CN1742707A

CN1742707A - 油溶性药物的可降解聚合物微胶囊注射制剂及其制备方法

Info

Publication number: CN1742707A
Application number: CN 200510060926
Authority: CN
Inventors: 高长有; 江兵兵; 沈家骢
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2006-03-08
Anticipated expiration: 2025-09-28
Also published as: CN100358511C

Abstract

本发明公开了一种油溶性药物的可降解聚合物微胶囊注射制剂及其制备方法。它是利用具有良好生物相容性与生物可降解性的含双键多糖与聚乳酸为包囊材料，采用O/W乳液聚合的技术，通过控制多糖/聚乳酸混合物的比例，获得粒径100～3000nm的药物微胶囊型注射制剂。本发明所用的包覆材料为聚乳酸与葡聚糖衍生物，材料无毒、可生物降解且生物相容性良好。该药物注射制剂具有优异的储存稳定性，能通过多种方式调节制剂的药物缓释性能。本发明工艺简单、重复性强，适用于多种油溶性药物注射制剂的制备。

Description

油溶性药物的可降解聚合物微胶囊注射制剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种油溶性药物的可降解聚合物微胶囊注射试剂及其制备方法，尤其是一种以医用级聚乳酸和含双键的多糖与聚乳酸的一种与多种可生物降解聚合物为包覆材料，油溶性药物为囊芯材料的纳米微胶囊型注射制剂及其制备技术。

技术背景

可生物降解高分子的载体因其独特的优良特性(良好的降解特性和较小的生物毒性)在药物控制释放系统领域占据极其重要的地位。众多研究者报道了可生物降解聚合物(如聚酯类聚合物及其共聚物以及蛋白、多糖类天然大分子)微球或微粒载体的制备、释放行为及其表面基团的功能化，其中可降解的合成聚合物因其广泛的原料来源、良好的机械性能、较小的生理毒性、可控的降解性能获得广泛地关注。对于油溶性药物，常采用水包油乳液聚合技术获得可降解的聚合物的微球(粒)药物载体。由于包覆的聚合物一般为疏水材料，因而常具有较长的释放周期。与这类聚合物微球载体相比，微胶囊具有如下优势：较低的密度与材料消耗，可以在一定程度上降低生理毒性；相对更大的载药空间；同时，通过对微胶囊性能的改变(如囊壁材料组成与分子量、微囊形态、囊壁厚度等)可实现载体缓释性能的多层次的调控。对于聚酯类合成高分子，分子主链由疏水的C-C键和酯键所构成，其相对的化学惰性使其难以通过化学反应的方法直接获得微囊，因而关于中空微囊型的药物释放载体的研究报道与应用较少。而天然高分子的微囊型药物载体由于囊材良好的水溶性与渗透性，很难获得长效缓释的性能。因此，找到一种可以同时适用这两类材料的微囊制备方法，并可能将它们有机复合，获得具有良好综合性能的聚合物载体，是极具挑战性的工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种油溶性药物的可降解聚合物微胶囊注射试剂及其制备方法。

发明的油溶性药物的可降解聚合物微胶囊注射制剂包括油溶性药物，包覆油溶性药物的医用级聚乳酸、含双键的聚乳酸和含双键的多糖中的一种或几种混合物。

上述的油溶性药物为布洛芬或环丙沙星；所说的医用级聚乳酸为医用级商品化的聚乳酸，其分子量为5,000～400,000；所说的含双键的多糖为接枝甲基丙烯酸或丙烯酸的二乙胺基乙基葡聚糖和壳聚糖；微胶囊的粒径在100～3000nm。

本发明的油溶性药物的可降解聚合物微胶囊注射试剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将丙交酯与氯化亚锡晶体研磨成粉末，加入一定量的烯丙氧基乙二醇，置于反应容器中，除氧充氮，封闭容器，其中氯化亚锡的用量为丙交酯重量的0.8～10‰，丙交酯/烯丙氧基乙二醇的摩尔比为6～300；

