CN1463696A

CN1463696A - 一种生物活性控释微球及其制备方法

Info

Publication number: CN1463696A
Application number: CN02113878A
Authority: CN
Inventors: 周绍兵; 邓先模
Original assignee: Chengdu Institute of Organic Chemistry of CAS
Current assignee: Chengdu Institute of Organic Chemistry of CAS
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2003-12-31

Abstract

本发明涉及一种生物活性物质控制释放微球及其制备方法。其特征是该微球以可生物降解的聚－DL－乳酸－聚乙二醇嵌段共聚物(Poly－dl－lactide－b－polyethyleneglycol，PELA)为壳，以亲水性天然高分子与生物活性物质复合物为核，用双乳液体系溶剂抽提法，制得核－壳结构的生物活性控释微球制剂。所得微球外观规整、光滑，粒径大小和分布可控。药物的生物活性保持率可达60％以上，包封率可达70％。

Description

一种生物活性控释微球及其制备方法

所属技术领域

本发明涉及生物药物及其制剂，用于制备靶向控释生物活性药物，属于生物医用高分子材料及靶向药物控释系统领域。

背景技术

现代生物技术是当今世界最活跃、发展最快的一个领域，被誉为21世纪的朝阳产业。世界各国竞相投入巨资进行研究开发，以期在未来国际市场占有领先和控制地位。生物技术药物研究的重点是应用DNA重组技术开发可应用于临床的多肽、蛋白、酶、激素、疫苗、细胞生长因子及单可隆抗体等。据Parexl(pharmaceuticalR&DStatical Source)报道，目前已有723种生物技术药物正在接受美国食品与药品管理局(FDA)审评(包括I～III期临床及FDA评估)，700种药物处于早期研究阶段(研究与临床前)。

生物活性药物，如蛋白质和多肽类药物，它们的疗效十分明显，已经成为治疗某些疾病必不可少的药物，尽管价格昂贵，但仍有广阔的市场。干扰素是机体感染病毒时，宿主细胞通过抗病毒应答产生的一组结构类似、功能相近的低分子糖蛋白，是抗病毒感染最重要的一种免疫因子。重组人α干扰素，是从人白细胞中克隆出α干扰素基因，通过先进的生物工程技术，在体外大规模生产出人α干扰素。重组人α干扰素与天然型具有相同的分子结构和生物学作用。30多年的应用证实α干扰素具有四大功能：免疫调节作用、抗病毒作用、抗细胞增殖作用和抗肝纤维化作用。因而α干扰素可用于治疗病毒或感染性疾病、肿瘤的生物治疗及阻断或延缓肝纤维化和肝硬化的进展。虽然干扰素作为抗病毒与抗肿瘤制剂，目前已较广泛地应用于临床，但由于干扰素类多肽药物在血液中的半衰期一般很短，静脉注射后很快就被清除或降解。为了达到疗效，需要经常、大剂量及长时间给药。因此引发了较为普遍的毒副作用。最常见的是发热及流感样综合征，患者体重减轻、脱发、情绪激动，骨髓抑制致血细胞、血小板减少，轻度贫血，偶而可发生神经系统损伤，影响内分泌系统功能，体内酶的作用活性易受到破坏，亦有产生干扰素抗体者，这不仅给患者带来了沉重的经济负担，而且给肉体带来了巨大的痛苦。

口服缓释、控释制剂是近代国内外医药工业发展的重要方向，由于开发周期短，投入较少，经济风险低，且因产品技术含量增加而附加值显著提高等优点而被制药行业看好。微球技术已广泛用于药物、多肽和蛋白疫苗的研究与开发。基于核-壳结构的生物活性物质微球控制释放体系不仅能提高药物的生物利用度，降低药物的毒副作用，简化给药方式，提高和延长药物的生物活性，而且药物的释放可通过聚合物的降解控制，进行缓慢释放或脉冲释放，药物释放完毕后，载体材料不需取出。本发明制备的核-壳结构的生物活性物质微球控制释放剂型，将克服传统药物制剂需每天，大剂量注射方能凑效的缺点，这种微球制剂只需每月注射或口服一次，其疗效高副作用小。

