CN1935127A - 一种以改性聚乳酸材料为囊材的微球制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种以改性聚乳酸材料为囊材的微球制备方法，采用改性聚乳酸材料为囊材，对于囊心物是水溶性或不能被溶剂溶解但表面是亲水性的物质或药物的微球制备，先将囊心物溶解或分散在水中，将改性聚乳酸材料溶解在其能与水相混溶的溶剂中，然后将囊心物的水溶液加入改性聚乳酸材料的溶液中，或将改性聚乳酸材料的溶液加入囊心物的水溶液中，或将这两种溶液同时加入用于溶解改性聚乳酸材料的溶剂中，或将它们的混合溶液加入溶解改性聚乳酸材料的溶剂中，搅拌得微球溶液，然后过滤得微球。方法中不使用表面活性剂和分散剂，制备过程简单，粒径可达到纳米级，且粒径可控，包裹率高，可很大程度上维持囊心物的活性，微球具有缓释功能。

Description

一种以改性聚乳酸材料为囊材的微球制备方法

                              技术领域

本发明涉及一种微球制备方法，更确切地说，本发明涉及一种以改性聚乳酸材料为囊材，特别是专利“一种生物活性聚乳酸的制备方法、产品及用途”(专利号：ZL200310121036.7)中提到的改性聚乳酸材料及其反应中得到的中间改性聚乳酸材料，或这些改性聚乳酸材料与聚乳酸材料，或这些改性聚乳酸材料与其他材料的联合应用的微球的制备方法，本方法制备的微球涉及在药物释放及其他领域中的应用。

                              背景技术

(1)药物等物质的包裹要求

传统的药物释放一般不具有控速及靶向性能，在许多情况下，其释放会迅速增加药物的浓度，以致可能达到毒性水平，之后，药物浓度又很快下降，直至下次服药。为了提高药物的生物利用度和安全性，改善病人的耐受性，降低给药频率，维持血药浓度的稳定，提高药物的稳定性及赋予药物一定的靶向性能，生物材料被越来越多地用在药物的释放中。临床上，已有许多的聚合物包裹药物产品，如聚乳酸和聚羟基乙酸包裹的微球上市产品就有亮丙瑞林微球(Lupron Depot)、曲普瑞林微球(Trelstar Depor)、奥曲肽微球(SandostatinLAR)、生长素微球(Neutropin Depot)、戈舍瑞林注射埋植剂(Zoladex)和盐酸多西环素凝胶(Atridox)等。而且预计，今后结合了药物与聚合物的产品会迅速增加。研究表明，许多的治疗试剂可包裹在聚合物释放系统中，包括小分子药物、蛋白质、DNA编码蛋白质等。加上近年来，随着基因工程和基因治疗技术的发展，使得多肽、蛋白质类药物以及治疗基因不断涌现，众所周知，这些生物大分子在体内很容易被酶水解，因此，开发这些生物活性分子的体内载体，使其在发挥生理作用之前免受酶的水解，同时维持其结构的稳定性是一个急需解决的问题。

可用作药物释放的材料有天然的和合成的。亲水性的天然聚合物，如胶原、纤维蛋白、藻酸盐等，可用于制作水凝胶，生物活性的分子可结合到水凝胶上，然后通过一定的速度扩散释放，但是它们对释放速度的控制有限。脂质体是一个人们常采用的药物载体，其释药可通过从脂质体中连续的泄漏、通过酶的分解代谢作用、或通过组织巨噬细胞的吞没或破坏作用。其缺点是由于网状内皮系统(RES)的清除作用，在血液中的停留时间短(仅几分钟，通过改性，如引入PEG后，可达到几十小时)，致使囊材的利用率较低。合成不可降解材料的载体，如乙烯-乙烯乙酸酯的共聚物(EVAc)，可通过孔径来调节药物的扩散释放速度。合成可降解材料，如聚乳酸，除了通过孔径来调节药物的扩散释放速度以外，还可通过材料的降解速度来调节药物的释放速度，这样，它们对药物的释放速度的调节就多了一种控制方式，此外，与合成不可降解材料相比，它们的另一优点是，材料可通过降解自行消除，免除了通过手术等方式将其取出的操作。近年的研究表明可降解微球悬液可以一个理想的浓度持续释放药物。

实际上采用药物释放原理，利用囊材，以达到对囊心物的长期控制释放的目的，或实现对囊心物的化学结构保护的目的，或提高囊心物的应用效率的目的，可实现微球在其他领域中的应用，如包裹杀虫剂、香水、磁性铁粉等。

