CN1476897A

CN1476897A - 一种小粒径的蛋白质药物微球载体制备技术

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Publication number: CN1476897A
Application number: CNA021304750A
Authority: CN
Inventors: 马小军; 薛伟明; 刘袖洞; 任吉伦
Original assignee: Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Current assignee: Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority date: 2002-08-21
Filing date: 2002-08-21
Publication date: 2004-02-25

Abstract

一种小粒径的蛋白质药物微球载体制备技术，在一定压力下，在针孔与凝胶浴之间施加电场及脉冲频率，海藻酸钠与血红蛋白的混悬液通过针孔滴入含二价阳离子的凝胶浴中，并固化成载蛋白质的海藻酸盐微球。原料液的主要成分为海藻酸钠、Hb、非离子表面活性剂。凝胶浴主要成分为CaCl₂或BaCl₂、聚乙烯醇、丙醇、非离子表面活性剂。制备条件：输出电压直流150－300V；脉冲频率80－140Hz；原料液输出速度5.0－40mL/hr；针孔内径300－600μm；制备温度4－30℃压力为0.01－0.2MPa。本发明制备的微球粒径小于10μm，适用于蛋白质、多肽药物微球载体系统。

Description

一种小粒径的蛋白质药物微球载体制备技术

技术领域

本发明涉及一种蛋白质药物微球载体制备技术，具体地说涉及一种粒径小于10μm的蛋白质药物微球载体制备技术。

背景技术

由于药理作用强、毒副作用小，蛋白质、多肽类药物(如胰岛素、干扰素、白细胞介素等)在糖尿病、肝炎、癌症等重大疾病治疗中倍受重视。但迄今为止，注射仍是这类药物临床应用的唯一给药途径，由此产生的问题是：①药物在血液中半衰期短，需长期频繁注射；②治疗不便，患者治疗依从性差；③注射剂型的生产与贮运条件苛刻，成本高；④医、药“剥离”后将限制注射剂型药物的市场份额；⑤随着文化素质和对生命质量要求的提高及疾病传染事实，注射剂型愈发不受欢迎。因此，发展蛋白质、多肽类药物非注射给药途径是当前国内外医药界共同关注的课题，也是世界性难点。其中，口服给药因方便、安全而成为国际蛋白质类药物的发展前沿，但面临的重大难题之一是：该类药物为大分子结构，且疏水性较差，难以通过小肠上皮吸收屏障。

[Fujihashi，Kohtaro；Dohi，Taeko；Rennert，Paul D.；etc.Peyer′s patches arerequired for oral tolerance to proteins.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.，2001，98(6)，3310-3315]和[Van der Lubben，I.M.；Verhoef，J.C.；Van Aelst，A.C.；etc.Chitosan microparticles for oral accination：preparation，characterizationand preliminary in vivo uptake studies in murine Peyer′s patches.Biomaterials，2001，22(7)，687-694]表明，粒径≤10μm的微球可在小肠通过peyer′s小结快速吸收入血，这将是蛋白质药物口服吸收的重要途径。吸收机理是：peyer′s小结中M细胞是吸收转运微球的功能细胞，由它构成了微球非受体转运的主要生理途径。当微球被M细胞内吞后，通过囊性转运方式被转运到M细胞基底面凹腔释出，随淋巴细胞通过淋巴管进入胸导管，再经上腔静脉进入心脏，由此进入体循环。因此，粒径≤10μm的微球可作为蛋白质药物的载体携带其通过小肠上皮吸收屏障。