(2)上述反应装置置于140～200℃的油浴中，恒温8小时后降温，以丙酮为溶剂、去离子水为沉淀剂，通过溶解-沉淀纯化，除去杂质，40℃真空干燥至恒重或冷冻干燥，获得含双键的聚乳酸；

(3)在0～40℃、pH值2～8下，将浓度为0.01-1g/ml的甲基丙烯酸或丙烯酸溶解在含水溶性碳二亚胺的水溶液中，甲基丙烯酸或丙烯酸与碳二亚胺的重量比为1∶1.5～1∶10，搅拌后，将多糖水溶液逐滴滴加入上述溶液中，多糖与甲基丙烯酸或丙烯酸的重量比为1∶0.2～1∶10，滴加完毕后恒温0.5～2昼夜，所得溶液离心过滤，并置于三蒸水中透析1～7天后冻干，得到含双键的多糖；

(4)室温下，将油溶性药物、医用级聚乳酸、含双键聚乳酸和交联剂溶解于有机溶剂后，加入到含双键多糖的0.002～0.02mg/ml的聚乙烯醇(PVA)或Tritonx-100水溶液中，得到油/水乳液，油/水体积比1∶2～1∶10。总的聚乳酸在三氯甲烷中浓度为5～50mg/ml；医用级聚乳酸的量是含双键聚乳酸的重量的5～80％；药物重量为聚乳酸总重量的0.1～50％；含双键多糖重量占聚乳酸总重量的0～80％；DVB重量占含双键聚乳酸重量的0.5～20％；

(5)通氮气并保持上述容器中氮气气氛，搅拌下恒温10～50℃，将水溶性氧化还原引发剂加入上述体系中，搅拌至少2小时后迅速降至室温；

(6)敞口搅拌至有机溶剂挥发完毕，冷冻干燥。

本发明制备过程中，所说的交联剂为二乙烯苯或聚乙二醇双丙烯酸酯。步骤4)中的有机溶剂为水不互溶的二氯甲烷或三氯甲烷。所说的水溶性氧化还原引发剂为K₂S₂O₈或(NH₄)₂S₂O₈与NaHSO₃或Na₂SO₃体系，对体系的浓度及K₂S₂O₈或(NH₄)₂S₂O₈与NaHSO₃或Na₂SO₃的比例无特殊要求，一般使K₂S₂O₈或(NH₄)₂S₂O₈与NaHSO₃或Na₂SO₃的重量比为1∶1。所说的多糖为二乙胺基乙基葡聚糖和壳聚糖中的一种或其混合物。

本发明利用具有良好的生物相容性与生物可降解的含双键多糖与聚乳酸和医用级聚乳酸为包囊材料，通过控制多糖/聚乳酸混合物的比例，机械搅拌速度、体系水油体积比、使用的乳化剂种类与用量，采用O/W乳液聚合的技术，获得粒径100～3000nm的药物微胶囊型注射制剂。本发明的有益效果在于：

(1)无毒性。本发明采用的材料没有任何生理毒性。

(2)良好的生理相容性和可生物降解性。本发明的材料具有良好生物相容性和可生物降解性。

(3)性能可控。通过简单控制包覆材料间的比例，制备过程的机械搅拌速度、聚合体系水油体积比、使用的乳化剂种类与用量，可获得不同的缓释性能、不同粒度、不同结构组成的微囊型制剂。具有可调节的缓释性能与亲疏水性表面。

(4)优异的稳定性。通过乳液聚合技术，制剂表面包囊材料具有交联结构，因而具有良好的稳定性。适用范围广。

(5)制备工艺简单，条件温和。

附图说明

图1是实例1制备的制剂。图1a，b是透射电镜(TEM)，图1c，d是原子力显微镜(AFM)图。由TEM图可看到，聚合物微囊具有中空结构，粒径～200nm，微囊壁厚～60nm。AFM观察发现，微囊具有平滑的表面，没有明显的微孔。粒子分散均匀，粒径均一。

