專利名稱：定量納米氣霧劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米顆粒和利用該納米顆粒的定量納米氣霧劑以及它們 的制備方法。詳細(xì)來說，本發(fā)明涉及一種化學(xué)藥物和生物分子的納米顆粒、 化學(xué)藥物和生物分子的定量納米氣霧劑、及其制備方法，利用該方法可以將 眾多的化學(xué)藥物和生物分子制備成納米顆粒并可利用其制備成納米氣霧劑。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，利用肺吸入來實(shí)現(xiàn)藥物的傳遞主要是用來治療局部性疾病，如 哮喘、慢性阻塞性肺病、囊胞性纖維癥、肺炎等。近些年來，肺吸入發(fā)展成 為一種新的藥物傳遞方式來治療系統(tǒng)性疾病，如糖尿病、偏頭痛、骨質(zhì)疏松 癥、肢端硬化癥，甚至麻醉等等。在可吸入制劑中，藥物顆粒在呼吸系統(tǒng)中
的沉積與其氣動力粒徑密切相關(guān)。 一般認(rèn)為，只有粒徑小于5拜的顆粒才能 被有效的吸入肺部，其中小于2nm的顆?？沙练e在支氣管末端和肺泡。所 以，采用合適的方法來制備細(xì)小藥物顆粒以實(shí)現(xiàn)其在下呼吸道和肺泡的高效 傳遞是至關(guān)重要的。
目前，定量吸入氣霧劑是肺吸入制劑的主要劑型。傳統(tǒng)上用于定量吸入 氣霧劑的藥物顆粒一般由機(jī)械法制備，其藥物顆粒粒徑大(粒徑一般為微米 級)，均勻性差，而且還容易粘結(jié)，分散性差。這些藥物顆粒在拋射劑中很 難分散形成均一穩(wěn)定的氣霧劑，它們經(jīng)吸入后在肺部的傳遞效率低下。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有定量微米吸入氣霧劑所存在的藥物顆粒分散性差和肺傳遞效率 低下這一問題，本發(fā)明提供了一種化學(xué)藥物和生物分子的納米顆粒，利用該 納米顆粒制備的定量納米氣霧劑及它們的制備方法。
本發(fā)明的目的之一是提供一種化學(xué)藥物或生物分子的納米顆粒。
本發(fā)明的另一目的是提供一種化學(xué)藥物或生物分子的定量納米氣霧劑， 該氣霧劑中的化學(xué)藥物或生物分子的納米顆粒在拋射劑中能均勻穩(wěn)定地分 散，并在肺部有極高的傳遞效率。
本發(fā)明的另一目的是提供一種化學(xué)藥物和生物分子的納米顆粒的制造方 法，該方法結(jié)合微乳化技術(shù)和快速干燥技術(shù)可以獲得化學(xué)藥物和生物分子的 納米顆粒。
本發(fā)明另一個目的是提供一種化學(xué)藥物或生物分子的定量納米氣霧劑的 制備方法，該方法通過將結(jié)合微乳化和快速干燥技術(shù)獲得的化學(xué)藥物和生物 分子納米顆粒溶解在共溶劑中，再加入拋射劑可以獲得定量納米氣霧劑或者 直接將該納米顆粒分散在拋射劑中獲得定量納米氣霧劑。
本發(fā)明的發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的化學(xué)藥物或生物分子的納米顆粒，是經(jīng)微乳化和快速干燥技術(shù) 結(jié)合加以制備的，該納米顆粒能均勻地穩(wěn)態(tài)分散在拋射劑或者拋射劑與共溶 劑的混合物中。
該化學(xué)藥物或生物分子的納米顆粒的顆粒大小均勻，粒徑(顆粒直徑) 小于300nm，優(yōu)選小于100nm;其平均粒徑為l一90nm，優(yōu)選5—50nm。
其中，所述化學(xué)藥物和生物分子包括各種化學(xué)藥物、蛋白質(zhì)、多肽、核 酸、或多種活性成分并存的混合物、或者是含有活性成分的混合物。
所述納米顆粒是球狀顆粒和/或其它顆粒形態(tài)；
所述快速干燥技術(shù)可以為噴霧干燥、超音速射流噴霧干燥、真空微波快 速干燥、隧道快速干燥、閃蒸干燥、其它快速干燥技術(shù)或者它們的組合干燥 技術(shù)。
所述微乳化可以是任何常規(guī)的微乳液制備技術(shù)，將溶解化學(xué)藥物或生物 分子的液體(水相或油相)在表面活性劑或含有助表面活性劑的表面活性劑溶 液的作用下以小于100nm的液滴形式均勻分散在另一互不相溶的溶劑(油相或 水相)中進(jìn)行微乳液制備。
所述表面活性劑包括陰離子表面活性劑如羧酸鹽型、陽離子表面活性劑 如季銨鹽型、非離子表面活性劑如聚二醇型和兩性離子表面活性劑如甜菜堿 型或它們的混合物。
詳細(xì)來說，所述表面活性劑可以為脂肪酸甘油酯如單甘油脂、脂肪酸蔗 糖酯、脂肪酸山梨糖醇酐酯、脂肪酸丙二醇酯、大豆磷脂、阿拉伯樹膠、海 藻酸、酪蛋白酸鈉、明膠和蛋黃等，其它的表面活性劑類型還包括含氨基酸 類酯表面活性劑，結(jié)合多糖或蛋白質(zhì)的高分子表面活性劑和顆粒表面活性劑 等或它們混合物。
所述助表面活性劑一般為中等碳鏈C3—C8的醇、醇醚或羧酸。
所述互不相溶的溶劑作為油相時可以為中等碳鏈C5—C8的烷烴，芳烴， 環(huán)垸烴。
本發(fā)明的化學(xué)藥物或生物分子的納米顆粒的制備方法，包括微乳化和快 速干燥步驟，其中微乳化可以是任何常規(guī)的微乳液制備技術(shù)，并將溶解化學(xué) 藥物或生物分子的液體(水相或油相)在表面活性劑或含有助表面活性劑的
