的聚乙二醇的种类的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。

在本发明中，制备所述第一混合液和第二混合液的过程独立的优选为将所述第一聚乙二醇衍生物与所述活性成分的分散液混合，得到所述第一混合液或第二混合液。本发明对所述混合的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。

在本发明中，所述第一混合液和第二混合液的质量浓度独立的优选为0.6～18％，更优选为0.8～14.4％；所述第一混合液中第一聚乙二醇衍生物的质量浓度优选为1.6～18％，更优选为5.3～14.4％，最优选为5.3～12.8％；所述第二混合液中第一聚乙二醇衍生物的质量浓度优选为0.6～6.7％，更优选为0.8～5.3％，最优选为1.6～5.3％。

得到第一混合液和第二混合液后，本发明以第二聚乙二醇衍生物与所述活性成分的分散液为原料，制备得到第三混合液和第四混合液；所述第三混合液中第二聚乙二醇衍生物的浓度大于所述第四混合液中第二聚乙二醇衍生物的浓度。

在本发明中，所述第二聚乙二醇衍生物优选为端基修饰后的聚乙二醇；所述端基修饰后的聚乙二醇中的修饰基团优选为琥珀酰亚胺碳酸酯、琥珀酰亚胺乙酸酯、琥珀酰亚胺丙酸酯、琥珀酰亚胺琥珀酸酯、琥珀酰亚胺戊二酸酯、聚乙二醇琥珀酰亚胺己二酸酯、马来酰亚胺、巯基和氨基中的两种以上；当所述修饰基团为上述两种以上时，对上述两种修饰基团的种类的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。

在本发明中，制备所述第三混合液和第四混合液的过程独立的优选为将所述第三聚乙二醇衍生物与所述活性成分的分散液混合，得到所述第三混合液或第四混合液。本发明对所述混合的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。

在本发明中，所述第三混合液和第四混合液的质量浓度独立的优选为0.6～18％，更优选为0.8～14.4％；所述第三混合液中第二聚乙二醇衍生物的质量浓度优选为1.6～18％，更优选为5.3～14.4％，最优选为5.3～12.8％；所述第四混合液中第二聚乙二醇衍生物的质量浓度优选为0.6～6.7％，更优选为0.8～5.3％，最优选为1.6～5.3％。

得到第一混合液、第二混合液、第三混合液和第四混合液后，本发明将所述第一混合液和第四混合液混合，得到第一水凝胶前驱体溶液；将所述第二混合液和第三混合液混合，得到第二水凝胶前驱体溶液。

本发明对所述混合的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。

在本发明中，所述第一水凝胶前驱体溶液中聚乙二醇衍生物的浓度优选为1.1％～12.4％，更优选为3％～9.9％；所述聚乙二醇衍生物包括第一聚乙二醇衍生物和第二聚乙二醇衍生物；所述第一聚乙二醇衍生物和第二聚乙二醇衍生物的质量比优选为(1～10)：1，更优选为(1～5)：1，最优选为(2～4)：1。

在本发明中，所述第二水凝胶前驱体溶液中聚乙二醇衍生物的浓度优选为1.1％～12.4％，更优选为3％～9.9％；所述聚乙二醇衍生物包括第一聚乙二醇衍生物和第二聚乙二醇衍生物；所述第二聚乙二醇衍生物和第一聚乙二醇衍生物的质量比优选(1～10)：1，更优选为(1～5)：1，最优选为(2～4)：1。

得到第一水凝胶前驱体溶液和第二水凝胶前驱体溶液后，本发明将所述第一水凝胶前驱体溶液和第二水凝胶前驱体溶液混合，静置，得到所述低浓度水凝胶。

本发明对所述混合的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。

在本发明中，所述第一水凝胶前驱体溶液中聚乙二醇衍生物和第二水凝胶前驱体溶液中聚乙二醇衍生物的质量比优选为(1～10)：1，更优选为(1～5)：1。

本发明对所述静置的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。

本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法制备得到的低浓度水凝胶，所述低浓度水凝胶的质量浓度为1.2％～10％。