(2)常用的微球制备(药物包裹)方法

可用于微球制备的方法很多，在傅宪辉2005年4月发表在《力学与实践》的文章，以及Freiberg S.2004年发表在《International Journal of Pharmaceutics》(2004，282：1-18)上题目为“Polymer microspheres for controlled drug release(用于控制药物释放的聚合物微球)”的文章中进行了很好地综述。对于聚乳酸类包裹材料而言，常用的微球制备方式主要有乳化-溶剂挥发法，复乳化法，相分离法，喷雾干燥法，熔融法，超临界流体法。前三种方法都需要使用表面活性剂或分散剂，这些试剂的残留可能对微球的生物相容性和药物的活性产生影响；喷雾干燥法的药物包封率和微球的产率相对低；熔融法的使用温度高，可能对药物的活性产生影响；超临界流体法受超临界流体性质的影响，对药物和制备工艺有一定的选择性，且对设备的要求高。

                              发明内容

本发明的目的是提供一种以改性聚乳酸材料为囊材的微球制备方法，以克服聚乳酸材料为囊材的微球制备方法存在的不足。

为达到上述目的，根据囊心物的溶解性质，可分别采用以下的措施制备微球。

①对于囊心物是水溶性或不能被溶剂溶解但表面是亲水性质的物质或药物的微球制备，先将囊心物溶解或分散在水中，将改性聚乳酸材料溶解在其能与水相混溶的溶剂中，然后将囊心物的水溶液加入改性聚乳酸材料的溶液中，或将改性聚乳酸材料的溶液加入囊心物的水溶液中，或将这两种溶液同时加入用于溶解改性聚乳酸材料的溶剂中，或将它们的混合溶液加入溶解改性聚乳酸材料的溶剂中，同时伴随搅拌作用，经过一定时间，得到微球溶液，然后过滤或离心溶液，得到微球。

所述的溶解囊心物的溶剂为水，溶解改性聚乳酸材料的溶剂是其能与水相混溶的有机溶剂。

②对于囊心物是非水溶性或水不良溶性或不能被溶剂溶解且表面是疏水性的物质或药物的微球制备，可分别将囊心物及改性聚乳酸材料溶解或分散在其能与水相混溶的溶剂中，然后将囊心物的溶液加入改性聚乳酸材料的溶液中，或将改性聚乳酸材料的溶液加入囊心物的溶液中，或将这两种溶液同时加入水中，或将它们的混合溶液加入水中，经过一定时间，得到微球溶液，然后过滤或离心溶液，得到微球。

所述的溶解囊心物和改性聚乳酸材料的溶剂为其能与水相混溶的有机溶剂。

在上述所以的操作中，若希望得到粒径更小的微球，可对微球溶液辅以超声处理，然后过滤或离心溶液，得到微球。

方法中囊心物可以为具有各种溶解性质的大分子和小分子，包括蛋白质、多肽、核酸、糖蛋白、多糖等生物大分子，药物(包括中药)、杀虫剂、肥料、除草剂、香水等，但又不限于这些物质，方法特别适合于在生理环境下易失去活性而需要维持其活性的药物，如蛋白质或多肽类物质，或在生理环境下具有毒副作用而需要降低其毒副作用的药物，如抗癌试剂，以及需要控制释放的药物，如心血管药物。方法还适合于包裹不溶性的固体微粒，如细胞、病毒、磁粉等。

方法所涉及到的材料为专利“一种生物活性聚乳酸的制备方法、产品及用途”(专利号：ZL200310121036.7)中提到的改性聚乳酸材料及其反应中得到的中间改性聚乳酸材料；方法也适合于这些改性聚乳酸材料与聚乳酸材料的联合应用；或这些材料与其他材料的联合应用。

方法涉及到的与水相混溶的溶剂，包括溶剂手册中列出的所有与水相混溶的溶剂，如大多数的醇、胺、酸，及少量的能与水混溶的醚类和缩醛、酮、含氮化合物、含硫化合物及多官能团溶剂等。

方法中涉及到的改性聚乳酸材料溶解后的溶液的浓度为0～1g/ml；囊心物溶解后的浓度则根据该物质的应用要求或药物的药理性质要求，它与改性聚乳酸材料的质量比例可以为1/500～3/10；液体的滴加速度和流量则根据溶液和使用的容器的体积，可以通过速度控制，其滴加速度可以为0.0001～0.1米/秒，也可以通过流量控制，其流量可以为1×10-6～10升/秒：搅拌可采用机械形式或磁力搅拌，其速度可以为1～1000rpm；超声作用可采用浴液形式或探针形式，频率可以为20kHz～1MHz，功率可以为0～2000W，超声作用可一次或几次完成，每次的作用时间可从1分钟到2小时；形成微球的搅拌时间可以为0～10小时；液体的离心速度可以为500～20000rpm；微球可干燥保存，如可采用自然晾干、真空干燥、冷冻干燥、喷雾干燥等，或以溶液的形式保存。