图2是实例2制备的制剂。图2a，b是透射电镜(TEM)，b为a的的放大图片。图2c是扫描电镜(SEM)图。由TEM图可看到，获得粒子的直径为300～500nm，粒子分散均匀，粒子具有明显的空心结构，微胶囊囊壁厚度约为40nm。SEM图中粒子有明显塌陷，也表明其具有中空结构。

图3是实例3制备的制剂的粒径、囊壁厚度变化情况。粒径、囊壁厚度通过透射电镜(TEM)观察并测定其平均值而获得。

图4是实例4制备的制剂。图4a，b是透射电镜(TEM)，图4c，d是原子力显微镜(AFM)图片。由TEM图可以清晰地看出粒子具有中空结构，粒径～200nm，壁厚～30nm，且颗粒分散均匀。AFM图上粒子有明显的坍塌，表面呈现褶皱，也表明有空心结构。动态光散射(DLS)测定其平均直径为201nm，多分散系数(PI)为0.13。

图5是实例5制备的制剂。图5a，b是透射电镜(TEM)，图5c，d是原子力显微镜(AFM)图片。TEM电镜显示包埋有布洛芬的聚乳酸微囊为实心粒子，直径约300nm，这也表明药物被引入到聚乳酸微囊内部。AFM可以看到，粒径的直径为300～600nm，粒子高度为～100nm，多数粒子中心有明显的凸起，这与没有包埋药物的微囊(图1)不同，这也间接表明布洛芬被包裹在聚合物微囊中。

图6是实例6制备的制剂。图6a，b是透射电镜(TEM)，图6c，d是原子力显微镜(AFM)图片。TEM照片显示，包埋有布洛芬的MADdex微囊粒径～200nm，绝大多数微囊为实心结构。这与图4中的MADdex微囊的中空结构不同，这也表明药物被包埋在微囊中。AFM图片清楚地显示，微囊中心有一明显的凸起，这是药物包埋在微囊中的另一间接证明。动态光散射(DLS)测定其平均直径为243nm，多分散系数(PI)为0.19。

图7是实例7制备的制剂。图7a，b是透射电镜(TEM)，图7c，d是原子力显微镜(AFM)图片。载药的MADdex-PLA微囊的粒径～200nm为实心结构，这与没有包埋药物的复合微囊结构不同，表明药物被包裹在微囊中。DLS测定其粒径为262nm，多分散系数(PI)为0.26。

图8是实例7制备的制剂的透射电镜图。右图为左图的局部放大。由图可知，粒子粒径均匀，平均粒径～250nm。

具体实施方式

下面结合实例对本发明作详细说明：

实例1：

(1)将丙交酯与氯化亚锡晶体研磨成粉末，加入一定量的烯丙氧基乙二醇，置于反应容器中，除氧充氮，封闭容器，其中氯化亚锡的用量为丙交酯重量的0.8‰，丙交酯/烯丙氧基乙二醇的摩尔比为55；

(2)上述反应装置置于140℃的油浴中，恒温8小时后降温，以丙酮为溶剂、去离子水为沉淀剂，通过溶解-沉淀纯化，除去杂质，40℃真空干燥至恒重或冷冻干燥，得到含双键的聚乳酸；

(3)在25℃、pH值7.0下，将浓度为1g/ml的甲基丙烯酸溶解在含水溶性碳二亚胺的水溶液中，甲基丙烯酸与碳二亚胺的重量比为1∶2，搅拌2小时后，将二乙胺基乙基葡聚糖(DEAE葡聚糖)水溶液逐滴滴加入上述溶液中，DEAE葡聚糖与甲基丙烯酸的重量比为1∶1，滴加完毕后恒温1昼夜，所得溶液离心过滤，并置于三蒸水中透析7天后冻干，得到含双键的DEAE葡聚糖(MADdex)；