生物活性物质可生物降解聚合物缓释微球的优越性是十分明显的，对靶向控制释放体系的载体材料，国内外曾采用聚苯乙烯和白蛋白、脂质体等作为载体，前者不能生物降解，后者其生物降解周期短；显然，这些材料用于制备缓释靶向控释制剂是不合适的。近年来，国外已着手研究以可生物降解聚合物免疫佐剂材料，如聚乳酸(PLA)，聚乳酸-聚乙醇酸共聚物(PLGA)等，来制备靶向药物控制释放体系，取得了一些令人满意的结果。1984年，Allen等的研究证实用聚乳酸微粒作为抗原提呈系统的可能性；1991年，Eldridge研究组及O’Hagan等的研究证实口服具有特定粒径及分布和表面性质的微球，可通过消化道进入人体，对网状内皮系统达到良好的靶向性，同时具有缓释抗原和佐剂效应，能在较长时间内刺激机体产生较强的免疫效应；S.Cohen等用PLGA为载体材料包裹蛋白制备微球也取得了满意的结果；Chang等的研究采用复乳溶剂挥发法制备破伤风毒素(TT)PLGA微球，TT包封率超过90％，载药量为0.48-0.9％；但是，研究表明目前用于制备微球的可生物降解聚合物载体仍存在一些不足，如蛋白包裹量低(约1％左右)，特别是药物的生物学活性保持率低，且生物活性时间维持短等。国内外文献报道的用聚乳酸及其共聚物制备的微球，主要存在以下不足：

(1)作为药物载体材料的聚乳酸及其共聚物是疏水性材料，对亲水性的疫苗或药物亲合性不强，导致包裹量和包裹效率低；

(2)工艺条件不稳定；

(3)具有生物活性的疫苗或药物经包裹后易丧失活性；

(4)微球制备技术不稳定，难于放大。

本发明的目的是为了解决以上问题，开发新一代方便可靠、安全、生物活性保持率高的长效控释生物活性微球制剂。为了提高聚合物与药物的亲合性，本发明将亲水性的聚乙二醇引入疏水性的聚乳酸链段中，制备出了可生物降解的双亲性聚-D，L-乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物(PELA)作为微球的外壳材料，将电荷相反的亲水性甲壳素-海藻酸盐复合物微球的内核，实现了核-壳结构的生物活性物质控制释放微球制剂的制备。该核-壳结构的微球粒径在10微米以下，表面光滑无粘连，药物携载量为2％以上，生物学活性保持率在60％以上，每月注射或口服一次，疗效高副作用小。

本发明的技术内容：

(1)聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物(PELA)载体材料的合成摒弃了以辛酸亚锡为催化剂制备PELA的传统方法。采用无毒的非锡催化剂，通过常压溶液聚合法制备医用PELA，大大降低了微球制剂的生产成本，具有较强的技术创新性；

(2)用电荷相反的天然高分子与干扰素制备纳米级复合物内核，再在其外层用双乳液溶剂抽提法包覆PELA外壳材料，制备出了包裹量2％，包裹效率70％左右，生物活性保持60％以上效果明显且具有良好靶向性的核-壳结构生物活性物质控制释放微球制剂，这种方法具有原始创新性。

(3)本发明的积极效果是：

A、由于采用亲水性甲壳素-海藻酸盐和干扰素复合物为微球的内核材料，再在其外层包覆双亲性的聚乳酸-聚醚嵌段共聚物(PELA)作为微球的外壳载体，避免了生物活性药物直接与有机溶剂接触，有效的保持了药物的生物学活性。

B、发明微球基质外壳材料选用粘均分子量6,000，聚乙二醇(PEG)嵌段为10％(W/W)的PELA共聚物。与目前的其它可生物降解聚合物载体相比，可提高微球中蛋白疫苗包裹量及包裹效率，提高微球中包裹蛋白的比活性及制备过程蛋白活性收率等。

本发明选择的乳酸类共聚物分子量在8×10³～10×10⁴；

水相分散介质采用水解度为80％～95％的聚乙烯醇(PVA)水溶液，PVA的重均分子量为10,000～100,000，其浓度范围是1％～50％；

作为本发明基质材料的有机溶剂是丙酮，甲醇和二氯甲烷或它们的混合溶剂；

作为本发明的功能输入装置采用电子恒速搅拌器，其搅拌速度为200～2000转/分；

作为本发明的前期乳化时间为1～30分钟；

采用本发明可制得具有良好生物相容性，可生物降解，药物结构保持完整，生物学活性保持率高，每月注射或口服一次，疗效更高副作用小的生物活性物质控制释放微球制剂。该微球粒径在10微米以下，表面光滑无粘连(图1)，粒径分布在0.5～10微米(图2)，可口服或注射靶向给药。