表面活性劑溶液的作用下以小于lOOnm的液滴形式均勻分散在另一互不相溶 的溶劑(油相或水相)中進(jìn)行微乳液制備。
其中，所述化學(xué)藥物或生物分子的納米顆粒的顆粒大小均勻，粒徑(顆粒 直徑)小于300nm，優(yōu)選小于100nm;其平均粒徑為l一90nm，優(yōu)選5 —50nm。
所述化學(xué)藥物和生物分子包括各種化學(xué)藥物、蛋白質(zhì)、多肽、核酸、或 多種活性成分并存的混合物、或者是含有活性成分的混合物。
所述納米顆粒是球狀顆粒和/或其它顆粒形態(tài)。
所述快速干燥技術(shù)可以為噴霧干燥、超音速射流噴霧干燥、真空微波快 速干燥、隧道快速干燥、閃蒸干燥、其它快速干燥技術(shù)或者它們的組合干燥 技術(shù)。
所述表面活性劑包括陰離子表面活性劑如羧酸鹽型、陽離子表面活性劑 如季銨鹽型、非離子表面活性劑如聚二醇型和兩性離子表面活性劑如甜菜堿 型或它們的混合物。
詳細(xì)來說，所述表面活性劑可以為脂肪酸甘油酯如單甘油脂、脂肪酸蔗 糖酯、脂肪酸山梨糖醇酐酯、脂肪酸丙二醇酯、大豆磷脂、阿拉伯樹膠、海 藻酸、酪蛋白酸鈉、明膠和蛋黃等，其它的表面活性劑類型還包括含氨基酸 類酯表面活性劑，結(jié)合多糖或蛋白質(zhì)的高分子表面活性劑和顆粒表面活性劑 等或它們的混合物。
所述助表面活性劑一般為中等碳鏈C3—C8的醇、醇醚或羧酸。
所述互不相溶的溶劑作為油相時可以為中等碳鏈C5—C8的烷烴，芳烴， 環(huán)烷烴。
本發(fā)明的化學(xué)藥物或生物分子的定量納米氣霧劑，該氣霧劑通過將經(jīng)微 乳化和快速干燥技術(shù)結(jié)合加以制備的化學(xué)藥物或生物分子的納米顆粒分散在 拋射劑中或者分散在共溶劑與拋射劑的混合物中制成。
所述化學(xué)藥物或生物分子的納米顆粒的顆粒大小均勻，粒徑(顆粒直徑)
小于300nm，優(yōu)選小于100nm;其平均粒徑為l一90nm，優(yōu)選5—50nm。
所述化學(xué)藥物和生物分子包括各種化學(xué)藥物、蛋白質(zhì)、多肽、核酸、或
多種活性成分并存的混合物、或者是含有活性成分的混合物。 所述納米顆粒是球狀顆粒和/或其它顆粒形態(tài)。
其中，所述氣霧劑每噴中的化學(xué)藥物或生物分子的量按照其相應(yīng)的治療 要求和藥物種類進(jìn)行選擇。例如，每噴中含有的化學(xué)藥物或生物分子的量為 0.01mg腸2mg。
所述快速干燥技術(shù)可以為噴霧干燥、超音速射流噴霧干燥、真空微波快 速干燥、隧道快速干燥、閃蒸干燥、其它快速干燥技術(shù)或它們的組合干燥方 法。
所述微乳化可以是任何常規(guī)的微乳液制備技術(shù)，將溶解化學(xué)藥物或生物 分子的液體(水相或油相)在表面活性劑或含有助表面活性劑的表面活性劑 溶液的作用下以小于100nm的液滴形式均勻分散在另一互不相溶的溶劑(油 相或水相)中進(jìn)行微乳液制備。
所述表面活性劑包括陰離子表面活性劑如羧酸鹽型、陽離子表面活性劑 如季銨鹽型、非離子表面活性劑如聚二醇型和兩性離子表面活性劑如甜菜堿 型或它們的混合物。
詳細(xì)來說，所述表面活性劑可以為脂肪酸甘油酯如單甘油脂、脂肪酸蔗 糖酯、脂肪酸山梨糖醇酐酯、脂肪酸丙二醇酯、大豆磷脂、阿拉伯樹膠、海
藻酸、酪蛋白酸鈉、明膠和蛋黃等，其它的表面活性劑類型還包括含氨基酸 類酯表面活性劑，結(jié)合多糖或蛋白質(zhì)的高分子表面活性劑和顆粒表面活性劑 等或它們的混合物。
所述互不相溶的溶劑作為油相時可以為中等碳鏈C5—C8的烷烴，芳烴， 環(huán)垸烴。
所述拋射劑是能夠產(chǎn)生足夠蒸氣壓并產(chǎn)生拋射作用的醚、烷烴、氟代 烴、氯代烴、氯代氟代烴及其混合物。優(yōu)選的拋射劑對于納米藥物顆粒是不 溶的。適宜的拋射劑包括醚，如二甲醚；烷烴如丙烷、正丁烷、異丁烷、異 戊烷；氟代垸烴，如二氟乙垸(HFC152a)，四氟乙烷(HFC134a)，七氟丙烷 (HFC227);氯代氟代垸烴，如三氯一氟甲垸(CFCll)、 二氯二氟甲烷 (CFC12)、 二氯四氟乙烷(CFC114)、 二氯一氟乙烷(HCFC141b)、一氯二氟 乙垸(HCFC142b)，或它們的混合物拋射劑。
所述共溶劑可以為中等鏈長C5-C8的烷烴、芳烴或環(huán)烷烴。 所述化學(xué)藥物或生物分子的定量納米氣霧劑，可作為肺傳遞、口或鼻傳 遞藥物的應(yīng)用。
本發(fā)明的化學(xué)藥物或生物分子的定量納米氣霧劑的制備方法，包括將微 乳化和快速干燥后獲得的化學(xué)藥物或生物分子的納米顆粒或納米顆粒與表面 活性劑的混合物分散在拋射劑中或者分散在共溶劑與拋射劑的混合物中的步 驟。
該制備方法中，還可以包括一個微乳化和快速干燥后的一個分離步驟， 以使得化學(xué)藥物或生物分子的納米顆粒與表面活性劑分離。
所述分離步驟可采用吸附、離子交換、層析、膜分離、滲透、納濾、超 濾、微濾、透析、離心等分離方法，或它們的組合分離方法。
所述化學(xué)藥物或生物分子的納米顆粒的顆粒大小均勻，粒徑(顆粒直徑)
小于300nm,優(yōu)選小于100nm;其平均粒徑為l一90nm，優(yōu)選5—50nm。
所述化學(xué)藥物和生物分子包括各種化學(xué)藥物、蛋白質(zhì)、多肽、核酸、或