本发明还提供了上述技术方案所述的低浓度水凝胶在制备凝胶植入剂、喷雾凝胶或凝胶注射剂中的应用。

在本发明中，所述凝胶植入剂的制备方法优选包括以下步骤：

将所述低浓度水凝胶进行干燥后，进行拉伸，得到所述凝胶植入剂。

在本发明中，所述干燥的温度优选为20～60℃，更优选为25～40℃；时间优选为8～48h，更优选为12～24h。

在本发明中，所述拉伸的拉伸倍数优选为1～5倍，更优选为2～4倍。

所述拉伸完成后，本发明还优选包括依次进行的干燥和切割；本发明对所述干燥和切割的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。所述切割后的凝胶植入剂的直径优选为0.3～0.5mm，更优选为0.35～0.45mm；长度优选为2～7mm，更优选为3～5mm；长宽比优选为6～10，更优选为6～8；遇水后直径膨胀优选至1.0～2.5mm，更优选膨胀至1.5～2.0mm；遇水后长度缩短优选为10～90％，更优选为65～85％；遇水后长宽比优选为1～5，更优选为1～2。

进行所述干燥前，本发明还优选将所述低浓度水凝胶和显色剂混合，本发明对所述显色剂的种类没有任何特殊的限定。本发明对所述显色剂的用量没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的用量使制备得到的凝胶植入剂中显色剂的质量百分含量在0.0001～1％的范围即可，所述凝胶植入剂中显色剂的质量百分含量优选为0.001～0.01％。

在本发明中，所述凝胶植入剂优选包括基质和分散在所述基质中的活性成分。在本发明中，所述凝胶植入剂中的活性成分质量和基质质量比优选为1：(10～30000)，更优选为1：(20～15000)，最优选为1：(50～10000)。在本发明中，所述基质优选包括聚乙二醇衍生物，所述聚乙二醇衍生物和活性成分的种类优选参考上述技术方案所述的聚乙二醇衍生物和活性成分的种类，在此不再进行赘述。

在本发明中，所述凝胶植入剂中的活性成分的持续释放天数优选大于等于14天。

在本发明中，所述喷雾凝胶的制备方法优选包括以下步骤：

将上述技术方案所述的第一水凝胶前驱体溶液和第二水凝胶前驱体溶液分别置于双室喷雾瓶的两室中，喷涂后静置交联。

在本发明中，所述静置交联的时间优选为10～30s，更优选为15～25s。

在本发明中，所述注射凝胶剂的制备方法优选包括以下步骤：

将上述技术方案所述的第一水凝胶前驱体溶液和第二水凝胶前驱体溶液分别置于双室注射器的两室中，注射后在体内原位交联。

在本发明中，所述凝胶植入剂、喷雾凝胶和凝胶注射剂可用于皮下、肌肉、关节腔、眼部、鼻腔、口腔、阴道或直肠等多种途径进行注射。

下面结合实施例对本发明提供的低浓度水凝胶及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

将10mg活性成分微粉(拉坦前列腺素)、1000mg活性成分微粉(噻吗洛尔)和10mL的0.05M磷酸盐缓冲液混合，得到活性成分的分散液；

将800mg四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺琥珀酸酯(Tetra-PEG-SS，分子量10k)和所述活性成分的分散液混合，得到第一混合液；

将400mg四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺琥珀酸酯(Tetra-PEG-SS，分子量10k)和所述活性成分的分散液混合，得到第二混合液；

将800mg氨基封端四臂聚乙二醇(Tetra-PEG-NH₂，分子量10k)和所述活性成分的分散液混合，得到第三混合液；

将400mg氨基封端四臂聚乙二醇(Tetra-PEG-NH₂，分子量10k)和所述活性成分的分散液混合，得到第四混合液；

将所述第一混合液和第四混合液混合，搅拌形成均一混悬液，静置10min，得到第一水凝胶前驱体溶液；

将所述第二混合液和第三混合液混合，搅拌形成均一混悬液，静置10min，得到第二水凝胶前驱体溶液；

将所述第一水凝胶前驱体溶液和第二水凝胶前驱体溶液混合后得到的混悬液注入硅胶管内，静置，经化学交联后形成水凝胶；

水凝胶拉伸3倍，干燥，然后切割成3.0mm长的植入剂。

实施例2

将37.5mg活性成分微粉(美洲大蠊浸膏)和10mL的0.05M磷酸盐缓冲液混合，得到活性成分的分散液；

将1200mg四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺琥珀酸酯(Tetra-PEG-SS，分子量10k)和所述活性成分的分散液混合，得到第一混合液；

