CN1443571A - 一种骨生长因子注射剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种骨生长因子注射剂及其制备方法。先将骨生长因子制备成溶液或混悬液，再制备热敏性水凝胶载体溶液，将骨生长因子液体与热敏性水凝胶载体溶液复合，制备成注射液或冻干品。该注射剂注射到骨折区后迅速形成凝固态的凝胶，使骨生长因子/凝胶复合物滞留于骨修复区，充分发挥缓释增效延效作用，骨生长因子生物利用度提高，成骨作用增强，同时避免骨生长因子流动到组织间隙发生异位骨化的弊端。热敏性凝胶载体与骨生长因子的相容性好，不诱发免疫排斥反应，体内可以逐渐降解。同现有技术相比，具有操作简便、创伤轻微、促进骨折修复效果好、不发生异位骨化等优点。

Description

一种骨生长因子注射剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及骨骼修复材料，尤其涉及一种将骨生长因子注射到骨折区促进骨折修复的注射剂及其制备方法。

背景技术

骨折延迟愈合、骨不连的治疗是骨科的难题。对于骨折延迟愈合骨不连的治疗，传统的方法是减少负重强度或延长不负重时间，加用外固定，或采用电磁治疗。但这些方法或恢复较慢治疗时间长。采用手术植骨的方法，缺点是均需要手术植入，有增加创伤、诱发感染、影响关节肌肉功能等弊端。

骨生长因子的缺乏是导致的骨折愈合异常的主要原因之一。骨生长因子具有强大的骨诱导作用，可以作用于间充质细胞，使其分化为骨系细胞，发挥促进骨修复作用。将骨生长因子直接注射到骨修复区，无疑对提高骨修复效果有重要临床意义，也符合当今微创外科治疗的趋势。

人们一直在探索将某些促进骨愈合的物质注射到骨断端，加速骨折愈合的方法。有采用自体红骨髓注射促进骨折愈合。但缺点是骨髓中有成骨作用的基质干细胞非常有限，使注射骨髓的成骨能力受到限制。采用人异体脱钙骨基质(DBM)粉注射，但通针性和可注射性能差，有传播人类疾病的危险。还有采用聚乳酸(PLA)复合骨生长因子注射，但PLA作为载体酸性过强引起组织损伤。中国专利ZL97108463.7曾公开了一种骨生长刺激素注射剂及其制备方法，含有牛骨形态发生蛋白，聚乙烯吡咯烷酮作为缓释载体。该制剂流动性过强，注射到骨折局部时，会向周围组织间隙内快速弥散流动。结果可能会造成骨形态发生蛋白不容易存留在骨折区域，减弱骨诱导作用，或流失到肌肉间隙造成异位骨化。另一份中国专利还公开了采用人血纤维蛋白作为骨生长因子载体的技术，缺点是制备、使用复杂，价格贵，血液制品有传播肝炎、艾滋病等疾病的危险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种骨生长因子注射剂及其制备方法。制剂的制备工艺简单，使用操作方便，微创化、安全、成骨效果好，大大减少了麻醉、手术、感染带来的危险。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种骨生长因子注射剂及其制备方法，包括以下步骤：

A、制备骨生长因子溶液或混悬液。

B、制备热敏性水凝胶载体溶液。

C、骨生长因子与热敏性水凝胶载体溶液的复合。

D、液体状或冻干的骨生长因子注射剂的成型。

骨生长因子为一大类具有促进成骨作用的蛋白质或多肽类物质，有10种以上。如骨形态发生蛋白(动物骨或基因重组人骨形态发生蛋白)、成纤维细胞生长因子(FGF)、转化生长因子-β(TGF-β)，血小板源生长因子、胰岛素样生长因子等。这些骨生长因子均可与热敏性凝胶制备成可注射的剂型。本发明采用动物骨骨形态发生蛋白，基因重组人骨形态发生蛋白，为优选的结果。

骨生长因子作用的发挥，有赖于与适当载体结合，在骨折局部持续缓释。如果没有起到缓释、延效作用适宜的载体的存在，骨生长因子会迅速被组织液稀释转运降解，而不能发挥成骨作用。实验证明，亲水凝胶对蛋白质高分子具有良好的吸附作用，可以起到缓释、延效作用，从而有利于骨生长因子作用的发挥。