多種活性成分并存的混合物、或者是含有活性成分的混合物。 所述納米顆粒是球狀顆粒和/或其它顆粒形態(tài)。
所述快速干燥技術(shù)可以為噴霧干燥、超音速射流噴霧干燥、真空微波快 速干燥、隧道快速干燥、閃蒸干燥、其它快速干燥技術(shù)或它們的組合干燥技 術(shù)。
所述微乳化可以是任何常規(guī)的微乳液制備技術(shù)，將溶解化學(xué)藥物或生物 分子的液體(水相或油相)在表面活性劑或含有助表面活性劑的表面活性劑 溶液的作用下以小于100nm的液滴形式均勻分散在另一互不相溶的溶劑(油 相或水相)中進(jìn)行微乳液制備。
所述表面活性劑包括陰離子表面活性劑如羧酸鹽型、陽離子表面活性劑 如季銨鹽型、非離子表面活性劑如聚二醇型和兩性離子表面活性劑如甜菜堿 型或它們的混合物。
詳細(xì)來說，所述表面活性劑可以為脂肪酸甘油酯如單甘油脂、脂肪酸蔗 糖酯、脂肪酸山梨糖醇酐酯、脂肪酸丙二醇酯、大豆磷脂、阿拉伯樹膠、海 藻酸、酪蛋白酸鈉、明膠和蛋黃等，其它的表面活性劑類型還包括含氨基酸 類酯表面活性劑，結(jié)合多糖或蛋白質(zhì)的高分子表面活性劑和顆粒表面活性劑 等或它們的混合物。
所述互不相溶的溶劑作為油相時可以為中等碳鏈C5—C8的烷烴，芳烴， 環(huán)烷烴。
所述拋射劑是能夠產(chǎn)生足夠蒸氣壓并產(chǎn)生拋射作用的醚、碳?xì)浠衔铩?氟代烷烴、氯代氟代烷烴及其混合物。優(yōu)選的拋射劑對于納米藥物顆粒是不溶的。適宜的拋射劑包括醚，如二甲醚；烷烴如丙烷、正丁烷、異丁烷、異 戊烷；氟代烷烴，如二氟乙烷(HFC152a)，四氟乙烷(HFC134a)，七氟丙烷 (HFC227);氯代氟代烷烴，如三氯一氟甲垸(CFCll)、 二氯二氟甲烷 (CFC12)、 二氯四氟乙烷(CFC114)、 二氯一氟乙烷(HCFC141b)、 一氯二氟 乙垸(HCFC142b)，或它們的混合物拋射劑。
所述共溶劑可以為中等鏈長C5-C8的垸烴、芳烴或環(huán)烷烴。
本發(fā)明通過常規(guī)的微乳化技術(shù)與快速干燥技術(shù)相結(jié)合，成功地開發(fā)出一 種制備方法來制造化學(xué)藥物或生物分子的納米顆粒，從而研制出一種納米藥 物顆粒在拋射劑中能均勻穩(wěn)定地分散，并在肺部有極高傳遞效率的定量納米 氣霧劑。同時，這一集成技術(shù)也提供了一個平臺，它可以將眾多的化學(xué)藥物 和生物分子制成納米粒子，從而獲得它們的可吸入納米制劑來實(shí)現(xiàn)體內(nèi)的傳 遞來治療局部性和全身性的疾病。


圖l異辛垸-表面活性劑-沙丁胺醇水溶液三元相圖。
其中圖中從頂端(表面活性劑)至底邊的斜線為油水兩相等體積線；圖 中折線為微乳液邊界線；點(diǎn)為所測試的微乳系統(tǒng)。
圖2納米藥物顆粒的透射電鏡圖片(圖中示例尺度為100nm)。
圖3納米藥物顆粒的粒度分布。
圖4納米藥物制劑(A:剛制備時；B:四個月后)。
圖5納米藥物氣霧劑與喘樂寧的肺部沉積比較圖。
具體實(shí)施例方式
微乳化，即微乳液的制備是一項(xiàng)已知的技術(shù)。微乳液是由兩種互不相溶 的液體在表面活性劑作用下形成的熱力學(xué)穩(wěn)定的、各向同性、外觀透明或半
透明的分散體系，其中一種液體為連續(xù)相，另一液體以粒徑小于lOOnm的液 滴分散于其中。兩種互不相溶的液體的其中之一稱為水相(W)，另一相為油相 (0)。常見的微乳液為油包水(W/0)和水包油(0/W)兩種類型。
微乳體系一般由有機(jī)溶劑、水溶液、表面活性劑和助表面活性劑組成。 常用的有機(jī)溶劑多為中等碳鏈如C5 C8烷烴、芳烴或環(huán)烷烴；表面活性劑分 子內(nèi)通常具有親水基(羥基等)和親油基(烷基)，易在水相與油相的界面上形 成吸附層，從而使互不相溶的兩相中的一相分散在另一連續(xù)相中形成微乳 液。表面活性劑一般包括陰離子表面活性劑如羧酸鹽型、陽離子表面活性劑 如季銨鹽型、非離子表面活性劑如聚二醇型和兩性離子表面活性劑如甜菜堿 型或它們的混合物。助表面活性劑一般為中等碳鏈C3 C8的脂肪醇和羧酸。 由于藥物產(chǎn)業(yè)的特殊性，表面活性劑必須對人無毒或低毒且可被人體吸收和 代謝，具有良好生物相容性的常用的表面活性劑有脂肪酸甘油酯(主要為單甘 油脂)、脂肪酸蔗糖酯、脂肪酸山梨糖醇酐酯、脂肪酸丙二醇酯、大豆磷脂、 阿拉伯樹膠、海藻酸、酪蛋白酸鈉、明膠和蛋黃等，其它的還包括含氨基酸 類酯，結(jié)合多糖/蛋白質(zhì)的高分子表面活性劑和顆粒表面活性劑等或它們的混 合物。
利用微乳液體系來制備納米材料是納米技術(shù)的一個重要研究方向。在微 乳體系中，分散相的納米液滴其實(shí)提供了一個納米尺度的場所，在這里可以 進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，可以對材料進(jìn)行加工改性，還可以以此為基礎(chǔ)綜合其它技術(shù) 制備具有新的形態(tài)和性能的納米材料。本發(fā)明即以由良好生物相容性的表面 活性劑構(gòu)建的微乳體系為基礎(chǔ)，輔之以特殊的干燥技術(shù)來制備藥物的納米顆 粒以提高它們的肺吸入傳遞效率。
