CN117815430A - 一种用于胃底动脉栓塞的微球及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种用于胃底动脉栓塞的微球，属于栓塞微球技术领域；微球由聚乙烯醇聚合而成，微球的强度介于300～3000g之间且弹性≥30％，具有平均130～190μm的粒径。本发明的的微球用于胃底动脉栓塞，不仅可以有效的降低体重，还可以降低术后溃疡的发生。

Description

一种用于胃底动脉栓塞的微球及其制备方法

技术领域

本申请涉及栓塞微球技术领域，具体而言，涉及用于胃底动脉栓塞微球及其制备方法。

背景技术

肥胖是一个重要的公共健康问题，每年肥胖导致的死亡人数高达280万，成为仅次于吸烟的第二大危险因素。与肥胖相关的并发症例如2型糖尿病、高血压及骨关节病等会导致寿命显著缩短，也给卫生服务带来重大经济负担。

减肥性动脉栓塞(BAE)，作为一种新兴的介入微创减肥方式，通过微导管超选至胃底部供血血管(图1)，再经导管注射栓塞剂后导致胃底部细胞缺血甚至坏死，能够减少胃底部ghrelin激素的分泌而减轻体重，在动物模型中验证了其有效性和安全性，并在短期随访的临床研究中也取得了良好的减轻体重的效果。

虽然该术式具有良好的前景，但在实际临床中一直有不良事件的报告，如粘膜表面的溃疡、胃炎等。由于胃部具有非常丰富的血管和毛细血管网，在进行胃左动脉栓塞介入手术中，还常常会发生异位栓塞。

在中国专利公开号为CN113727699A，公开日为2020-10-01的发明专利中，发明人认为在减肥性动脉栓塞(BAE)术中引起粘膜损伤的一个关键因素是在血管床内发生栓塞的深度，以及胃底外粘膜区域脱靶栓塞的存在。进一步确定，粘膜损伤的一个原因是粘膜下层本身存在微球，而当栓塞只发生在稍微靠近导管(即远离粘膜的方向)的位置，这对造成缺血是有效的，但通常不会导致长期或重大的粘膜损伤。另一方面，认为，在太近的位置，即离粘膜太远的位置进行栓塞，效果会降低，因为栓塞效果会因胃壁内存在的络脉而降低。进而提出通过控制筛选压缩模量在一定范围内的微球用于BAE，从而控制微球的穿透值。

本申请人基于现有的文献资料及相关的实验验证，发现仅通过压缩模量筛选的微球并不能完全解决粘膜损伤的问题，尤其的当选用可显影的栓塞微球时，选定的压缩模量的微球还容易出现显影不足和导管通过性能差的问题。

发明内容

本申请提供了一种用于胃底动脉栓塞的微球及其制备方法。

第一方面，本申请实施例提供一种用于胃底动脉栓塞的微球，微球由聚乙烯醇聚合而成，微球的强度介于300～3000g之间且弹性≥30％，微球的平均粒径为130～190μm。

在一些实施方式中，为了使微球在X光下具有不透射性(显影性)，微球进一步的通过1-(二甲氧基甲基)-2,3,5-三碘苯、2,3,5-三碘苯甲酰咪唑、N-(2,2-二乙氧基丙基)-2,3,5-三碘苯甲酰胺或N-(2,2-二乙氧基丙基)-泛影酸酰胺中的至少一种提供碘含量，碘含量在100～180mg/ml之间。研究发现碘含量低于100mg/ml时，在X光下的显影性较差，不能很好的观察判断栓塞效果；碘含量高于180mg/ml时，微球往往强度太高，缺乏良好的弹性，不能顺畅的通过微导管管腔，并且微球栓塞位置容易移动，导致异位栓塞。

在一些实施方式中，为了克服术后粘膜损伤的不良事件，所选的微球具有不超过10％的穿透值小于100μm。

另一方面，本申请还提供一种用于胃底动脉栓塞的微球制备方法，包括如下步骤：

S1、配制聚乙烯醇单体溶液：将PVA加热溶解于水中，冷却降温至25℃以下后，向PVA水溶液中添加N-(2,2-二甲氧基乙基)-2-丙烯酰胺和50％的浓盐酸，搅拌反应完全后用碱滴定至PH＝7±0.5；