热敏性水凝胶为一类对温度变化敏感的凝胶。作为药用载体有多种。独特之处在于，在转入人体作用部位之前(如25℃室温)或在贮藏温度(4℃)，为粘度很低的流体状态，当注射入人体在局部体温(37℃)作用下，粘度迅速上升，形成凝固态的凝胶，而将骨生长因子包裹其中，发挥缓释增效作用。本发明采用羟丙甲纤维素(HPMC)、聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物类(商品名为POLOXAMERS、PLURONIC)，为实验结果的优选。制备操作必须在4℃进行，保证流体状态。

本发明充分利用了加热和冷却使热敏性凝胶在溶液和固态凝胶两种状态互相转变的这一特性，制备成热敏性凝胶骨生长因子经皮注射剂，制备和贮备时为液态，高分子的液态凝胶将骨生长因子分子或微粒包裹，在其表面形成膜。注射入体内后遇体温迅速转变成不具有流动性的固态，停留在骨折区。骨生长因子分子由固态凝胶中逐渐释放，局部骨生长因子保持较高浓度，充分发挥成骨作用，同时避免骨生长因子注射剂流动到组织间隙发生异位骨化。热敏性凝胶载体与骨生长因子的相容性很好，与机体的相容性也很好，不诱发免疫排斥反应，体内可以逐渐降解。

骨生长因子注射剂操作创伤轻微，对血运和关节肌肉功能干扰小。部分患者可以避免手术治疗，避免了局部血供的进一步破坏，大大减少了感染和手术并发症的发生可能。骨折后早期应用，达到预防愈合延迟的目的。在骨折或手术后早期提高骨折局部的成骨细胞数量或活性，必然对骨折延迟愈合或骨不连的治疗大有帮助，在骨科临床具有广阔用途。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明技术方案作进一步详细描述。

本发明的骨生长因子注射剂的制备方法，包括以下步骤：

A、制备骨生长因子溶液或混悬液。

B、制备热敏性水凝胶载体溶液。

C、骨生长因子与热敏性水凝胶载体溶液的复合。

D、液或冻干的骨生长因子注射剂的成型。

制备骨生长因子溶液或混悬液所述步骤A：骨生长因子按照水溶性不同，分为水溶性和非水溶性两类。水溶性骨生长因子制备成溶液，水不溶性骨生长因子制备成混悬液。包括以下步骤

A1、如果采用的骨生长因子为非水溶性，如动物骨骨形态发生蛋白，称取400毫克，用4摩尔/L尿素溶解，匀浆、用透析膜装好，4℃下用蒸馏水透析。透析结束后，出现凝集成块状，加蒸馏水再次匀浆成5毫升，待用。

A2、如采用水溶性骨生长因子，则直接用蒸馏水溶解。如水溶性基因重组骨形态发生蛋白，称取40毫克，用蒸馏水溶解成5毫升，待用。

步骤B包括以下步骤：作为本发明的另外一种重要成分热敏性水凝胶作为药用载体有多种，本发明采用HPMC、POLOXAMERS，为实验结果的优选。其中HPMC浓度3％～12％，最佳8％。POLOXAMERS浓度10％～35~％，最佳25％。

B1、配制浓度为8％的HPMC适量，浓度为1％～12％，最佳8％。或配制浓度为25％的POLOXAMERS适量，浓度为15％～40％，最佳25％。任选其中一种凝胶溶液作为载体。

B2、用2摩尔/L的氢氧化钠或0.6N的盐酸将凝胶溶液的PH调至6.5～7.3，最佳6.9。

将骨生长因子与载体进行复合的步骤C包括以下步骤：

C1、含有骨生长因子的液体5毫升，加入8％HPMC或25％POLOXAMERS 15毫升，获得20毫升骨生长因子和HPMC或POLOXAMERS的液体。

C2、骨生长因子与水凝胶载体的复合：将上一步骤获得的液体在4C下超声波搅拌或磁力搅拌充分混匀持续60分钟。

将骨生长因子注射剂的成型与贮存的步骤D包括：

D1、液态剂型的成型技术：4℃下将骨生长因子/凝胶液体分装入5毫升的塑料注射器，每支注射器内装2毫升。每支注射剂内动物骨骨形态发生蛋白20～60毫克，最佳为40毫克，或基因重组人骨形态发生蛋白2~6毫克，最佳4毫克。安装好针头保护套，塑料袋封装。