本發(fā)明所采用的干燥技術(shù)是快速干燥技術(shù)。由于微乳體系中油水兩相的 揮發(fā)性不同，采用一般的蒸發(fā)技術(shù)微乳體系將會因兩相溶劑蒸發(fā)速度不一而 受到破壞。而快速干燥技術(shù)則可以在極短的時間內(nèi)，在微乳體系有可能發(fā)生 改變之前，將所有溶劑同時快速蒸出，從而獲得納米顆粒。常用的快速干燥 技術(shù)有噴霧干燥技術(shù)、超音速射流噴霧干燥技術(shù)、真空微波快速干燥技術(shù)、 隧道快速千燥技術(shù)、閃蒸干燥、其它快速干燥技術(shù)或它們的組合干燥技術(shù)。
本發(fā)明綜合微乳化技術(shù)和快速干燥技術(shù)，創(chuàng)制了一個平臺。在此平臺技 術(shù)下，可以將眾多的化學(xué)藥物和生物分子制備成納米顆粒，提高它們經(jīng)肺吸 入的傳遞效率。詳細(xì)來說，通過微乳化技術(shù)將溶解藥物的液體在表面活性劑 的作用下均勻分散于另一互不相溶的溶劑中。含有藥物的液體為非連續(xù)相，
它以小于100nm的液滴形式分散于互不相溶的溶劑當(dāng)中。然后采用特殊的干 燥技術(shù)蒸發(fā)除去所有的液體，即獲得藥物的納米顆粒。藥物納米顆粒能均勻 分散于含有拋射劑的流體當(dāng)中，從而制得定量吸入氣霧劑的納米劑型。這種 納米可吸入制劑具有非常穩(wěn)定高效的藥物肺部傳遞能力。
本發(fā)明還可能采用分離技術(shù)，將納米顆粒與表面活性劑分離。可能的分 離技術(shù)包括吸附、離子交換、層析、膜分離、滲透、納濾、超濾、微濾、透 析、離心等分離方法，或它們的組合分離方法。
相對于片劑和針劑，利用肺吸入制劑進(jìn)行藥物傳遞是一項(xiàng)新興的技術(shù)。 傳統(tǒng)上肺吸入制劑主要用來治療肺部疾病如哮喘、慢性阻塞性肺病、囊胞性 纖維癥、肺炎等。由于肺部吸收面積大，血管豐富，易于藥物吸收。人們認(rèn) 識到經(jīng)肺藥物傳遞還是治療全身性疾病的有效方法，它具有無胃腸道降解作 用、無肝臟首過效應(yīng)、藥物吸收迅速、藥物吸收后直接進(jìn)入體循環(huán)、患者順 應(yīng)性好、給藥劑量降低、毒副作用小等優(yōu)點(diǎn)。定量吸入氣霧劑是目前最常用 的可吸入制劑。其中拋射劑是那些能夠產(chǎn)生足夠蒸氣壓并產(chǎn)生拋射作用的
醚、碳?xì)浠衔?、氟代烷烴、氯代氟代烷烴或其混合物。優(yōu)選的拋射劑對于 納米藥物顆粒是不溶的。適宜的拋射劑包括醚，如二甲醚；烷烴如丙烷、正 丁烷、異丁烷、異戊烷；氟代烷烴，如二氟乙烷(HFC152a)，四氟乙烷 (HFC134a)，七氟丙烷(HFC227);氯代氟代烷烴，如三氯一氟甲烷 (CFCll)、 二氯二氟甲烷(CFC12)、 二氯四氟乙烷(CFC114)、 二氯一氟乙烷 (HCFC141b)、 一氯二氟乙烷(HCFC142b)，或它們的混合物拋射劑。該定量 吸入氣霧劑還可能含有少量的共溶劑，共溶劑可為中等鏈長C5-C8的烷烴、 芳烴或環(huán)垸烴。
下面以卵磷脂為表面活性劑，以異丙醇為助表面活性劑為例來說明微乳 化和快速干燥工藝以及氣霧劑的制備方法，在此僅作為示例，不難看出，任 何化學(xué)藥物和生物分子都可以采用相同的制備工藝和方法進(jìn)行化學(xué)藥物和生 物分子的納米顆粒制備和氣霧劑制備，其中，采用的表面活性劑、助表面活 性劑、水相、油相等都可以采用本領(lǐng)域已知的相應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行代替而不會改變 本發(fā)明的發(fā)明效果。
徼乳系統(tǒng)的構(gòu)建
卵磷脂溶解于異丙醇制成表面活性劑溶液(其質(zhì)量比為卵磷脂異丙醇 =1:3),油相為異辛烷，水相為15%(質(zhì)量百分比濃度)沙丁胺醇水溶液。將表 面活性劑溶液與油相異辛烷配制成一系列的混合液，混合液中兩者的質(zhì)量比 從5:95到95:5，表面活性劑溶液在混合液中的質(zhì)量百分比以5%遞升。然后 將沙丁胺醇水溶液滴加于混合液中，并且振蕩，直到其混濁，并計算水相， 油相及表面活性劑相三者的質(zhì)量比，繪制于DeltaGr鄰h中即得其相圖，如圖 l所示。在相圖所示范圍內(nèi)，均可形成油包水微乳液。
微乳液的干燥
微乳液的干燥可以選用噴霧干燥，只需一步操作即可快速得到藥物的納 米顆粒。顯而易見，根據(jù)本發(fā)明的精神，微乳液的干燥可以采用任何快速干 燥方法，例如可以是超音速射流噴霧干燥技術(shù)、真空微波快速干燥技術(shù)、隧 道快速干燥技術(shù)、閃蒸干燥，其它快速干燥技術(shù)或它們的組合干燥技術(shù)。在 此僅以噴霧千燥為例來說明化學(xué)藥物或生物分子的納米顆粒的干燥工藝，其 它干燥技術(shù)不再一一枚舉，但是用其它的干燥技術(shù)的可實(shí)施性對本領(lǐng)域技術(shù) 人員是可以獲知的。
制備納米藥物顆粒的標(biāo)準(zhǔn)操作流程簡述如下。噴霧干燥時，噴霧干燥機(jī)