本发明中溶解囊心物的溶剂与溶解改性聚乳酸材料的溶剂以及与两者同时加入的溶剂之间的体积比例为1～10∶1～10∶1～500。

采用本发明所设计的方法，可制备药物释放载体，并适合于其他要求制备微球领域的应用。

与现有的聚乳酸微球制备方法相比，本发明方法主要有以下优点：①操作步骤少，过程简单，制备成本低；②在整个过程中不使用一般聚乳酸微球制备中常用到的表面活性剂或分散剂，因此避免了由于表面活性剂或分散剂的使用所带来的对微球生物相容性及对囊心物活性的影响；③该方法制备的微球粒径小(纳米级)，且粒径可控，包裹率高；④由于方法中采用的包裹材料的特殊性质，该方法制备的微球可很大程度地维持囊心物的活性；⑤该方法可包裹具有各种亲/疏水性质的物质；⑥通过选择改性聚乳酸材料，可制备具有靶向性能的微球。⑦方法制备的微球具有缓释功能。

                          附图说明

图1是采用本发明方法(见实施例10)制备的包裹了疏水性荧光物质FITC的微球，在放大1000倍的荧光显微镜下(Olympus，IX-71)的图像。

                          具体实施方式

实施例1：囊心物为疏水性药物

取聚乙二醇改性聚乳酸材料100克，溶解于100毫升四氢呋喃中，另取抗病毒药阿昔洛韦(Aciclovir)30克，溶解于1升四氢呋喃中，将聚乙二醇改性聚乳酸材料溶液以每分钟5毫升的速度滴加入阿昔洛韦的溶液中，同时伴以300转/分的速度机械搅拌10小时，采用功率为200瓦，频率为20kHz的超声作用2小时，过滤，得到包裹了阿昔洛韦的微球，通过冷冻干燥。

实施例2：囊心物为亲水性药物

取麦芽糖改性聚乳酸材料10克，溶解于1升异丙醇中，另取抗糖尿病药胰岛素20mg，溶解于100毫升蒸馏水中，将胰岛素溶液以每分钟2毫升的速度滴加入麦芽糖改性聚乳酸材料的溶液中，同时伴以1000转/分的速度磁力搅拌2小时，采用功率为600瓦，频率为40kHz的超声作用1小时，过滤，得到包裹了胰岛素的微球，通过真空干燥。

实施例3：囊心物为疏水性药物

取右旋糖酐改性聚乳酸材料10克，溶解于500毫升二甲亚砜中，另取抗肿瘤药六甲蜜胺(Altretamine)100mg，溶解于500毫升二甲亚砜中，将两种溶液以每分钟10毫升的速度滴加入25升蒸馏水中，同时伴以500转/分的速度机械搅拌1小时，然后采用3000转/分的速度离心，得到包裹了六甲蜜胺的微球，通过喷雾干燥。

实施例4：囊心物为亲水性药物

取水解胶原蛋白改性聚乳酸材料10克，溶解于500毫升二甲基甲酰胺中，另取抗高血压药马来酸依那铺利(Enalapril Maleate)1克，溶解于200毫升乙醇中，将马来酸依那铺利的溶液以每分钟10毫升的速度滴加入水解胶原蛋白改性聚乳酸的溶液中，同时伴以500转/分的速度磁力搅拌40分钟，采用功率为200瓦，频率为1MHz的超声作用5分钟，再将溶液加入5升水中，20000转/分的速度离心，得到包裹了马来酸依那铺利的微球，通过喷雾干燥。

实施例5：囊心物为疏水性杀虫剂

取葡萄糖改性聚乳酸材料10克，溶解于500毫升吡啶中，另取植物性杀虫剂精油2克，溶解于200毫升甲醇中，将精油溶液以每分钟20毫升的速度滴加入聚乙二醇改性聚乳酸的溶液中，同时伴以200转/分的速度磁力搅拌3小时，再将此溶液加入2升水中，然后以5000转/分的速度离心，得到包裹了精油的微球，通过自然晾干。

实施例6：囊心物为病毒颗粒

取半乳糖改性聚乳酸材料10克，溶解于300ml己酸中，另取逆转录病毒载体20mg，分散于50ml水中，将半乳糖改性聚乳酸溶液以每分钟30ml的速度，病毒载体的水分散液以每分钟5ml的速度滴加入5升水中，同时伴以100转/分的速度机械搅拌30分钟，以15000转/分的速度离心，得到包裹了转录病毒载体的微球，通过冷冻干燥。