将400mg四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺琥珀酸酯(Tetra-PEG-SS，分子量10k)和所述活性成分的分散液混合，得到第二混合液；

将1200mg氨基封端四臂聚乙二醇(Tetra-PEG-NH₂，分子量10k)和所述活性成分的分散液混合，得到第三混合液；

将400mg氨基封端四臂聚乙二醇(Tetra-PEG-NH₂，分子量10k)和所述活性成分的分散液混合，得到第四混合液；

将所述第一混合液和第四混合液混合后装入双室喷雾瓶的一室中；

将所述第二混合液和第三混合液混合后装入双室喷雾瓶的另一室中；

使用双室喷雾瓶对伤口进行喷涂，静置后交联形成水凝胶。

实施例3

将1.0mg活性成分微粉(醋酸氟轻松)和10mL的0.05M磷酸盐缓冲液混合，得到活性成分的分散液；

将750mg四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺琥珀酸酯(Tetra-PEG-SS，分子量10k)和所述活性成分的分散液混合，得到第一混合液；

将250mg四臂聚乙二醇琥珀酰亚胺琥珀酸酯(Tetra-PEG-SS，分子量10k)和所述活性成分的分散液混合，得到第二混合液；

将750mg氨基封端四臂聚乙二醇(Tetra-PEG-NH₂，分子量10k)和所述活性成分的分散液混合，得到第三混合液；

将250mg氨基封端四臂聚乙二醇(Tetra-PEG-NH₂，分子量10k)和所述活性成分的分散液混合，得到第四混合液；

将所述第一混合液和第四混合液混合后装入双室注射器的一室中；

将所述第二混合液和第三混合液混合后装入双室注射器的另一室中；

使用双室注射器进行注射，在体内原位交联形成水凝胶。

实施例4

聚乙二醇衍生物浓度对水凝胶拉伸性能的影响

按照实施例1的方法，仅改变所述低浓度水凝胶中聚乙二醇衍生物的浓度(活性官能团的质量浓度相应发生变化)，其余同实施例1。不同浓度水凝胶的拉伸性能如表1所示。

表1不同聚乙二醇衍生物浓度水凝胶的拉伸性能

由表1结果可知，聚乙二醇衍生物的浓度对水凝胶的拉伸性能影响较大，浓度越大，最大拉伸倍数越大。当聚乙二醇衍生物的浓度在3％以上时，水凝胶的拉伸性能相对较好，水凝胶在拉伸过程中不易断裂，拉伸工艺易于控制，减少原材料的浪费。

实施例5

拉伸不同倍数植入剂体外吸水膨胀结果

按照实施例1的方法制备植入剂，测试植入剂吸水膨胀前后长度直径比变化情况。具体方法：截取长度约为3mm的植入剂，测量具体长度和直径，计算长度和直径比，再置于37℃的人工泪液中(pH＝7.4)，10min后取出植入剂测量其长度和直径，再次计算长度和直径比。得到的植入剂吸水膨胀前后长度直径比变化情况如表2所示。

表2包含拉伸不同倍数植入剂体外吸水膨胀结果

拉伸倍数	吸水膨胀后长度直径比
		1	3.5
1.5	3
		2	2.8
2.5	2
		3	1.5
3.5	1
		4	0.7

由表2结果可知，拉伸倍数越大，植入剂吸水膨胀后长宽比越小，该植入剂插入泪小管后，遇泪液后吸水膨胀，长度变小，直径变大，可有效阻塞泪道，防止脱落。

实施例6

植入剂体外释放结果

按照实施例1的方法制备植入剂，测试植入剂中活性成分体外释放情况。具体方法：截取长度约为3mm的植入剂置于37℃的人工泪液中(pH＝7.4)，分别于1、4、7、14、21、28、35d后将释放介质全部取出并替换为新的人工泪液，使用高效液相色谱仪测定释放介质中的药物含量，计算其占理论含量的百分比。得到的植入剂体外释放情况如图2所示。