(4)室温下，将布洛芬、医用级聚乳酸(分子量50,000)、含双键聚乳酸和二乙烯苯溶解于三氯甲烷中，加入到由MADdex和0.05％的Triton x-100配制的水溶液中，得到O/W乳液。医用级聚乳酸的用量是含双键聚乳酸重量的10％，总的聚乳酸在有机溶剂中浓度为25mg/ml，二乙烯苯的用量为含双键聚乳酸重量的0.5％，含双键多糖重量占聚乳酸总重量的20％，布洛芬的用量为聚乳酸总重量的0.2％，O/W体积比为1∶5；

(5)通氮气并保持上述容器中氮气气氛，机械搅拌速度1000rmp，恒温40℃，将K₂S₂O₈与NaHSO₃(1∶1重量比，水中浓度为0.02mg/ml)加入上述体系中，搅拌8h后迅速降至室温；

(6)敝口搅拌至有机溶剂挥发完毕，冷冻干燥。

所得结果见图1。

实例2：

(1)将丙交酯与氯化亚锡晶体研磨成粉末，加入一定量的烯丙氧基乙二醇，置于反应容器中，除氧充氮，封闭容器，其中氯化亚锡的用量为丙交酯重量的2‰，丙交酯/烯丙氧基乙二醇的摩尔比为200；

(2)上述反应装置置于200℃的油浴中，恒温24小时后降温，以丙酮为溶剂、去离子水为沉淀剂，通过溶解-沉淀纯化，除去杂质，40℃真空干燥至恒重，得到含双键的聚乳酸；

(3)室温下，将环丙沙星、医用级聚乳酸(分子量10,000)、含双键聚乳酸和聚乙二醇双丙烯酸酯溶解于三氯甲烷后，加入到0.2％的聚乙烯醇(PVA)水溶液中，得到O/W乳液。聚乳酸在三氯甲烷中浓度为25mg/ml，聚乙二醇双丙烯酸酯重量占含双键聚乳酸重量的1％，环丙沙星的用量为聚乳酸总重量的0.1％，O/W体积比为1∶10；

(3)通氮气并保持上述容器中氮气气氛，机械搅拌0.5小时后(600rmp)，恒温40℃，(NH₄)₂S₂O₈与NaHSO₃(1∶1重量比，水中浓度为0.02mg/ml)的混合物加入上述体系中，搅拌8h后迅速降至室温。

(4)敞口搅拌过夜至有机溶剂挥发完毕，所获的聚合物微胶囊制剂冷冻干燥后保存。所得结果见图2。

实例3：

(1)含双键聚乳酸的合成重复实例1中步骤(1)与(2)，不同处在于氯化亚锡的用量为丙交酯重量的10‰；

(2)室温下，将环丙沙星、医用级聚乳酸(分子量8,000)、含双键聚乳酸和二乙烯苯(DVB)溶解于三氯甲烷后，加入到0.2％的聚乙烯醇(PVA)水溶液中，得到O/W乳液。聚乳酸在三氯甲烷中浓度分别为8.5、17、25.5与42.5mg/ml，DVB重量占含双键聚乳酸重量的1％，环丙沙星的用量为聚乳酸总重量的0.1％，O/W体积比为1∶5；

(3)通氮气并保持上述容器中氮气气氛，机械搅拌0.5小时后(600rmp)，恒温40℃，K₂S₂O₈与NaHSO₃(1∶1重量比，水中浓度为0.02mg/ml)的混合物加入上述体系中，，搅拌8h后迅速降至室温。