D2、冻干剂型的成型技术：4℃下将骨生长因子/凝胶液体分装入5毫升的玻璃小瓶，每瓶内装2毫升。每瓶注射剂内含动物骨骨形态发生蛋白20~60毫克，最佳为40毫克，或基因重组人骨形态发生蛋白2~6毫克，最佳4毫克。放入冻干机中冻干，封盖。

D3、灭菌与贮存：分装的样品用辐照灭菌，4℃冰箱保存备用。实施例(一)非水溶性动物骨骨形态发生蛋白制备注射剂的制备

1、骨形态发生蛋白匀浆液的制备称取骨形态发生蛋白400毫克，则用4摩尔/L尿素溶解，匀浆、用透析膜装好，4℃下用蒸馏水透析。透析结束后，非水溶性骨生长因子凝集成块状，加蒸馏水再次匀浆成5毫升，待用。

2、配制适量浓度为5％的HPMC，或配制适量浓度为25％的POLOXAMERS。HPMC的浓度为1％～12％，最佳8％，POLOXAMERS的浓度为15％～40％，最佳25％。用2摩尔/L的氢氧化钠或0.6N的盐酸将凝胶的PH调至6.5～7.3，最佳6.9。

3、骨形态发生蛋白水凝胶的复合骨形态发生蛋白匀浆液5毫升，加入8％HPMC或25％POLOXAMERS 15毫升，获得20毫升骨形态发生蛋白匀浆液和HPMC或POLOXAMERS混合的液体。在4℃下超声波搅拌或磁力搅拌充分混匀持续60分钟。

4、注射剂的成型步骤：

4、1、液态剂型：4℃下将骨形态发生蛋白匀浆液/凝胶液体分装入5毫升的塑料注射器，每支注射器内装2毫升。每支注射剂内动物骨骨形态发生蛋白20～60毫克，最佳40毫克。安装好针头保护套，塑料袋封装。

4、2、冻干剂剂：在4℃下将骨形态发生蛋白匀浆液/凝胶液体分装入5毫升的玻璃小瓶，每瓶内装2毫升。每瓶注射剂内含动物骨骨形态发生蛋白20～60毫克，最佳为40毫克。放入冻干机中冻干，封盖。

5、灭菌与贮存：分装的样品辐照灭菌，4℃冰箱保存备用。

实施例(二)  水溶性基因重组骨形态发生蛋白制备注射剂的制备

1、水溶性骨形态发生蛋白溶液的制备称取基因重组骨形态发生蛋白40毫克，加蒸馏水5毫升，充分搅拌、溶解，待用。

2、配制适量浓度为5％的HPMC，或配制适量浓度为25％的POLOXAMERS。HPMC的浓度为1％～12％，最佳8％，POLOXAMERS的浓度为15％～40％，最佳25％。用2摩尔/L的氢氧化钠或0.6N的盐酸将凝胶的PH调至6.5～7.3，最佳6.9。

3、骨形态发生蛋白水凝胶的复合骨形态发生蛋白液5毫升，加入8％HPMC或25％POLOXAMERS 15毫升，获得20毫升骨形态发生蛋白液和HPMC或POLOXAMERS混合的液体。在4℃下超声波搅拌或磁力搅拌充分混匀持续60分钟。

4、注射剂的成型步骤：

4、1、液态剂型：4℃下将骨形态发生蛋白液/凝胶液体分装入5毫升的塑料注射器，每支注射器内装2毫升。每支注射剂内基因重组人骨形态发生蛋白2～6毫克，最佳4毫克。安装好针头保护套，塑料袋封装。