在基于壳聚糖与海藻酸盐的蛋白质药物口服微球载体制备研究中，国内外相关研究文献较少，且均为实验室规模研究。查新文献中，未见相关专利报道。制备方法主要有液滴法「冯鹏，曹海辉，王亦农，等.肽类药物口服剂型材料及控制释放性能研究I.壳聚糖一海藻酸盐微囊对胰岛素的控释作用.离子交换与吸附，1999，15(1)：64-70]、[曹海辉，王亦农，马建标，等.肽类药物口服剂型材料及控制释放性能研究II.含有添加剂的壳聚糖-海藻酸盐微囊对胰岛素的控释作用离子交换与吸附，1999，(6)：496-503]、乳化法[舒晓正，朱康杰.壳聚糖一海藻酸钠微囊对蛋白质控制释放的研究.功能高分子学报，1999，12(4)：423-430]、喷雾干燥法[Coppi，Gilberto；Iannuccelli，Valentina；Leo，Eliana；etc.Chitosan-alginatemicroparticles as a protein carrier.Drug Development and IndustrialPharmacy，2001，27(5)，393-400]等。液滴法工艺简单易行，但所制备的微球粒径常为1.0-3.0mm，不能被peyer′s小结吸收，参考该方法采用液滴法制备的胰岛素微球载体粒径为2200-3600μm。乳化法是最常用的微球制备方法，可实现微球的规模化制备，参考该方法采用乳化法制备的牛血清白蛋白微球载体的为200μm，用作注射用缓释微球。但在制备过程中，需向体系中加入大量有机溶剂、需高速搅拌(200-1000rpm)或超声乳化、需加热挥发溶剂、需充分洗涤微球表面吸附的油相，搅拌产生的高剪切力不利于包埋生物物质的活性保持。这些因素导致蛋白质活性损失及包封率降低，限制了工艺的实际应用，而且该方法制备的微球粒径一般在150-300μm，粒径分布较宽，不能满足口服吸收的要求。喷雾干燥法可实现微球的规模化制备，参考该方法获得了10μm的载BSA的壳聚糖/海藻酸盐微球，微球粒径可小于10μm，但存在粒径分布不均、对流加热气体的高温与剪切造成蛋白质活性损失、粘壁严重及死腔体积损失较大等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备粒径≤10μm的蛋白质微球载体的技术，该技术制备条件温和，工艺过程简单，能有效保持蛋白质、多肽药物活性，能保证大于60％的蛋白质包封率，并且口服微球后将使药效明显。

为实现上述目的，本发明采用了静电液滴法，其原理是：在一定压力下，海藻酸钠与血红蛋白(简称Hb)的混悬液通过一定内径的针孔滴出，当在针孔与凝胶浴之间施加电场及脉冲频率时，针孔处的液滴将克服溶液粘滞力及表面张力，呈一定粒径的液滴落入含二价阳离子(如Ba²⁺、Ca²⁺)的凝胶浴中，并固化成载蛋白质的海藻酸盐微球。

以Hb为药物模型，本发明的主要技术内容是：

1、原料液配方：主要成分为海藻酸钠、Hb、非离子表面活性剂，其亲水亲油平衡值10-17(HLB值10-17)；

(1)海藻酸钠含量范围：1.0-3.0％(wt/v)；

(2)Hb含量范围：5-20mg/ml；

(3)非离子表面活性剂含量范围：0.1-2.0％(v/v)；

2、凝胶浴配方：主要成分为CaCl₂、聚乙烯醇、丙醇、非离子表面活性剂(HLB值10-17)：

(1)CaCl₂含量范围：0.5-3.0％(wt/v)；

(2)非离子表面活性剂含量范围：0.01-4.0％(v/v)；

(3)聚乙烯醇含量范围：0.05-3.0％(v/v)；

(4)丙醇含量范围：5-30％(v/v)；

3、制备条件：

(1)输出电压范围：150-300V；

(2)脉冲频率范围：80-140Hz；

(3)原料液输出速度范围：5.0-40mL/hr；

(4)针孔内径范围：300-600μm；

(5)制备温度范围：4-30℃；

(6)压力为0.01-0.2Mpa。

本发明提供的药物微球载体的制备技术，适用于以海藻酸钠为基质材料的蛋白质、多肽微球载体系统。利用小肠中peyer′s小结对此微球具有快速吸收和转运的功能，突破了蛋白质、多肽药物经小肠吸收的难题，为该类药物口服剂型的研制提供了技术支撑。