(4)敞口搅拌过夜至有机溶剂挥发完毕，所获的聚合物微胶囊制剂冷冻干燥后保存。所得结果见图3。

实例4：

(1)含双键聚乳酸的制备同实例1步骤(1)与(2)；

(2)在25℃、pH值7.0下，将浓度为1g/ml的甲基丙烯酸溶解在含水溶性碳二亚胺的水溶液中，甲基丙烯酸与碳二亚胺的重量比为1∶2，搅拌2小时后，将壳聚糖(CHI)水溶液逐滴滴加入上述溶液中，CHI与甲基丙烯酸的重量比为1∶1，滴加完毕后恒温1昼夜，所得溶液离心过滤，并置于三蒸水中透析7天后冻干，得到含双键的DEAE壳聚糖(MACHI)，配制成水溶液；

(3)室温下，将环丙沙星、含双键聚乳酸溶解于三氯甲烷后，加入到由MACHI和0.2％的聚乙烯醇(PVA)水溶液中，得到O/W乳液。聚乳酸在三氯甲烷中浓度分别为5mg/ml，环丙沙星的用量为聚乳酸总重量的0.1％，重量占聚乳酸总重量的80％，O/W体积比为1∶5；

(4)通氮气并保持上述容器中氮气气氛，机械搅拌0.5小时后(600rmp)，恒温40℃，K₂S₂O₈与NaHSO₃(1∶1重量比，水中浓度为0.02mg/ml)的混合物加入上述体系中，，搅拌8h后迅速降至室温。

(5)敝口搅拌过夜至有机溶剂挥发完毕，所获的聚合物微胶囊制剂冷冻干燥后保存。

所得结果见图4。

实例5：

(1)含双键聚乳酸的制备同实例1步骤(1)与(2)；；

(2)室温下，将布洛芬、医用级聚乳酸(分子量5,000)、含双键聚乳酸和二乙烯苯溶解于三氯甲烷后，加入到0.2％的聚乙烯醇(PVA)水溶液中，得到O/W乳液。聚乳酸在三氯甲烷中浓度为25mg/ml，二乙烯苯重量占含双键聚乳酸重量的1％，布洛芬的用量为聚乳酸总重量的10％，O/W体积比为1∶5；

(4)敞口搅拌过夜至有机溶剂挥发完毕，所获的聚合物微胶囊制剂冷冻干燥后保存。所得结果见图5。

实例6：

(1)MADdex的制备同实例1步骤(3)；

(2)室温下，将一定量的布洛芬三氯甲烷溶液加入到含MADdex的0.002mg/ml的Triton x-100水溶液中。MADdex在水溶液中的浓度为8mg/ml。

(3)通氮气并保持上述容器中氮气气氛，机械搅拌0.5小时后100rmp，恒温40℃，(NH₄)₂S₂O₈与NaHSO₃(1∶1重量比，水中浓度为0.02mg/ml)的混合物加入上述体系中，油/水体积比1∶5，搅拌8h后迅速降至室温。

(4)敞口搅拌过夜至有机溶剂挥发完毕，所获的聚合物微胶囊制剂冷冻干燥后保存。所得结果见图6。

实例7：

(1)含双键聚乳酸的制备同实例(1)与(2)；

(2)MADdex的制备同实例1步骤(3)；

(3)室温下，将医用级聚乳酸(分子量80,000)、含双键聚乳酸和二乙烯苯溶解于三氯甲烷中，加入到由MADdex和0.05％的Triton x-100配制的水溶液中，得到O/W乳液。医用级聚乳酸的用量是含双键聚乳酸重量的10％，总的聚乳酸在有机溶剂中浓度为25mg/ml，二乙烯苯的用量为含双键聚乳酸重量的0.5％，含双键多糖重量占聚乳酸总重量的20％，环丙沙星的用量为聚乳酸总重量的25％，O/W体积比为1∶5；

(4)通氮气并保持上述容器中氮气气氛，机械搅拌速度1000rmp，恒温40℃，将K₂S₂O₈与NaHSO₃(1∶1重量比，水中浓度为0.02mg/ml)加入上述体系中，搅拌8h后迅速降至室温；