附图说明

图1.采用本发明制备的核-壳结构的干扰素微球的扫描电子显微镜照片。用扫描电子显微镜(SEM美国AMRAY)观察表面形态。

图2.采用本发明制备的核-壳结构的干扰素微球的粒径分布图。用激光粒度散射仪(Mastersizer 2000英国)测定粒径大小及分布。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明：

实施例1：粒径小于10微米的核-壳结构共聚物微球的制备。

准确移取1.5ml海藻酸钠(1.5％)在搅拌下慢慢加入4ml甲壳素水溶液(2.0％)形成复合物。准确称量PELA10g，溶于100ml二氯甲烷中。量取PVA水溶液(12％)150ml，装入500ml的三颈瓶。开动电子恒速搅拌，转速150转/分。将完全溶解的PELA溶液慢慢滴加入复合物中，然后再将此混合液加入水相分散介质。加料完毕后，转速增至800转/分，维持此搅拌速度25分钟，然后将转速降至200转/分，持续搅拌8小时。待溶剂挥发完毕，将乳液离心分离，离心速度5000转/分，时间10分钟，倒去上层清液，用蒸馏水洗涤沉淀。重复三次，收集白色沉淀，冷冻干燥，产率95％。

实施例2：包裹量为2％，粒径小于10微米的干扰素缓释微球的制备

准确移取1.0ml海藻酸钠(1.5％)和准确量取1.5ml干扰素水溶液(1.0mg/ml)混合均匀，在搅拌下将混合水溶液慢慢加入2.5ml甲壳素水溶液(2.0％)形成复合物。准确称量PELA1.6g，溶于16ml二氯甲烷中。将共聚物有机溶液放入超声分散装置中，在超声分散条件下，慢慢加入复合物水溶液，超声分散20分钟得到油包水乳液。量取PVA水溶液(12％)24ml，装入100ml的三颈瓶。开动电子恒速搅拌，转速150转/分。按实施例1将油包水乳液滴加入水相分散介质，转速增至800转/分，维持此搅拌速度25分钟，然后将转速降至200转/分，持续搅拌8小时，然后按实施例1洗涤处理。冷冻干燥，产率95％。

参考文献1.Allen.et al.，Am.J.Nat.1984，170，483-4892.Eldridge.et al.，Molecular Immunology，1991，28，287-2923.O’Hagan.et al.，Immunology，1991，73，2394.S.Cohen.et al.，Pharm.Res.1991，8(6)，713-7205.Chang.et al.，J.Pharm.Sci，1996％，65，129

Claims

1、一种生物活性物质控制释放微球及其制备方法，其特征为：微球为核壳结构，外层壳材料为可生物降解的聚-DL-乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物(PELA)，内核为天然高分子与生物活性物质复合物，微球作为携载生物活性物质的载体，可用于对生物的靶向给药及控制释放。

2、根据权利要求1，其特征在于微球制备方法是：先通过相反电荷的亲水天然高分子与生物活性物质形成纳米复合物核；再用复乳法将溶于有机溶剂的聚-DL-乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物(PELA)包覆在其外层；搅拌下，在水相分散介质中挥去溶剂，冷冻干燥，制得核-壳结构控释微球粉。

3、根据权利要求1的微球，其特征是聚乙二醇(PEG)在微球外壳材料中的重量百分比为5％～50％，分子量为4×10²～2×10⁴；PELA的粘均分子量为7×10³～9×10⁴。

4、根据权利要求1，其特征是生物活性物质为蛋白药物、胰岛素等多肽类药物、疫苗和基因药物。

5、根据权利要求4的生物活性物质，其特征是干扰素及海藻酸钠与亲水性天然高分子甲壳素形成的纳米级复合物微核。

6、根据权利要求2制得的微球，其特征是生物活性物质包裹效率可达70％，生物活性保持率在60％以上，微球粒径分布为0.5-10微米。

7、根据权利要求2的方法，其特征是有机溶剂为丙酮，甲醇和二氯甲烷或它们的混合溶剂。

8、根据权利要求2的方法，其特征是PELA有机溶液的浓度为1％～50％(W/W)。

9、根据权利要求2的方法，其特征是水相分散介质为聚乙烯醇(PVA)水溶液，PVA的水解度为80～95％，重均分子量为10,000～100,000，浓度为1％～50％。

10、根据权利要求2的方法，其特征是搅拌速度为200～2000rpm。