CN117757052A - 一种温敏水凝胶、喷雾制剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种温敏水凝胶、喷雾制剂及其制备方法和应用，属于生物医药技术领域。本发明提供的一种温敏水凝胶的制备方法，包括以下步骤：(1)将PLGA‑PEG‑PLGA三嵌段共聚物溶解在二氯甲烷中，然后将硫脲和N‑卤代琥珀酰亚胺加入溶液中；(2)向步骤(1)所得溶液中加入氯己定，在室温下搅拌反应，制备得到包含氯己定的温敏水凝胶。本发明制备的温敏水凝胶解决了传统三嵌段共聚物温敏水凝胶作为口腔喷雾时存在的成胶温度较高，成胶时间长的缺点，实现了在口腔内于较低温度即可形成凝胶，且能快速成胶。其成胶效果好，药物缓释性好，能够减小药物的使用量和使用周期，对口腔溃疡的疗效极为显著。

Description

一种温敏水凝胶、喷雾制剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种温敏水凝胶、喷雾制剂及其制备方法和应用。

背景技术

水凝胶是具有三维网状结构的聚合物，能够维持大量的水分并呈现一种半固体的形态。由于水凝胶可以储存大量水分和其仿生性能，使其在生物医学方面被广泛应用。例如，体外细胞培养、组织工程和药物运输。

具有刺激响应性的水凝胶(在温度、pH、离子浓度等刺激因素作用下形成凝胶)被称为智能水凝胶。温度敏感性水凝胶就是一种具有刺激响应性的材料，它能随环境温度的变化发生溶液(sol)-凝胶(gel)状态的转变。相比于传统的水凝胶，温度敏感性水凝胶具有载药方式简便、载药率较高以及可以缓释药物的优点。在低于相转变温度时，温敏水凝胶呈现出可以流动的溶液状态，可以方便的连同它包载的药物一起注射到靶组织。在生理条件下(37℃),温敏水凝胶可转变成凝胶状态，从而用于包裹和缓释药物。因此，基于温度敏感性水凝胶的药物转运体系被广泛应用于肿瘤治疗和组织修复等方面。

PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物具有成胶特性，是一种温度敏感性水凝胶，其具有制备简单、可以生物降解、以及良好的生物相容性等优点。作为良好的药物转运载体，既可以运载亲水性的小分子药物，例如盐酸阿霉素、康普瑞丁磷酸二钠(CA4P)、甲氨蝶呤等，也可以运载疏水性的生物活性分子，例如喜树碱、紫杉醇等。温度敏感性水凝胶体外药物释放可以大致分为两个阶段，最初的药物自由扩散和其后伴随凝胶缓慢降解的药物缓释阶段。

口腔溃疡，俗称“口疮”，以口腔发生黏膜破损、疼痛为特征，是一种常见且易反复发作的疾病。口腔溃疡最常见的症状为唇、颊、舌黏膜表面出现圆形或椭圆的病损，直径约2-4mm，边界清晰，数目约1-5个左右，溃疡中央凹陷，基底较软，周边有约1mm宽度的红肿区域，表面覆盖一层黄色假膜，多数患者在1-2周内自行痊愈，预后较好。口腔溃疡为孤立的、圆形或椭圆形的浅表性溃疡，周期性复发但又具有自限性，临床表现以溃疡反复发作及此愈彼起、灼痛较剧为主。该病的发病率可达20％左右，儿童、青壮年、老人均有发病，居口腔黏膜疾病的首位。目前，尚无特效的药物可以用于口腔溃疡的治疗，因此该病的发生对人们的生活和工作造成了一定影响。

临床常见的口腔溃疡类型主要有三种：复发性轻型口腔溃疡、复发型重型口腔溃疡、疱疹型口腔溃疡，其中以复发性轻型口腔溃疡最为常见，约占本病的80％。复发性口腔溃疡的病因病机，学者们仍在不断的研究，目前暂时只能是减轻程度、降低频率、缓解痛苦，还没有药物有特殊的治疗效果。

目前对复发性溃疡的治疗单纯的中医和西医疗法都有一定疗效，而病因治疗与对症治疗相结合，中医与西医相结合、生理与心理相结合，疗效更为确切。局部治疗被推荐为第一线的治疗方法，全身治疗用于调理全身，药效相对药缓慢，且有些药物对人体毒副作用较大，只有在需要时辅以全身治疗。

采用温敏水凝胶负载药物的疗法，虽然能够具备药物缓释性，可用于口腔的药物给药，但是其用于口腔溃疡的疗效较差。主要在于，现有的温敏水凝胶载药体系作为喷雾制剂时，存在成胶温度较高，往往需要在接近人体温度的37℃时才能够在口腔内形成凝胶，同时其存在成胶温度较慢，而口腔溃疡由于其患处较小，且药物容易在口腔损失，因此目前的水凝胶喷雾无法快速在口腔内形成均匀的保护层，并起到长时间的药物缓释效果，造成水凝胶喷雾的疗效不佳，用药量大，需要反复给药。