S2、配制水相：在聚乙烯醇单体溶液中添加丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和过硫酸钾，搅拌混匀得到水相；

S3、配制油相：油相由乙酸丁酯和醋酸丁酸纤维素组成；

S4、反向聚合：在搅拌条件下，将水相滴加到油相中，滴加完成后升温至55℃再添加四甲基乙二胺，充分反应完后，冷却至25℃以下后过滤和清洗干燥后得到聚乙烯醇微球干球；

S5、将聚乙烯醇微球干球在溶解有碘试剂的DMSO溶液中溶胀，然后再加入甲磺酸60℃反应24h，反应完后将微球洗涤煮制后，用筛网筛分得到不同粒径的微球。

在一些实施方式中，步骤S1中，PVA和N-(2,2-二甲氧基乙基)-2-丙烯酰胺的的质量比为5～15:1，可选的是5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1或15:1。

在一些实施方式中，步骤S2中，聚乙烯醇单体和丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的质量比为2～5:1，可选的是2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1或、5:1。

在一些实施方式中，步骤S4中清洗包括先用乙酸乙酯清洗后再用丙酮清洗，可选的先用乙酸乙酯清洗5次，再用丙酮清洗4次，然后55℃下真空干燥2小时以除去残余溶剂，得到聚乙烯醇微球干球。

在一些实施方式中，步骤S5中聚乙烯醇微球干球：碘试剂：甲磺酸的质量为(4～10)：(5～10)：(1～5)，通过控制聚乙烯醇微球干球、碘试剂和甲磺酸的投料比可以调节所制备的微球的显影性(碘含量)、微球的强度和弹性。

在一些实施方式中，在微球粒径筛分前还需用水煮制3～5次，可以使微球具有更稳定的粒径，防止粒径筛分后在灭菌过程中引起的粒径变化。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为胃和胃底动脉结构图；

图2为实施例1微球栓塞穿透统计结果图；

图3为实施例4微球栓塞穿透统计结果图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另有特别说明，本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本申请范围的硬性限制；因此，应当认为的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。

在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”具体为附图中的图面方向。另外，在本申请说明书的描述中，术语“包括”“包含”等是指“包括但不限于”。在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本文中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。在本文中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。

实施例1

在装有顶置式机械搅拌500ml三口瓶中加入200mL纯化水，加入30g的PVA(型号1888)，升温至95℃溶解，降至室温；加入计算量6g的N-(2,2-二甲氧基乙基)-2-丙烯酰胺(NAAADA)，随后加入10mL浓盐酸(50％)，在室温反应14小时，然后使用2.5M的氢氧化钠溶液中和至pH＝7，得到聚乙烯醇单体溶液。

在装有顶置式机械搅拌2L三口瓶中加入1200mL乙酸丁酯，加入18g醋酸丁酸纤维素溶解，得到油相；

将22.0g的丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(AMPS钠)溶于60ml水中，加入44g的聚乙烯醇单体溶液，加入3.0g过硫酸钾，得到水相。

转速设为400rpm，将水相滴加至油相中；滴加完毕后升温至55℃，加入4.4ml四甲基乙二胺，反应8h。冷却到25℃后，产物被转移到过滤反应器上进行纯化，其中过滤除去乙酸丁酯，再用乙酸乙酯清洗5次，丙酮清洗4次；55℃下真空干燥2小时以除去残余溶剂，得到聚乙烯醇微球干球。

在配备有顶置式搅拌器、温度计的250ml三颈圆底烧瓶中，加入5.5g的1-(二甲氧基甲基)-2,3,5-三碘苯，加入用120ml的DMSO溶解；再加入4.0g聚乙烯醇微球干球；溶胀1h后加入1ml甲磺酸在60℃反应24h。将微球用DMSO洗涤三次、纯化水煮制三次，洗涤，筛分得到100～130微米，130～190微米和190～250微米的微球。将2mL微球装入10mL西林瓶中，加入5ml缓冲生理盐水，灭菌得到成品。

实施例2

在装有顶置式机械搅拌500ml三口瓶中加入200mL纯化水，加入30g的PVA(型号1888)，升温至95℃溶解，降至室温；加入计算量2g的N-(2,2-二甲氧基乙基)-2-丙烯酰胺(NAAADA)，随后加入8mL浓盐酸(50％)，在室温反应14小时，然后使用2.5M的氢氧化钠溶液中和至pH＝7，得到聚乙烯醇单体溶液。