的標(biāo)準(zhǔn)工作狀態(tài)為氣體入口溫度為120°C，壓縮氣體流速為580L/小時，出口 溫度通過調(diào)節(jié)泵的流速將溫度調(diào)至且穩(wěn)定在80°C。維持此噴射速度，將微乳 液進(jìn)行噴霧干燥。完畢，用共溶劑，如低鏈烷烴(正庚烷)溶解回收沉積于 噴霧室、旋風(fēng)離心器和收集器中的干燥物。室溫下自然干燥，除去共溶劑， 如低鏈烷烴(正庚烷)，得到納米沙丁胺醇顆粒與表面活性劑的混合物。
經(jīng)透射電鏡觀察表明，由微乳液干燥而生成的納米藥物顆粒的粒徑顯然 小于100nm，平均粒徑介于5-50nm，顆粒大小均一，多呈球狀，也可以包含 異態(tài)顆粒(圖2)。用光子相關(guān)光譜法測量納米顆粒粒徑分布，其顆粒平均粒 徑為18nm(圖3)。
氣霧劑的制備
根據(jù)常規(guī)治療的要求和藥物的種類， 一般每噴氣霧劑中含有的化學(xué)藥物 或生物分子的量為0. Olmg-2mg，例如沙丁胺醇每次劑量為100 200pg。取一
定量的納米藥物顆粒與表面活性劑的混合物，置于氣霧劑罐中。加入少量的 低鏈烷烴如正庚垸溶解表面活性劑和分散納米藥物顆粒，然后用定量閥門
(10(^1)密封。而后注入氟代烷烴HFC134a，可制得均均分散且極其穩(wěn)定的 浮液(圖4A)。放置四個月后，無沉淀物產(chǎn)生，也無漂浮物出現(xiàn)(圖4B)。所以 利用納米藥物顆粒可以成功地制備非常穩(wěn)定的氣霧劑，良好的分散狀態(tài)顯示 了它們在肺部藥物傳遞上具有優(yōu)異的能力。
肺部藥物傳遞的測試
分別對制備的氣霧劑進(jìn)行了肺部藥物傳遞測試，氣霧劑的肺部藥物傳遞 測試是采用肺部模型-在標(biāo)準(zhǔn)的氣體流速28. 3L/min下來進(jìn)行。這是一個標(biāo)準(zhǔn) 的檢測方法，被世界上許多國家收于其藥典中。沉積在第二階及以下的顆 粒，其氣動力學(xué)直徑小于5.8，被稱之為可吸入顆粒。本研究中測試了納米 制劑的肺部沉積，并與常用的吸入微米制劑喘樂寧(Ventolin)作一比較(圖 5)。
由檢測結(jié)果，納米藥劑在咽喉部的沉積明顯低于商品藥喘樂寧，表明納 米制劑的霧化后大顆粒少，粒子的流動性能好。進(jìn)入分階式粒徑取樣器后， 納米藥物大都沉積在下半部，尤其是第6階，第7階和過濾層，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于喘 樂寧在這一位置的藥物傳遞量，而這一部份恰恰對應(yīng)著人體中的肺泡。所以 納米藥劑能大大提高藥物的靶向(肺泡)藥物傳遞效率，其微顆粒比率可達(dá) 60%，而喘樂寧只有35%。除此之外，還可對納米藥物顆粒進(jìn)行修飾以控制其 釋放。所以納米制劑具有目前定量吸入氣霧劑微米劑型不可比擬的優(yōu)勢，因 此必將成為可吸入制劑強(qiáng)有力的競爭者。
下面的實(shí)例僅僅是為了舉例說明，而不應(yīng)該解釋或理解為對本發(fā)明的保 護(hù)范圍作任何的限制，由于本發(fā)明的方法是一種普遍適用的納米顆粒的制備
方法，所以，不可能對所有的藥物和生物分子或者它們的組合物、混合物進(jìn) 行窮舉示例，在此僅舉出一些有代表性的藥物和生物實(shí)例以更清楚地說明本發(fā)明。
實(shí)施例l
卵磷脂溶解于異丙醇制成表面活性劑溶液(質(zhì)量比為卵磷脂異丙醇 =1:3)。 56.3mL表面活性劑溶液加入到43.5mL異辛烷中，振蕩均勻，靜置30 分鐘。然后加入23.8mL的15%(質(zhì)量百分比)沙丁胺醇水溶液，劇烈振蕩，混 合均勻，使之成為微乳液。
沙丁胺醇納米顆粒制備的標(biāo)準(zhǔn)操作流程如下。噴霧干燥機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)的工作 狀態(tài)下將上述微乳液噴霧干燥。完畢，用正庚垸溶解回收沉積于噴霧室、旋 風(fēng)離心器和收集器中的干燥物。室溫下自然干燥，除去正庚垸，得到的干燥 的含有納米沙丁胺醇顆粒的混合物，納米顆粒的平均粒徑接近20nm。
取30mg混合物(含藥物7. 5mg)置入氣霧劑罐中，加入lmL正庚烷使納米 藥物顆粒均勻分散于其中。用100叱計量閥密封，然后注入6.5mL拋射劑 HFC134a,即得到納米藥物顆粒均勻分散的流體中的氣霧劑。這種100Pg/噴 的納米氣霧劑能保持非常穩(wěn)定的分散狀態(tài)。用肺部模型測定其微顆粒比率(粒 徑<5. 8pm)為58%。
實(shí)施例2
在實(shí)施例1中，上述經(jīng)噴霧干燥所制得的含納米藥物顆粒的混合物中稱取 30mg(含藥物7.5mg)置入氣霧劑罐中，注入lmL正戊垸使納米藥物顆粒均勻 分散于其中。用IOO叱計量閥密封，然后再注入6. 5mL拋射劑HFC134a，即 得到納米藥物顆粒均勻分散的流體中的氣霧劑。這種100Pg/噴的納米氣霧劑
能保持非常穩(wěn)定的分散狀態(tài)。用肺部模型測定其微顆粒比率(粒徑d.8pm)為 61%。
實(shí)施例3
在實(shí)施例1中，采用層析分離技術(shù)除去上述經(jīng)噴霧干燥所制得的含納米 藥物顆粒的混合物中的表面活性劑，庚烷作為流動相。收集含有藥物顆粒的 流動相，干燥得納米沙丁胺醇顆粒。稱取13mg藥物顆粒置入氣霧劑罐中，用