因此，如何能够降低温敏水凝胶喷雾在口腔内的成胶温度，提升成胶效果，并实现快速成胶，以更快速在口腔内形成均匀的保护层，起到长时间的药物缓释效果，提升喷雾在治疗口腔溃疡的疗效，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明就是针对现有药剂在治疗口腔溃疡方面缺乏明显的效果，而直接使用药物需要较大的药物量，药效比较缓慢，且有些药物对人体毒副作用较大的问题，从而提供一种能够很好用于治疗口腔溃疡的温敏水凝胶喷雾制剂。本发明的技术目的在于，一方面解决现有的温敏水凝胶给药体系存在药物缓释效果不佳，持续时间短，用药量较大，导致对口腔溃疡的治疗效果较差的问题；另一方面解决现有水凝胶制剂存在成胶温度较高，成胶速度缓慢，无法在口腔内迅速成胶和在低温下快速成胶的问题。

为了实现上述技术目的，本发明首先提供了一种温敏水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物溶解在二氯甲烷中，然后将硫脲和N-卤代琥珀酰亚胺(NXS)加入溶液中；

(2)向步骤(1)所得溶液中加入氯己定，在室温下搅拌反应，制备得到包含氯己定的温敏水凝胶。

本发明的上述制备方法所涉及的反应式如下：

上式中，n为15-100之间的整数，m为15-100之间的整数，p为15-100之间的整数，q为15-100之间的整数，NXS表示N-卤代琥珀酰亚胺，DCM为二氯甲烷。

本发明通过将PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物与硫脲和N-卤代琥珀酰亚胺(NXS)组合，再与氯己定在室温下反应，即可制备得到包含氯己定的温敏水凝胶。反应体系中存在大量的氨基官能团，能够与水凝胶高分子链之间形成较强的氢键作用，从而导致温敏水凝胶的成胶温度大幅度降低，其成胶温度仅需30℃，并有利于快速成胶，而且使得喷雾溶胶在低温下形成凝胶的效果大大提升，从而显著提升对口腔溃疡的治疗效果。

通过本发明的上述方法获得的负载氯己定的温敏水凝胶能够在3-5天内进行长时间的药物缓释，且大大降低了用药量，明显提升了对口腔溃疡的疗效。该包含氯己定的温敏水凝胶制成口腔喷雾后，可以在患者口腔快速形成均匀保护层，有效降低药物的使用量并具备更好的药物缓释效果，并有效预防细菌定植和生长，减少和延缓细菌感染，可减少医疗经济负担、减轻患者的身心痛苦。

而本发明的对比试验显示，PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物的水溶液虽然随着温度的升高可以发生溶液-凝胶的相转变，本身具备温敏特性，但是该温敏三嵌段共聚物的相转变温度在37～40℃之间，导致其成胶温度较高，在口腔温度下的成胶速度较慢，无法快速成胶。因此该PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物在负载氯己定后无法很好用于口腔喷雾制剂，存在药物用量大，药物附着效果差，长期缓释性差，对口腔溃疡的治疗效果不佳。

进一步的是，所述步骤(1)中PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物、硫脲和N-卤代琥珀酰亚胺的重量比为1:0.01～0.05:0.01～0.05。

进一步的是，所述步骤(1)中N-卤代琥珀酰亚胺包括N-氯代琥珀酰亚胺、N-溴代琥珀酰亚胺或N-碘代琥珀酰亚胺中的至少一种。

进一步的是，所述步骤(2)中氯己定的浓度为占步骤(1)所得溶液的重量百分比为15～35％。

进一步的是，所述室温为20～26℃，该温度下溶液保持为溶胶形态。

进一步的是，所述PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物中形成PLGA共聚物的丙交酯与乙交酯的重量比为1～3:1，优选为重量比1.5:1；丙交酯与乙交酯的总重量之和与PEG的重量比为1～4:1，优选为重量比1～2:1。

进一步的是，所述PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物中PEG包括PEG-1000、PEG-1500、PEG-2000和PEG-2500中的任意两种按重量比1:1的组合。

本发明的目的之二是提供由如上任一项所述方法制备得到的温敏水凝胶。

本发明的目的之三是提供一种包含氯己定的喷雾制剂，其中包含有如上所述的温敏水凝胶。该喷雾制剂在室温下为溶胶状态，当以喷雾形式喷到口腔后，能够在患者口腔快速形成凝胶状态，且在30℃即可快速成胶，在口腔表面能够快速形成均匀的保护层，并具有很好的粘附效果，且具有很好的药物缓释性，从而在较小药物剂量下即可大大提升治疗口腔溃疡的效果。