在装有顶置式机械搅拌2L三口瓶中加入1200mL乙酸丁酯，加入18g醋酸丁酸纤维素溶解，得到油相；

将22.0g的丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(AMPS钠)溶于60ml水中，加入65g的聚乙烯醇单体溶液，加入3.5g过硫酸钾，得到水相。

转速设为400rpm，将水相滴加至油相中；滴加完毕后升温至55℃，加入4.6ml四甲基乙二胺，反应8h。冷却到25℃后，产物被转移到过滤反应器上进行纯化，其中过滤除去乙酸丁酯，再用乙酸乙酯清洗5次，丙酮清洗4次；55℃下真空干燥2小时以除去残余溶剂，得到聚乙烯醇微球干球。

在配备有顶置式搅拌器、温度计的250ml三颈圆底烧瓶中，加入10g的2,3,5-三碘苯甲酰咪唑，加入用120ml的DMSO溶解；再加入10g聚乙烯醇微球干球；溶胀1h后加入1ml甲磺酸在60℃反应24h。将微球用DMSO洗涤三次、纯化水煮制三次，洗涤，筛分得到100～130微米，130～190微米和190～250微米的微球。将2mL微球装入10mL西林瓶中，加入5ml缓冲生理盐水，灭菌得到成品。

实施例3

在装有顶置式机械搅拌500ml三口瓶中加入200mL纯化水，加入30g的PVA(型号1888)，升温至95℃溶解，降至室温；加入计算量5g的N-(2,2-二甲氧基乙基)-2-丙烯酰胺(NAAADA)，随后加入9mL浓盐酸(50％)，在室温反应14小时，然后使用2.5M的氢氧化钠溶液中和至pH＝7，得到聚乙烯醇单体溶液。

在装有顶置式机械搅拌2L三口瓶中加入1200mL乙酸丁酯，加入18g醋酸丁酸纤维素溶解，得到油相；

将22.0g的丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(AMPS钠)溶于60ml水中，加入110g的聚乙烯醇单体溶液，加入5.0g过硫酸钾，得到水相。

转速设为400rpm，将水相滴加至油相中；滴加完毕后升温至55℃，加入4.8ml四甲基乙二胺，反应8h。冷却到25℃后，产物被转移到过滤反应器上进行纯化，其中过滤除去乙酸丁酯，再用乙酸乙酯清洗5次，丙酮清洗4次；55℃下真空干燥2小时以除去残余溶剂，得到聚乙烯醇微球干球。

在配备有顶置式搅拌器、温度计的250ml三颈圆底烧瓶中，加入5g的N-(2,2-二乙氧基丙基)-2,3,5-三碘苯甲酰胺，加入用120ml的DMSO溶解；再加入10g聚乙烯醇微球干球；溶胀1h后加入3ml甲磺酸在60℃反应24h。将微球用DMSO洗涤三次、纯化水煮制三次，洗涤，筛分得到100～130微米，130～190微米和190～250微米的微球。将2mL微球装入10mL西林瓶中，加入5ml缓冲生理盐水，灭菌得到成品。

实施例4

在装有顶置式机械搅拌500ml三口瓶中加入200mL纯化水，加入30g的PVA(型号1888)，升温至95℃溶解，降至室温；加入计算量6g的N-(2,2-二甲氧基乙基)-2-丙烯酰胺(NAAADA)，随后加入10mL浓盐酸(50％)，在室温反应14小时，然后使用2.5M的氢氧化钠溶液中和至pH＝7，得到聚乙烯醇单体溶液。

在装有顶置式机械搅拌2L三口瓶中加入1200mL乙酸丁酯，加入18g醋酸丁酸纤维素溶解，得到油相；

将22.0g的丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(AMPS钠)溶于60ml水中，加入44g的聚乙烯醇单体溶液，加入3.0g过硫酸钾，得到水相。

转速设为400rpm，将水相滴加至油相中；滴加完毕后升温至55℃，加入4.4ml四甲基乙二胺，反应8h。冷却到25℃后，产物被转移到过滤反应器上进行纯化，其中过滤除去乙酸丁酯，再用乙酸乙酯清洗5次，丙酮清洗4次；55℃下真空干燥2小时以除去残余溶剂，得到聚乙烯醇微球干球。