采用静电液滴法微球制备技术，制备的粒径小于10μm的载蛋白质微球，其中，3-7μm微球占80％以上，微球尺寸均一，形态良好，既能保证微球载体在小肠吸收的有效性，还能保证口服给药剂量的一致性。

附图说明

图1为本发明制备的载Hb微球放大40倍的照片。

图2为本发明制备的载Hb微球粒径分布曲线。

图3为本发明制备的载Hb微球放大100倍的照片。

具体实施方式

例1：

原料液组成：20mg/mLHb、3％(wt/v)海藻酸钠、0.5％(v/v)吐温20；

凝胶浴组成：2％(wt/v)CaCl2、0.5％(wt/v)聚乙烯醇、2％(v/v)吐温20、20％(v/v)丙醇；

输出电压：250V；

脉冲频率：140Hz；

针孔内径：300μm；

原料液输出速度：10mL/hr；

压力为0.15Mpa。

在上述条件下，能制备出粒径≤10μm的载H-b微球，其中，3-7μm微球占80％以上，微球尺寸均一，形态良好。Hb在微球中的包封率为64％。

例2

原料液组成：10mg/mLHb、3％(wt/v)海藻酸钠、1％(v/v)吐温80；

凝胶浴组成：2％(wt/v)BaCl₂、0.5％(wt/v)聚乙烯醇、2％(v/v)吐温80、30％(v/v)丙醇；

输出电压：275V；

脉冲频率：140Hz；

针孔内径：300μm；

原料液输出速度：10mL/hr；

压力为0.05Mpa。

在上述条件下，制备的载Hb微球平均粒径为6.9μm，微球尺寸均一，形态良好。Hb在微球中的包封率为67％。

根据上述内容可以看出，发明的效果是：

1、本发明采用静电液滴法微球制备技术，可制备微球粒径≤10μm、粒径分布窄的蛋白质微球载体，如图1、图2所示；

2、可将高浓度的蛋白质药物原料直接包封在微球中，可实现蛋白质在微球中的高包封率(60-95％)，原料药损失小，如图3所示；

3、微球制备条件温和(温度4-30℃、pH6.5-7.2、无机械剪切、无苛刻溶剂的相互作用)，无繁琐后处理工序，可保证蛋白质活性与较高的包封率。

Claims

1、一种小粒径的蛋白质药物微球载体制备技术，一定压力下，在针孔与凝胶浴之间施加电场及脉冲频率，海藻酸钠与血红蛋白的混悬液由针孔滴入含有二价阳离子的凝胶浴中，固化成载蛋白质的海藻酸盐微球。

2、依照权利要求1所述的制备技术，其特征在于，所述混悬液成分是海藻酸钠、Hb和非离子表面活性剂，其中：

海藻酸钠含量范围为1.0-3.0％(wt/v)；

血红蛋白含量范围为5-20mg/ml；

非离子表面活性剂含量范围为0.1-2.0％(v/v)。

3、依照权利要求1所述的制备技术，其特征在于，所述凝胶浴成分是CaCl₂或BaCl₂、聚乙烯醇、丙醇和非离子表面活性剂，其中：

CaCl₂或BaCl₂含量范围为0.5-3.0％(wt/v)；

非离子表面活性剂含量范围为0.01-4.0％(v/v)；

聚乙烯醇含量范围为0.05-3.0％(v/v)；

丙醇含量范围为5-30％(v/v)。

4、依照权利要求1所述的制备技术，其特征在于，所述制备条件是：

输出电压为直流150-300V；

脉冲频率为80-140Hz；

原料液输出速度为5.0-40mL/hr；

针孔内径为300-600μm；

制备温度为4-30℃；

压力为0.01～0.2Mpa。

5、如权利要求1所述的制备技术，其特征在于，所述微球的粒径小于10μm。

6、依照权利要求2或3所述的制备技术，其特征在于，所述非离子表面活性剂为吐温。

7、如权利要求2、3或6所述的制备技术，其特征在于，所述非离子表面活性剂的亲水亲油平衡值为10-17。

8、如权利要求1所述的制备技术，其特征在于，适用于以海藻酸钠为基质材料的蛋白质、多肽微球载体系统。