計量閥密封，先注入2mL拋射劑正丁烷使納米藥物顆粒均勻分散于其 中，然后注入4.5mL拋射劑HFC227，即得到納米藥物顆粒均勻分散的流體 中的氣霧劑。這種200^/噴的納米氣霧劑能保持非常穩(wěn)定的分散狀態(tài)。用肺 部模型測定其微顆粒比率(粒徑<5. 8nm)為64%。
實(shí)施例4
卵磷脂溶解于異丙醇制成表面活性劑溶液(質(zhì)量比為卵磷脂:異丙醇 =1:3)。 56.3mL的表面活性劑溶液加入到43.5mL異辛垸中，振蕩均勻，靜置 30分鐘。然后加入23. 8mL的10mg/raL (質(zhì)量百分比)異丙托溴銨溶液，劇烈 振蕩，混合均勻，使之成為微乳液。依照納米顆粒制備的標(biāo)準(zhǔn)操作流程，制 得含有納米異丙托溴銨顆粒的混合物。納米顆粒的平均粒徑接近47nm。
釆用層析分離技術(shù)除去表面活性劑，庚垸作為流動相。收集含有藥物顆 粒的流動相，千燥得納米異丙托溴銨顆粒。取1.5mg納米異丙托溴銨顆粒置 入氣霧劑罐中，加入0.2mL正庚烷使納米藥物顆粒均勻分散于其中。用 IOO叱計量閥密封，然后注入7. 3mL拋射劑HFC134a,即得到納米藥物顆粒 均勻分散的流體中的氣霧劑。這種20Pg/噴的納米氣霧劑能保持非常穩(wěn)定的 分散狀態(tài)。用肺部模型測定其微顆粒比率(粒徑<5. 8pm)為62%。
實(shí)施例5
在實(shí)施例4中，上述經(jīng)噴霧干燥制備，層析技術(shù)分離出的納米藥物顆粒 中稱取1. 5mg置入氣霧劑罐中，加入0. 2mL正己烷使納米藥物顆粒均勻分散 于其中。用100叱計量閥密封，然后注入7.3mL拋射劑HFC134a，即得到納 米藥物顆粒均勻分散的流體中的氣霧劑。這種20^/噴的納米氣霧劑能保持 非常穩(wěn)定的分散狀態(tài)。用肺部模型測定其微顆粒比率(粒徑<5. 8pm)為61%。
實(shí)施例6
在實(shí)施例4中，上述經(jīng)噴霧干燥制備，層析技術(shù)分離出的納米藥物顆粒 中稱取0. 75mg置入氣霧劑罐中，用100叱計量閥密封，先注入2mL拋射劑異 丁烷使納米藥物顆粒均勻分散于其中，然后注入5. 5mL拋射劑HFC134a，即 得到納米藥物顆粒均勻分散的流體中的氣霧劑。這種10Pg/噴的納米氣霧劑 能保持非常穩(wěn)定的分散狀態(tài)。用肺部模型測定其微顆粒比率(粒徑<5. 8pm)為 69%。
實(shí)施例7
在實(shí)施例4中，上述經(jīng)噴霧干燥制備，層析技術(shù)分離出的納米藥物顆粒 中稱取3mg置入氣霧劑罐中，用IOO叱計量閥密封，先注入lmL拋射劑丙烷 使納米藥物顆粒均勻分散于其中，然后注入5. 5mL拋射劑HFC134a，即得到 納米藥物顆粒均勻分散的流體中的氣霧劑。這種40Pg/噴的納米氣霧劑能保 持非常穩(wěn)定的分散狀態(tài)。用肺部模型測定其微顆粒比率(粒徑〈5.8iim)為 68%。
實(shí)施例8
卵磷脂溶解于異丙醇制成表面活性劑溶液(質(zhì)量比為卵磷脂異丙醇 =1:3)。 11.3mL表面活性劑溶液加入到8.7mL異辛烷中，振蕩均勻，靜置30 分鐘。然后加入4.9mL的30mg/mL (質(zhì)量百分比)胰島素溶液，劇烈振蕩，
混合均勻，使之成為微乳液。依照納米顆粒制備的標(biāo)準(zhǔn)操作流程，制得含有
納米胰島素顆粒的混合物。納米顆粒的平均粒徑接近39rnn。
采用層析分離除去表面活性劑，正庚烷作為流動相。收集胰島素顆粒的 流動相，自然干燥得到納米胰島素顆粒。取60mg納米胰島素顆粒置入氣霧劑 罐中，加入400叱正庚烷使納米藥物顆粒均勻分散于其中。用IOO叱計量閥 密封，然后注入5.6mL拋射劑HFC134a，即得到納米藥物顆粒均勻分散的流 體中的氣霧劑。這種lmg/噴的納米氣霧劑能保持非常穩(wěn)定的分散狀態(tài)。用肺 部模型測定其微顆粒比率(粒徑<5. 8nm)為65%。 實(shí)施例9
在實(shí)施例8中，上述經(jīng)噴霧干燥制備，層析技術(shù)分離出的納米胰島素顆 粒中取120mg置入氣霧劑罐中，用lOOft計量閥密封，注入1. 5mL丙垸使納 米藥物顆粒均勻分散于其中。然后注入4.5mL HFC134a，即得到納米藥物顆 粒均勻分散的流體中的氣霧劑。這種2mg/噴的納米氣霧劑能保持非常穩(wěn)定的 分散狀態(tài)。用肺部模型測定其微顆粒比率(粒徑<5. 8pm)為68%。
實(shí)施例10
卵磷脂溶解于異丙醇制成表面活性劑溶液(質(zhì)量比為卵磷脂:異丙醇 =1:3)。 11.3mL表面活性劑溶液加入到8.7mL異辛烷中，振蕩均勻，靜置30 分鐘。然后加入4. 8mL的20mg/mL (質(zhì)量百分比)枸櫞酸芬太尼，劇烈振 蕩，混合均勻，使之成為微乳液。依照納米顆粒制備的標(biāo)準(zhǔn)操作流程，制得 含有納米枸櫞酸芬太尼顆粒的混合物。納米顆粒的平均粒徑接近45nm。
采用層析分離除去表面活性劑，庚垸作為流動相。收集枸櫞酸芬太尼顆 粒的流動相，干燥得到納米枸櫞酸芬太尼顆粒。取6mg納米枸櫞酸芬太尼顆 粒置入氣霧劑罐中，用10(niL計量閥密封，注入lmL拋射劑異丁烷使納米藥 物顆粒均勻分散于其中。然后注入5mL拋射劑HFC134a,即得到納米藥物顆
粒均勻分散的流體中的氣霧劑。這種O. lmg/噴的納米氣霧劑能保持非常穩(wěn)定 的分散狀態(tài)。用肺部模型測定其微顆粒比率(粒徑<5. 8jxm)為