在配备有顶置式搅拌器、温度计的250ml三颈圆底烧瓶中，加入6g的N-(2,2-二乙氧基丙基)-泛影酸酰胺，加入用120ml的DMSO溶解；再加入4.0g聚乙烯醇微球干球；溶胀1h后加入1ml甲磺酸在60℃反应24h。将微球用DMSO洗涤三次、纯化水煮制三次，洗涤，筛分得到100～130微米，130～190微米和190～250微米的微球。将2mL微球装入10mL西林瓶中，加入5ml缓冲生理盐水，灭菌得到成品。

实施例5

与实施例1的区别在于，1-(二甲氧基甲基)-2,3,5-三碘苯的用量为8.5g。

实施例6

与实施例1的区别在于，1-(二甲氧基甲基)-2,3,5-三碘苯的用量为10g。

对比例1

与实施例1的区别在于，1-(二甲氧基甲基)-2,3,5-三碘苯的用量为15g。

对比例2

与实施例1的区别在于，N-(2,2-二甲氧基乙基)-2-丙烯酰胺(NAAADA)的用量为4g。

对比例3

与实施例1的区别在于，丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(AMPS钠)的用量为44g。

为测试微球栓塞效果以及微球的渗透深度，将不同样品对巴马猪的右肾脏下级进行栓塞，穿透值是在尸检后从显微镜下确定的。对栓塞的肾脏进行切片和染色，并测量被单个微球栓塞的血管的最小直径(许多血管以一个角度切割，露出一个椭圆，血管的最小直径就是椭圆的最小直径)。结果如图2和图3所示，图2是实施例1制备的微球栓塞穿透统计结果，图3是实施例4制备的微球栓塞穿透统计结果，从图1中可以看到本申请实施例1和4制备的微球能够很高的控制微球的穿透，几乎不会穿透到100μm以下的血管中，对于防控黏膜损伤具有有益效果。

强度和弹性是表征栓塞微球栓塞性能重要的指标，一般来说，栓塞微球的强度不能高于5000g力，并且压缩后能恢复成球形。将微球平铺至载破片上，使其成单层排列，用质构仪(TA-XTplusC)测定其强度和弹性。强度的定义为压缩50％过程中最大的力，弹性的定义为微球压缩一定的百分比后是否能恢复球形。结果如下表1所示：

表1

从现有的研究和临床实践中，我们总结使用2.8F及以下的微导管用于胃底动脉栓塞可以有明显的临床获益，手术并发症可以得到有效缓解和控制，基于此测试上述微球在2.8F的微导管中的通过性，结果如表2所示：

表2

分组	粒径(μm)	2.8F微导管通过性
			实施例1	130～190	顺畅通过，无阻力
实施例2	130～190	顺畅通过，无阻力
			实施例3	130～190	顺畅通过，无阻力
实施例4	130～190	顺畅通过，无阻力
			实施例5	130～190	顺畅通过，无阻力
实施例6	130～190	顺畅通过，无阻力
			对比例1	130～190	较难通过，有破碎微球
对比例2	130～190	能通过，有明显的阻力
			对比例3	130～190	能通过，有明显的阻力

从表2可以看到，同样粒径的微球本申请实施例的微球在2.8F的微导管中具有良好的通过性，这归功于本申请实施例的微球具有更优良的弹性和强度。

显影性指的是在X光下可显影可视，本申请提供的微球进一步具有显影性，当前国内并没有具有可显影的栓塞微球上市。微球具有显影性可以为手术的跟踪及术后的监控带来极大的便利性，虽然本领域技术人员明白通过含碘试剂加载到微球上可以使得微球具有显影性，但是往往会忽视加载含碘试剂后对微球本身一些性能的影响，例如强度和弹性。所以如何制备出具有合适的强度和弹性的微球且能够赋予微球具有显影性具有很大的挑战难度。本申请人通过大量的实验摸索和总结，最终通过本申请提出的制备方法制备出了实施中的兼顾各项指标的栓塞微球。

碘含量采用氧瓶燃烧法测定，取5ml微球干燥后置于氧瓶中充分燃烧，氢氧化钠—维生素C为吸收液，硝酸银为滴定液。计算出样品含碘量。结果如表3所示：

表3

分组	碘含量mg/mL
		实施例1	152
实施例2	157
		实施例3	142
实施例4	154
		实施例5	173
实施例6	180
		对比例1	194
对比例2	154
		对比例3	152