本发明的目的之四是提供如上所述的喷雾制剂在制备治疗口腔溃疡的药物中的应用。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明提供了一种温敏水凝胶、喷雾制剂及其制备方法和应用，本发明获得的温敏水凝胶具备成胶温度低、成胶速度快的特点，可在30℃的较低温度下(相比于体温)快速成胶。

(2)本发明的温敏水凝胶在制备成喷雾制剂时，喷到口腔内能够快速形成均匀的保护层，并能够长时间缓释药物，具备药物用量低、缓释性好，提升了作为口腔喷雾的药物生物利用度。

(3)本发明的温敏水凝胶喷雾在用于口腔溃疡的治疗时效果佳，能够有效预防细菌定植和生长，减少和延缓细菌感染，减少医疗经济负担、减轻患者身心痛苦。

附图说明

图1为将制备的PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物溶液(图中为实施例1制备的水凝胶样品，实施例2结果与实施例1类似)滴加到人体皮肤表面(左图)和载玻片上(右图)的成胶结果。

图2为口腔溃疡患者在使用本发明的温敏水凝胶口腔喷雾之前口腔附着大量白斑。

图3为口腔溃疡患者在使用本发明的温敏水凝胶口腔喷雾(图中为实施例3的方法制备的水凝胶样品，实施例4和实施例5的结果与实施例3类似)之后口腔白斑明显消除。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体描述，有必要指出的是，以下实施例仅用于对本发明进行解释和说明，并不用于限定本发明。本领域技术人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物的制备，包括步骤如下：

(1)将聚乙二醇1000(PEG1000)和聚乙二醇1500(PEG1500)以1:1的质量比加入到三颈瓶中，在转速500rpm/min条件下，控制油泵真空度-0.1Mpa，外温140℃，内温130℃，真空回流4h，去除单体中的少量水分；

(2)在氩气的条件下冷却至室温，加入丙交酯(LA)、乙交酯(GA)，使LA/GA的质量比为2:1，丙交酯和乙交酯的总质量与聚乙二醇的总质量之比为1:1，真空条件下加热至95℃保持25min，至固体溶解；

(3)通入氩气冷却至室温后，加入催化剂辛酸亚锡后，冷凝回流，在130℃条件下反应8小时，反应至呈现浅黄色液体，停止加热抽真空20分钟，自然冷却至室温；

(4)用蒸馏水在4℃冰浴溶解所得产物，加热至55℃产生沉淀，重复上述步骤三次，去除未反应的乙交酯、丙交酯和低分子量共聚物，收集未溶于水的沉淀得到粘稠无色和浅黄色透明产物；

(5)真空冷冻干燥低温保存，即为PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物。

实施例2

PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物的制备方法，包括步骤如下：

(1)将聚乙二醇2500(PEG1500)和聚乙二醇2500(PEG2500)以1:1的质量比加入到三颈瓶中，在转速300rpm/分钟条件下，控制油泵真空度-0.1Mpa，外温150℃，内温125℃，真空回流5h，去除单体中的少量水分；

(2)在氩气的条件下冷却至室温，加入丙交酯(LA)、乙交酯(GA)，使LA/GA的比例为4:1，丙交酯和乙交酯的总质量与聚乙二醇的总质量之比为1:1，真空条件下于90℃加热20分钟至固体溶解；

(3)通入氩气冷却至室温后，加入催化剂辛酸亚锡后，冷凝回流，在150℃条件下反应10小时，反应至呈现浅黄色液体，停止加热抽真空30分钟，自然冷却至室温；

(4)用蒸馏水在4℃冰浴溶解所得产物，加热至60℃产生沉淀，重复上述步骤三次，去除未反应的乙交酯、丙交酯和低分子量共聚物，收集未溶于水的沉淀得到粘稠无色和浅黄色透明产物；

(5)真空冷冻干燥低温保存，即为PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物。

实施例3

一种温敏水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将实施例1制备的PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物溶解在二氯甲烷中，然后将硫脲和N-氯代琥珀酰亚胺加入溶液中，控制PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物、硫脲和N-氯代琥珀酰亚胺的质量比为1:0.01:0.01；

(2)向步骤(1)所得溶液中加入15wt％的氯己定，在室温(20℃)下搅拌反应，制备得到包含氯己定的温敏水凝胶。

实施例4

一种温敏水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将实施例2制备的PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物溶解在二氯甲烷中，然后将硫脲和N-溴代琥珀酰亚胺加入溶液中，控制PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物、硫脲和N-溴代琥珀酰亚胺的质量比为1:0.05:0.05；

(2)向步骤(1)所得溶液中加入20wt％氯己定，在室温下搅拌反应，制备得到包含氯己定的温敏水凝胶。

实施例5

一种温敏水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将实施例1制备的PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物溶解在二氯甲烷中，然后将硫脲和N-碘代琥珀酰亚胺加入溶液中，控制PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物、硫脲和N-碘代琥珀酰亚胺的质量比为1:0.01:0.05；