(5)敞口搅拌至有机溶剂挥发完毕，冷冻干燥。

所得结果见图7。

实例8：

(1)含双键聚乳酸的制备同实例1步骤(1)与(2)；

(2)室温下，将环丙沙星、医用级聚乳酸(分子量50,000)、含双键聚乳酸和二乙烯苯溶解于三氯甲烷后，加入到0.2％的聚乙烯醇(PVA)水溶液中，得到O/W乳液。聚乳酸在三氯甲烷中浓度为25mg/ml，二乙烯苯重量占含双键聚乳酸重量的1％，环丙沙星的用量为聚乳酸总重量的20％，O/W体积比为1∶5；

(4)敞口搅拌过夜至有机溶剂挥发完毕，所获的聚合物微胶囊制剂冷冻干燥后保存。

所得的结果见图8。

Claims

1.一种油溶性药物的可降解聚合物微胶囊注射制剂，其特征在于它包括油溶性药物，包覆油溶性药物的医用级聚乳酸、含双键的聚乳酸和含双键的多糖中的一种或几种混合物。

2.根据权利要求1所述的油溶性药物的可生物降解聚合物微胶囊注射试剂，其特征在于微胶囊的粒径在100～3000nm。

3.根据权利要求1所述的油溶性药物的可降解聚合物微胶囊注射制剂，其特征在于所说的油溶性药物为布洛芬或环丙沙星。

4.根据权利要求1所述的油溶性药物的可降解聚合物微胶囊注射制剂，其特征在于医用级聚乳酸的分子量为5,000～400,000。

5.根据权利要求1所述的油溶性药物的可降解聚合物微胶囊注射制剂，其特征在于所说的含双键的多糖为接枝甲基丙烯酸或丙烯酸的二乙胺基乙基葡聚糖和壳聚糖。

6.根据权利要求1所述的油溶性药物的可生物降解聚合物微胶囊注射试剂的制备方法，其特征是包括以下步骤：

(2)上述反应装置置于140～200℃的油浴中，恒温至少4小时后降温，以丙酮为溶剂、去离子水为沉淀剂，通过溶解-沉淀纯化，除去杂质，40℃真空干燥至恒重或冷冻干燥，获得含双键的聚乳酸；

(4)室温下，将油溶性药物、医用级聚乳酸、含双键聚乳酸和交联剂溶解于有机溶剂后，加入到由含双键多糖和0.002～0.01mg/ml的聚乙烯醇或Tritonx-100配制的水溶液中，或者加入到0.002～0.01mg/ml的聚乙烯醇或Tritonx-100的水溶液中，得到油/水乳液，油/水体积比1∶2～1∶10。总的聚乳酸在三氯甲烷中浓度为5～50mg/ml；医用级聚乳酸的量是含双键聚乳酸的重量的5～80％；药物重量为聚乳酸总重量的0.1～80％；含双键多糖重量占聚乳酸总重量的0～50％；交联剂重量占含双键聚乳酸重量的0.5～20％；

(6)敞口搅拌至有机溶剂挥发完毕，冷冻干燥。

7.根据权利要求6所述的油溶性药物的可降解聚合物微胶囊注射制剂的制备方法，其特征在于所说的交联剂为二乙烯苯或聚乙二醇双丙烯酸酯。

8.根据权利要求6所述的油溶性药物的可降解聚合物微胶囊注射制剂的制备方法，其特征在于步骤4)中所说的有机溶剂为水不互溶的二氯甲烷或三氯甲烷。

9.根据权利要求6所述的油溶性药物的可降解聚合物微胶囊注射制剂的制备方法，其特征在于所说的水溶性氧化还原引发剂为K₂S₂O₈或(NH₄)₂S₂O₈与NaHSO₃或Na₂SO₃体系。

10.根据权利要求6所述的油溶性药物的可降解聚合物微胶囊注射制剂的制备方法，其特征在于所说的多糖为二乙胺基乙基葡聚糖和壳聚糖。