由图2结果可知，低浓度水凝胶植入剂可体外累积释放达28天以上，与现有技术相比，有效降低了水凝胶的浓度，实现了相同的缓释效果。

实施例7

植入剂体内药效结果

按照实施例1的方法制备植入剂(切割后的植入剂中包括2.5μg拉坦前列腺素和250μg噻吗洛尔)，测试植入剂在已建立高眼压模型日本大耳白兔体内的药效情况。

具体方法：将测试的兔子如下分成两组，每组4只。

植入剂组：左眼给予植入剂(2.5μg拉坦前列腺素和250μg噻吗洛尔)，右眼给予空白植入剂作为对照；

滴眼剂组：左眼滴入50μL 0.005％拉坦前列腺素和0.5％噻吗洛尔滴眼液滴眼液(2.5μg拉坦前列腺素和250μg噻吗洛尔)，右眼滴入50μL生理盐水作为对照。

使用回弹式眼压计在每天相同时间间隔测量眼压，结果如图3所示。

由图3可知，单次给予滴眼剂的药效可持续约7天，单次给予植入剂的药效可持续28天以上，说明低浓度水凝胶植入剂可达到预期的长期缓释效果。

实施例8

植入剂体内安全性评价结果

按照实施例1的方法制备植入剂(切割后的植入剂中包括2.5μg拉坦前列腺素和250μg噻吗洛尔)，测试植入剂在健康日本大耳白兔体内的安全性。

具体方法：将测试的兔子如下分成三组，每组3只。

植入剂组：左眼给予植入剂(2.5μg拉坦前列腺素和250μg噻吗洛尔)，右眼作为空白对照；

滴眼剂组：左眼滴入50μL 0.005wt％拉坦前列腺素和0.5wt％噻吗洛尔滴眼液滴眼液(2.5μg拉坦前列腺素和250μg噻吗洛尔)，右眼滴入50μL生理盐水作为对照。

植入剂组每隔1h，1、7、14、21、28d使用裂隙灯观察角膜、虹膜和结膜，滴眼剂组每隔1h，1、7d使用裂隙灯观察角膜、虹膜和结膜，通过Draize试验获得眼刺激评分，结果如图4所示。

由图4可知，给药后刺激性评分均未超过3，测试期间未出现眼部损伤及中度或重度刺激迹象，表明低浓度水凝胶植入剂的眼部刺激性较低。

植入剂组给药35天后耳缘静脉注射空气处死，滴眼剂组和生理盐水组给药7天后耳缘静脉注射空气处死，分别取出眼球，分离出角膜、结膜及泪小管组织，通过HE染色法使用光学显微镜进行组织学检查，结果如图5所示。

由图5可知，植入剂、滴眼剂和生理盐水组的角膜标本均显示正常的非角化鳞状上皮细胞，具有完整的上皮基底层和Bowman层，在角膜基质中观察到胶原薄片的正常分布和密度。植入剂、滴眼剂和生理盐水组的结膜组织标本均展现出完整的鳞状上皮细胞与基质上的杯状细胞。植入剂、滴眼剂和生理盐水组的泪小管组织标本均展现出完整的复层鳞状上皮细胞，包括表层的立方形细胞和深层的鳞状上皮细胞，上皮下具有完整的基底膜结构。这表明低浓度水凝胶植入剂的眼部生物相容性良好。

实施例9

聚乙二醇衍生物浓度对水凝胶交联时间的影响

按照实施例2的方法制备水凝胶，仅改变所述低浓度水凝胶中聚乙二醇衍生物的浓度(活性官能团的质量浓度相应发生变化)，其余同实施例2。不同浓度水凝胶的交联时间如表3所示。

表3不同浓度的低浓度水凝胶的交联时间

由表3结果可知，聚乙二醇衍生物的浓度对水凝胶的交联时间影响较大，浓度越大，交联时间越短。当聚乙二醇衍生物的浓度在2％以上时，水凝胶可在360s内形成，满足原位交联的给药需求。

实施例10

低浓度水凝胶体外安全性评价结果

按照实施例3的方法制备水凝胶，仅改变所述低浓度水凝胶中聚乙二醇衍生物的浓度(活性官能团的质量浓度相应发生变化，如表3所示)，其余同实施例3。以恒河猴脉络膜-视网膜内皮细胞(RF/6A)和成人视网膜色素上皮细胞系-19(ARPE-19)为原料，采用细胞比色计数试剂盒(CCK-8)检测不同聚乙二醇衍生物浓度水凝胶的细胞毒性，结果分别如图6和图7所示。