4、2、冻干剂型：在4℃下将骨形态发生蛋白液/凝胶液体分装入5毫升的玻璃小瓶，每瓶内装2毫升。每瓶注射剂内基因重组人骨形态发生蛋白2～6毫克，最佳4毫克。放入冻干机中冻干，封盖。

5、灭菌与贮存：分装的样品用辐照灭菌，4℃冰箱保存备用。

Claims (8)

1、一种骨生长因子注射剂及其制备方法，其特征在于包括以下步骤：

A、制备骨生长因子溶液或混悬液。

B、制备热敏性水凝胶载体溶液作为骨生长因子的载体。

C、骨生长因子与热敏性水凝胶载体溶液的复合。

D、液态或冻干的骨生长因子注射剂的成型。

2、如权利要求1所述的骨生长因子注射剂及其制备方法，其特征在于：所述骨生长因子为：动物骨骨形态发生蛋白、基因重组人骨形态发生蛋白、成纤维细胞生长因子(FGF)、转化生长因子-β(TGF-β)。

3、如权利要求1所述的骨生长因子注射剂及其制备方法，其特征在于：所述的载体为热敏性水凝胶。本发明采用羟丙甲纤维素(HPMC)、聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物类(商品名为POLOXAMERS、PLURONIC)，为优选的结果。其中HPMC的浓度3％～12％，最佳8％。POLOXAMERS的浓度10％～35％，最佳25％。

4、如权利要求1所述的骨生长因子注射剂及其制备方法，其特征在于：所述步骤A包括以下步骤：

A1、如果采用的骨生长因子为为非水溶性动物骨骨形态发生蛋白，称取400毫克，用4摩尔/L尿素溶解，匀浆、用透析膜装好，4℃下用蒸馏水透析。透析结束后，非水溶性骨生长因子凝集成块状，加蒸馏水再次匀浆成5毫升，待用。

A2、如果采用的骨生长因子为水溶性骨生长因子，如基因重组骨形态发生蛋白，称取40毫克。直接用蒸馏水溶解成5毫升。

5、如权利要求1所述的骨生长因子注射剂及其制备方法，其特征在于：所述骨生长因子载体为热敏性水凝胶溶液。

6、如权利要求5所述的骨生长因子注射剂及其制备方法，其特征在于：作为载体的热敏性水凝胶溶液的制备包括以下步骤：

B1、配制浓度为5％的HPMC适量，浓度为1％～12％，最佳8％；或配制浓度为25％的POLOXAMERS适量，浓度为15％～40％，最佳25％。

B2、用2摩尔/L的氢氧化钠或0.6N的盐酸将凝胶的PH调至6.5～7.3，最佳6.9。

7、如权利要求1所述的骨生长因子注射剂及其制备方法，其特征在于：所述将骨生长因子与载体进行复合的步骤C包括以下步骤：

C1、含有骨生长因子的液体5毫升，加入8％HPMC 15毫升或25％POLOXAMERS15毫升，获得20毫升骨生长因子和HPMC或POLOXAMERS的液体。

C2、骨生长因子与水凝胶载体的复合：将上一步骤获得的液体在4℃下超声波搅拌或磁力搅拌充分混匀持续60分钟。

8、如权利要求1所述的骨生长因子注射剂及其制备方法，其特征在于：所述将骨生长因子注射剂的成型的步骤D包括：

D1、液态剂型的成型：在4℃下将骨生长因子/凝胶液体分装入5毫升的塑料注射器，每支注射器内装2毫升。每支注射剂内动物骨骨形态发生蛋白20～60毫克，最佳为40毫克；或基因重组人骨形态发生蛋白2～6毫克，最佳4毫克。安装好针头保护套，塑料袋封装。

D2、冻干剂型的成型：在4℃下将骨生长因子/凝胶液体分装入5毫升的玻璃小瓶，每瓶内装2毫升。每瓶注射剂内含动物骨骨形态发生蛋白20～60毫克，最佳为40毫克；或基因重组人骨形态发生蛋白26毫克，最佳4毫克。放入冻干机中冻干，封盖。

D3、灭菌与贮存：分装的样品用辐照灭菌。置于4℃冰箱保存备用。