(2)向步骤(1)所得溶液中加入35wt％氯己定，在室温下搅拌反应，制备得到包含氯己定的温敏水凝胶。

测试例1

将实施例1和实施例2制备的PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物制备成浓度分别为10％、15％、25％、30％、35％、40％和45％的聚合物溶液，与磁力搅拌子(5mm×3mm)一同加入20mL的样品瓶中，加塞后封口膜密封。然后在磁力搅拌机上使用500rpm/分钟搅拌均匀。将聚合物水溶液中进行程序控温加热，控制升温速率1～2℃/分钟。停止搅拌和加热后，若样品没流动，将此温度定义为聚合物水溶液的相转变温度。每个样品平行测试3次，结果取平均值。

将制备的PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物溶液滴加到手表面皮肤和载玻片上(见图1)，考查共聚物溶液的成胶温度，从图1可以看出，PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物溶液放置于人体表面可成胶，实验室37℃条件下可迅速成胶。经测试，配制的不同浓度的三嵌段共聚物溶液的总体成胶温度在37～40℃之间。

将该PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物形成的温敏水凝胶溶液负载氯己定后制备成口腔喷雾用于口腔溃疡的治疗，发现虽然能够在口腔内成胶，但成胶温度较高，且成胶时间长，需要长达2min以上才能在口腔内形成一层保护膜，且形成的保护膜并不均匀，该温敏水凝胶对口腔溃疡的疗效较差。

测试例2

将实施例3-5制备的温敏水凝胶溶液加入到20mL喷雾壶里，作为口腔喷雾制剂，用于对临床口腔溃疡患者的治疗，并以实施例1和2制备的温敏水凝胶溶液(PLGA-PEG-PLGA)负载氯己定(以15wt％为例)作为对照样品。结果显示实施例3-5制备的温敏水凝胶口腔喷雾能够在30℃下即可快速成胶，在30℃时即会在口腔内形成一层均匀的保护膜，且其成胶时间仅需5s，而作为对照的温敏水凝胶样品的成胶温度在37℃以上，且成胶时间缓慢。

如图2和图3所示，口腔溃疡患者在使用本发明的口腔喷雾之前，可以明显发现患者口腔附着有大量白斑，而当使用本发明的口腔喷雾(实施例3-5中的任一产品)后，患者口腔的白斑明显消除，表明本发明制备的口腔喷雾对治疗口腔溃疡效果极佳。

进一步对上述温敏水凝胶口腔喷雾样品的药物缓释效果和口腔溃疡的愈合周期进行考查，并对患者满意度进行评估。

成胶实验方法：

1)成胶温度及时间检测：在体外研究中，将PLGA-PEG-PLGA温敏水凝胶水凝胶以及温敏水凝胶分别放置于载玻片上，置于不同温度的电热恒温培养箱中，记录不同水凝胶成胶时间和成胶温度。在患者研究中，将不同温敏水凝胶均匀喷洒于患者口腔破溃处，记录水凝胶成膜时间。

2)愈合期考察方法：根据口腔溃疡分级标准，每日评估患者口腔破溃处变化，并予以记录。

药物性能考查结果见表1，患者满意度调查表格见表2-表4。

表1口腔喷雾制剂成胶性能及药物性能考查

表2市售洗必泰(氯己定)漱口液患者满意度考查

表3

表4

Claims (10)

1.一种温敏水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物溶解在二氯甲烷中，然后将硫脲和N-卤代琥珀酰亚胺加入溶液中；

(2)向步骤(1)所得溶液中加入氯己定，在室温下搅拌反应，制备得到包含氯己定的温敏水凝胶。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物、硫脲和N-卤代琥珀酰亚胺的重量比为1:0.01～0.05:0.01～0.05。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中N-卤代琥珀酰亚胺包括N-氯代琥珀酰亚胺、N-溴代琥珀酰亚胺或N-碘代琥珀酰亚胺中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中氯己定的浓度为占步骤(1)最终配制所得溶液的重量百分比为15～35％。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述室温为20～26℃。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物中形成PLGA共聚物的丙交酯与乙交酯的重量比为1～3:1，优选为重量比1.5:1；丙交酯与乙交酯的总重量之和与PEG的重量比为1～4:1，优选为重量比1～2:1。

7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物中的PEG包括PEG-1000、PEG-1500、PEG-2000和PEG-2500中的任意两种按重量比1:1的组合物。

8.由权利要求1-7任一项所述方法制备得到的温敏水凝胶。

9.一种包含氯己定的喷雾制剂，其特征在于，包含如权利要求7所述的温敏水凝胶。

10.如权利要求9所述的喷雾制剂在制备治疗口腔溃疡的药物中的应用。