在上述所有實(shí)施例中，其快速干燥方法還可以為超音速射流噴霧干燥技 術(shù)、真空微波快速干燥技術(shù)、隧道快速干燥技術(shù)、閃蒸干燥、其它干燥方法 或它們的組合干燥方法。
在實(shí)施例3-IO中的分離技術(shù)還可以采用吸附、離子交換、層析、膜分 離、滲透、納濾、超濾、微濾、透析、離心等分離方法，或它們的組合分離 方法。
值得注意的是，本申請中的術(shù)語"拋射劑"可以采用包括醚，如二甲 醚；烷烴如丙烷、正丁垸、異丁烷、異戊烷；氟代烷烴，如二氟乙烷 (HFC152a)，四氟乙烷(HFC134a)，七氟丙烷(HFC227);氯代氟代烷烴，如 三氯一氟甲垸(CFCll)、 二氯二氟甲垸(CFC12)、 二氯四氟乙垸(CFC114)、 二氯一氟乙垸(HCFC141b)、 一氯二氟乙烷(HCFC142b)，或它們的混合物拋 射劑等等很多類型的拋射劑，這種拋射劑類型的選擇對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說都是容易想到的，這里不再一一枚舉。本申請中的術(shù)語"共溶劑"可 以采用中等鏈長C5-C8的烷烴、芳烴或環(huán)垸烴，除實(shí)施例中給出的共溶劑類 型外，其它的共溶劑類型這里不再列舉。本申請中的"微乳液"的制備過程 已經(jīng)是非常完善的技術(shù)，任何可以被制備成微乳液的化學(xué)藥物和生物分子都 可以經(jīng)本發(fā)明的制備方法獲得其納米顆粒和利用該納米顆粒制成的氣霧劑， 很明顯，本發(fā)明的制備方法是一種普遍使用的方法，對化學(xué)藥物和生物分子 沒有特別的限制，只要能制備其微乳液，再結(jié)合快速干燥即可制備其納米顆 粒，并制成氣霧劑，因此，對化學(xué)藥物和生物分子不作特別的限制，該表述 也能得到說明書的充分支持，這里不再贅述各種化學(xué)藥物和生物分子的實(shí)施
例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以清楚知道，該制備方法可以獲得各種化學(xué)藥物 和生物分子的氣霧劑。另外，值得注意的是，在微乳液的制備過程中，其各 種組成的重量等參數(shù)沒有特別的限定，其可以根據(jù)需要作一定范圍的變化， 同樣，化學(xué)藥物和生物分子納米顆粒在拋射劑或拋射劑與共溶劑的分散量需 要根據(jù)治療的需求依不同的藥物或生物類型作相應(yīng)的改變，這里也不特別限 定其數(shù)量，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以想到，由于本方法的普適性，所以制備的 藥物種類繁多，其氣霧劑中所含藥物的用量也有很大差異，這些都取決了治 療的目的和藥物的種類，因此，每噴中的化學(xué)藥物或生物分子的量在此不作 特別的限定，其實(shí)例也不再一一枚舉。
盡管上文對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的描述和說明，但應(yīng)該指明的 是，我們可以對上述實(shí)施例進(jìn)行各種改變和修改，但這些都不脫離本發(fā)明的 精神和所附的權(quán)利要求所記載的范圍。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)藥物或生物分子的定量納米氣霧劑，該氣霧劑是通過將包括微乳化和快速干燥步驟的方法得到的化學(xué)藥物或生物分子的納米顆粒分散在拋射劑中或者分散在共溶劑與拋射劑的混合物中加以制備的。
2. 如權(quán)利要求1所述的定量納米氣霧劑，其特征在于，所述化學(xué) 藥物和生物分子包括各種化學(xué)藥物、蛋白質(zhì)、多肽、核酸、或多種活 性成分并存的混合物、或者是含有活性成分的混合物。
3. 如權(quán)利要求1所述的定量納米氣霧劑，其特征在于，所述納米 顆粒粒徑小于300nm，其平均粒徑l一90nm。
4. 如權(quán)利要求3所述的定量納米氣霧劑，其特征在于，所述納米 顆粒粒徑小于100nm。
5. 如權(quán)利要求3所述的定量納米氣霧劑，其特征在于，所述納米 顆粒粒徑的平均粒徑5—50nm。
6. 如權(quán)利要求l一5所述的定量納米氣霧劑，其特征在于，所述 納米顆粒是球狀顆粒和/或其它顆粒形態(tài)。
7. 如權(quán)利要求l一5所述的定量納米氣霧劑，其特征在于，所述 快速干燥技術(shù)可以為噴霧干燥、超音速射流噴霧干燥、真空微波快速 干燥、隧道快速干燥、閃蒸干燥、其它快速干燥技術(shù)或它們的組合干 燥方法。
8. 如權(quán)利要求l一5所述的定量納米氣霧劑，其特征在于，所述 微乳化可以是任何常規(guī)的微乳液制備技術(shù)，將溶解化學(xué)藥物或生物分 子的液體在表面活性劑或含有助表面活性劑的表面活性劑溶液的作 用下以小于100nm的液滴形式均勻分散在另一互不相溶的溶劑中進(jìn) 行微乳液制備。
9. 如權(quán)利要求8所述的定量納米氣霧劑，其特征在于，所述液體 可以為水相或油相；所述互不相溶的溶劑對應(yīng)地可以為油相或水相。