实施例7：囊心物为细胞颗粒

取核酸改性聚乳酸材料10克，溶解于800ml二噁烷中，另取生殖细胞——精子100mg，分散于500ml水中，将核酸改性聚乳酸溶液以每分钟20ml的速度，精子的水分散液以每分钟12ml的速度滴加入2升水中，同时伴以100转/分的速度机械搅拌50分钟，再将溶液加入5升水中，然后以3000转/分的速度离心，得到包裹了精子的微球。

实施例8：囊心物为DNA

取糖蛋白改性聚乳酸材料10克，溶解于600ml甲基丙酮中，另取DNA50mg，溶解于600ml二乙胺中，将聚乙二醇改性聚乳酸溶液和DNA溶液以每分钟20ml的速度滴加入3升水中，同时伴以300转/分的速度机械搅拌1小时，以5000转/分的速度离心，得到包裹了DNA的微球，真空干燥。

实施例9：囊心物为磁粉颗粒

取甘露糖改性聚乳酸材料10克，溶解于300ml N-甲基吡咯烷酮中，另取磁粉2克分散于3升水中，将聚乙二醇改性聚乳酸溶液以每分钟20ml的速度滴加入磁粉分散液中，同时伴以400转/分的速度机械搅拌2小时，过滤，得到包裹了磁粉的微球，自然晾干。

实施例10：囊心物为疏水性荧光物质

取多肽改性聚乳酸材料10克，溶解于100ml四氢呋喃中，另取荧光性异硫氰酸酯(FITC)100mg，溶解于50ml四氢呋喃中，将荧光性异硫氰酸酯的溶液以每分钟5ml的速度滴加入聚乙二醇改性聚乳酸的溶液中，不伴随搅拌，滴加结束后，以5500转/分的速度离心，得到包裹了荧光性异硫氰酸酯的微球，微球的形状见图1。

Claims (9)

1、一种以改性聚乳酸材料为囊材的微球制备方法，该方法是采用改性聚乳酸材料为囊材，对于囊心物是水溶性或不能被溶剂溶解但表面是亲水性质的物质或药物的微球制备，先将上述囊心物溶解或分散在水中，将改性聚乳酸材料溶解在其能与水相混溶的溶剂中，然后将囊心物的水溶液加入改性聚乳酸材料的溶液中，或将改性聚乳酸材料的溶液加入囊心物的水溶液中，或将这两种溶液同时加入用于溶解改性聚乳酸材料的溶剂中，或将它们的混合溶液加入溶解改性聚乳酸材料的溶剂中，同时搅拌，得到微球溶液，然后过滤或离心溶液，得到微球。

2、一种以改性聚乳酸材料为囊材的微球制备方法，该方法是采用改性聚乳酸材料为囊材，对于囊心物是非水溶性或水不良溶性或不能被溶剂溶解且表面是疏水性质的物质或药物的微球制备，先分别将上述囊心物及改性聚乳酸材料溶解或分散在其能与水相混溶的溶剂中，然后将囊心物的溶液加入溶有改性聚乳酸材料的溶液中，或将溶有改性聚乳酸材料的溶液加入囊心物的溶液中，或将这两种溶液同时加入水中，或将它们的混合溶液加入水中，搅拌，得到微球溶液，然后过滤或离心溶液，得到微球。

3、根据权利要求1或2所述的微球的制备方法，其特征在于：在过滤或离心溶液获得到微球前，对微球溶液辅以超声处理。

4、根据权利要求1或2所述的微球的制备方法，其特征在于：囊心物为具有各种溶解性质的大分子或小分子、药物、杀虫剂、肥料、除草剂或香水，但不限于这些物质。

5、根据权利要求4所述的微球的制备方法，其特征在于：所述具有各种溶解性质的大分子或小分子包括蛋白质、多肽、核酸、糖蛋白、多糖生物大分子。

6、根据权利要求1或2所述的微球的制备方法，其特征在于：改性聚乳酸材料溶解后的溶液的浓度为0～1g/ml；囊心物溶解后的浓度则根据该物质的应用要求或药物的药理性质要求，它与改性聚乳酸材料的质量比例为1/500～3/10；液体的滴加速度为0.0001～0.1米/秒，流量为1×10^-6～10升/秒；搅拌采用机械或磁力搅拌，其速度为1～1000rpm，时间0～10小时。

7、根据权利要求书1所述的制备方法，其特征在于：溶解囊心物的溶剂为水，溶解改性聚乳酸材料的溶剂是其能与水相混溶的有机溶剂。

8、根据权利要求书2所述的制备方法，其特征在于：溶解囊心物和改性聚乳酸材料的溶剂为其能与水相混溶的有机溶剂。

9、根据权利要求书1或2所述的制备方法，其特征在于：溶解囊心物的溶剂与溶解改性聚乳酸材料的溶剂以及与两者同时加入的溶剂之间的体积比例为1～10∶1～10∶1～500。