比格犬胃底的栓塞术

选用实施例1和对比例1的微球用于动物实验，对照组用生理原水。

所有比格犬术前禁食水12h，以防止围术期发生相关严重并发症。然后每只比格犬按一下剂量给药：阿托品0.03mg/kg肌肉注射，10min后给予速眠新0.05ml/kg肌肉注射，氯胺酮7mg/kg、安定0.3mg/kg静脉注射，麻醉完全起效后开始手术。选择左侧腹股沟至膝关节下区域并剃毛消毒铺巾，左侧膝关节上方3cm处切开皮肤约2cm，分离周围组织，分离股动脉，所有操作严格遵循无菌原则。

采用4F常规造影导管选择性插管腹腔动脉，采用2.8F微导管超选择性插管至胃底动脉，完成胃底动脉造影。对照组经导管给予0.9％氯化钠溶液6ml进行胃底动脉灌注；实验组经导管给予实施例1和对比例1微球行胃底动脉栓塞术，以胃底部区域可见微球在血管内滞留为栓塞成功。测量并记录各组比格犬经皮导管引导下胃底动脉栓塞术前及术后1、2、3、4、5、6、7、8、9、10周空腹体质量，计算体质量变化百分比以及是否发生术后不良事件。结果如表4所示：

表4

从表4的统计可以看到，采用本申请实施例的栓塞微球可以提升胃底动脉栓塞手术的效果，并且可以大大降低溃疡等手术后的不良反应，具有明显的临床获益。

以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于胃底动脉栓塞的微球，其特征在于，所述微球由聚乙烯醇聚合而成，该微球的强度介于300～3000g之间且弹性≥30％，具有平均130～190μm的粒径。

2.根据权利要求1所述的微球，其特征在于，所述微球在X光下具有不透射性，具有100～180mg/ml的碘含量。

3.根据权利要求2所述的微球，其特征在于，所述微球中碘由1-(二甲氧基甲基)-2,3,5-三碘苯、2,3,5-三碘苯甲酰咪唑、N-(2,2-二乙氧基丙基)-2,3,5-三碘苯甲酰胺或N-(2,2-二乙氧基丙基)-泛影酸酰胺中的至少一种提供。

4.根据权利要求1所述的微球，其特征在于，所述微球不超过10％的穿透值小于100μm。

5.一种如权利要1～4中的微球制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、配制聚乙烯醇单体溶液：将PVA加热溶解于水中，冷却降温至25℃以下后，向PVA水溶液中添加N-(2,2-二甲氧基乙基)-2-丙烯酰胺和50％的浓盐酸，搅拌反应完全后用碱滴定至PH＝7±0.5；

S2、配制水相：在聚乙烯醇单体溶液中添加丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和过硫酸钾，搅拌混匀得到水相；

S3、配制油相：油相由乙酸丁酯和醋酸丁酸纤维素组成；

S4、反向聚合：在搅拌条件下，将水相滴加到油相中，滴加完成后升温至55℃再添加四甲基乙二胺，充分反应完后，冷却至25℃以下后过滤和清洗干燥后得到聚乙烯醇微球干球；

S5、将聚乙烯醇微球干球在溶解有碘试剂的DMSO溶液中溶胀，然后再加入甲磺酸60℃反应24h，反应完后将微球洗涤煮制后，用筛网筛分得到不同粒径的微球。

6.根据权利要求5所述的微球制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，PVA和N-(2,2-二甲氧基乙基)-2-丙烯酰胺的的质量比为5～15:1。

7.根据权利要求5所述的微球制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，聚乙烯醇单体和丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠的质量比为2～5:1。

8.根据权利要求5所述的微球制备方法，其特征在于，所述步骤S4中清洗包括先用乙酸乙酯清洗后再用丙酮清洗。

9.根据权利要求5所述的微球制备方法，其特征在于，所述步骤S5中聚乙烯醇微球干球：碘试剂：甲磺酸的质量为(4～10)：(5～10)：(1～5)。

10.根据权利要求5所述的微球制备方法，其特征在于，所述步骤S5中煮制是将微球在水中煮沸3～5次。