10. 如權(quán)利要求9所述的定量納米氣霧劑，其特征在于，所述油 相可以為中等碳鏈C5—C8的垸烴、芳烴、環(huán)烷烴。
11. 如權(quán)利要求8所述的定量納米氣霧劑，其特征在于，所述表 面活性劑包括陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、非離子表面活 性劑、兩性離子表面活性劑或它們的混合物。
12. 如權(quán)利要求8所述的定量納米氣霧劑，其特征在于，所述表 面活性劑可以為脂肪酸甘油酯、脂肪酸蔗糖酯、脂肪酸山梨糖醇酐酯、 脂肪酸丙二醇酯、大豆磷脂、阿拉伯樹膠、海藻酸、酪蛋白酸鈉、明 膠、蛋黃，或其它的表面活性劑類型包括含氨基酸類酯表面活性劑、 結(jié)合多糖或蛋白質(zhì)的高分子表面活性劑或者顆粒表面活性劑。
13. 如權(quán)利要求8所述的定量納米氣霧劑，其特征在于，所述助 表面活性劑一般為中等碳鏈C3—C8的醇、醇醚或羧酸。
14. 如權(quán)利要求1一5所述的定量納米氣霧劑，其特征在于，所述 拋射劑是能夠產(chǎn)生足夠蒸氣壓并產(chǎn)生拋射作用的醚、烷烴、氟代烴、 氯代烴、氯代氟代烴及其混合物。
15. 如權(quán)利要求14所述的定量納米氣霧劑，其特征在于，所述醚 可以是二甲醚；所述烷烴可以是丙烷、正丁垸、異丁烷、異戊烷；所 述氟代烴可以是二氟乙垸，四氟乙烷，七氟丙烷；所述氯代氟代烴可 以是三氯一氟甲烷、二氯二氟甲烷、二氯四氟乙烷、二氯一氟乙垸、一氯二氟乙烷o
16. 如權(quán)利要求l-5所述的定量納米氣霧劑，其特征在于，所述拋射劑對于納米藥物顆粒是不溶的。
17. 如權(quán)利要求1一5所述的定量納米氣霧劑，其特征在于，所述 共溶劑可以為中等鏈長C5-C8的烷烴、芳烴或環(huán)烷烴。
18. 如權(quán)利要求l一5所述的任一項(xiàng)定量納米氣霧劑,其特征在于， 所述氣霧劑每噴中的化學(xué)藥物或生物分子的量按照其相應(yīng)的治療要 求進(jìn)行選擇。
19. 如權(quán)利要求18所述的定量納米氣霧劑，其特征在于，根據(jù)藥 物種類，每噴中含有的化學(xué)藥物或生物分子的量可為0.01mg-2mg。
20. —種化學(xué)藥物或生物分子的定量納米氣霧劑的制備方法，包 括將經(jīng)微乳化和快速干燥步驟獲得的化學(xué)藥物或生物分子的納米顆 ?；蚣{米顆粒與表面活性劑的混合物分散在拋射劑中或者分散在共 溶劑與拋射劑的混合物中的步驟。
21. 如權(quán)利要求20所述的制備方法，其特征在于，所述快速干燥 技術(shù)可以為噴霧干燥、超音速射流噴霧干燥、真空微波快速干燥、隧 道快速干燥、閃蒸干燥、其它快速干燥技術(shù)或它們的組合千燥方法。
22. 如權(quán)利要求20—21所述的制備方法，其特征在于，該制備方 法還可以包括微乳化和快速干燥后的一個分離步驟，以使得化學(xué)藥物 或生物分子的納米顆粒與表面活性劑分離。
23. 如權(quán)利要求22所述的制備方法，其特征在于，所述分離步驟 可采用吸附、離子交換、層析、膜分離、滲透、納濾、超濾、微濾、 透析、離心分離方法，或它們的組合分離方法。
24. —種化學(xué)藥物或生物分子納米顆粒的制備方法，包括微乳化 和快速干燥步驟，其中微乳化可以是任何常規(guī)的微乳液制備技術(shù)，并 將溶解化學(xué)藥物或生物分子的液體在表面活性劑或含有助表面活性 劑的表面活性劑溶液的作用下以小于100納米的液滴形式均勻分散 在另一互不相溶的溶劑進(jìn)行微乳液制備，然后經(jīng)快速干燥步驟制備出 納米顆粒。
25. 如權(quán)利要求24所述的制備方法，其特征在于，所述快速干燥 技術(shù)可以為噴霧干燥、超音速射流噴霧干燥、真空微波快速干燥、隧 道快速干燥、閃蒸干燥或其它快速干燥技術(shù)或它們的組合干燥技術(shù)。
26. —種權(quán)利要求1一19的化學(xué)藥物或生物分子的定量納米氣霧 劑的用途，其作為肺傳遞、口或鼻傳遞藥物的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米顆粒和利用該納米顆粒的定量納米氣霧劑以及它們的制備方法。通過綜合微乳化技術(shù)和快速干燥技術(shù)，可以將眾多的化學(xué)藥物和生物分子制備成納米顆粒，提高它們經(jīng)肺吸入的傳遞效率。詳細(xì)來說，通過微乳化技術(shù)將溶解藥物的液體在表面活性劑的作用下均勻分散于另一互不相溶的溶劑中。含有藥物的液體為非連續(xù)相，它以小于100納米的液滴形式分散于互不相溶的溶劑當(dāng)中。然后采用快速干燥技術(shù)蒸發(fā)除去所有的液體，即獲得藥物的納米顆粒。藥物納米顆粒能均勻分散于含有拋射劑的流體當(dāng)中，從而制得定量吸入氣霧劑的納米劑型。這種納米可吸入制劑具有非常穩(wěn)定高效的藥物肺部傳遞能力，并可應(yīng)用在肺傳遞、口或鼻傳遞藥物上。
文檔編號A61K47/08GK101108166SQ20061009937
公開日2008年1月23日 申請日期2006年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月19日
發(fā)明者魯明華 申請人:魯明華