由图6和图7可知，当聚乙二醇衍生物的浓度在10％及以下时，水凝胶的细胞毒性与对照组无显著差异(P＞0.05)，表明低浓度水凝胶的生物相容性良好。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种低浓度水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将活性成分和磷酸盐缓冲液混合，得到活性成分的分散液；

以第一聚乙二醇衍生物与所述活性成分的分散液为原料，制备得到第一混合液和第二混合液；所述第一混合液中第一聚乙二醇衍生物的浓度大于所述第二混合液中第一聚乙二醇衍生物的浓度；

以第二聚乙二醇衍生物与所述活性成分的分散液为原料，制备得到第三混合液和第四混合液；所述第三混合液中第二聚乙二醇衍生物的浓度大于所述第四混合液中第二聚乙二醇衍生物的浓度；

将所述第一混合液和第四混合液混合，得到第一水凝胶前驱体溶液；

将所述第二混合液和第三混合液混合，得到第二水凝胶前驱体溶液；

将所述第一水凝胶前驱体溶液和第二水凝胶前驱体溶液混合，静置，得到所述低浓度水凝胶；

所述第一聚乙二醇衍生物和第二聚乙二醇衍生物的种类不同；

所述低浓度水凝胶中第一聚乙二醇衍生物和第二聚乙二醇衍生物的总质量浓度为1.2％～10％。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述活性成分包括原料药颗粒或原料药制剂颗粒；

所述活性成分中的原料药颗粒或原料药制剂颗粒的粒径独立的为10nm～300μm；

所述活性成分为抗生素类药物、抗炎剂、胆碱能抑制剂、β受体阻滞剂、免疫抑制剂、前列腺素类似物和药用动植物提取物中的一种或几种。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述抗生素类药物包括妥布霉素或莫西沙星；

所述抗炎剂包括布洛芬、双氯芬酸钠、地塞米松或醋酸氟轻松；

所述胆碱能抑制剂包括阿托品；

所述β受体阻滞剂包括噻吗洛尔；

所述免疫抑制剂包括环孢菌素或他克莫司；

所述前列腺素类似物包括拉坦前列腺素或比马前列腺素；

所述药用动植物提取物包括美洲大蠊提取物。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合液、第二混合液、第三混合液和第四混合液的质量浓度独立为0.6～18％；

所述第一水凝胶前驱体溶液中的第一聚乙二醇衍生物和第二聚乙二醇衍生物的质量比或所述第二水凝胶前驱体溶液中的第二聚乙二醇衍生物和第一聚乙二醇衍生物的质量比独立的为(1～10)：1。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合液、第二混合液、第三混合液和第四混合液的质量浓度独立为0.6～18％；

所述第一水凝胶前驱体溶液中的第一聚乙二醇衍生物和第二聚乙二醇衍生物的质量比或所述第二水凝胶前驱体溶液中的第二聚乙二醇衍生物和第一聚乙二醇衍生物的质量比独立的为(1～5)：1。

6.如权利要求1、4或5所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合液中第一聚乙二醇衍生物和第三混合液中第二聚乙二醇衍生物的质量浓度独立的为1.6～18％；

所述第二混合液中第一聚乙二醇衍生物和第四混合液中第二聚乙二醇衍生物的质量浓度独立的为0.6～6.7％。

7.如权利要求1、4或5所述的制备方法，其特征在于，所述第一聚乙二醇衍生物和第二聚乙二醇衍生物均为端基修饰后的聚乙二醇；

所述端基修饰后的聚乙二醇包括聚乙二醇琥珀酰亚胺碳酸酯、聚乙二醇琥珀酰亚胺乙酸酯、聚乙二醇琥珀酰亚胺丙酸酯、聚乙二醇琥珀酰亚胺琥珀酸酯、聚乙二醇琥珀酰亚胺戊二酸酯、聚乙二醇琥珀酰亚胺己二酸酯、端马来酰亚胺聚乙二醇、端巯基聚乙二醇和端氨基聚乙二醇中的两种以上。

8.权利要求1～7任一项所述的制备方法制备得到的低浓度水凝胶。

9.权利要求8所述的低浓度水凝胶在制备凝胶植入剂、喷雾凝胶、凝胶注射剂或眼用凝胶剂中的应用。

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