專利名稱：藥物植入緩釋載體材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種生物可降解材料，具體地說是一種醫(yī)用生物可降解材料，特別是一種藥物的緩釋材料。
背景技術(shù)：
當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的生物降解材料聚乙醇酸(polyglycolide)、聚乳酸(polylactide)及其共聚物聚乳酸-聚乙醇酸(poly(DL-lactide-coglycolide)等，降解過程中存在初始質(zhì)量迅速丟失、機(jī)械強(qiáng)度喪失、膨脹、顯著變形等缺點。其相關(guān)的報導(dǎo)也較多，例如專利申請?zhí)枮?6104141的發(fā)明專利文件中公開的，名稱為聚丙烯酸酯類藥物緩釋材料的制備方法的技術(shù)方案等。
聚癸二酸甘油醇酯(Poly(glycerol-sebacate)，PGS)彈性體作為一種新型生物可降解材料在2002年由美國麻省理工大學(xué)Langer R研究組首次合成。其有很多優(yōu)點，比如合成原料來源易得、價格便宜、具有良好的彈性、良好的體內(nèi)外生物相容性(優(yōu)于PLGA)；通過表面溶蝕方式降解，質(zhì)量線性下降，能夠保持原幾何形狀、表面完整性和機(jī)械強(qiáng)度，皮下移植后60天完全吸收等。但是所有的文獻(xiàn)報導(dǎo)都局限于由單一的反應(yīng)物癸二酸和甘油生成聚癸二酸甘油醇酯，沒有涉及到改變反應(yīng)物的組成比例、通過填入不同的單體和聚合物來調(diào)節(jié)其表面性能和降解性能，更沒有涉及到作為植入性藥物控釋材料的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種生物相容性好、降解過程穩(wěn)定、降解過程無膨脹、不影響正常組織的藥物植入緩釋載體材料。本發(fā)明的目的還在于提供這種藥物植入緩釋載體材料的制備方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它是癸二酸和甘油按重量比例為1∶3～3∶1的比例混合，在130～160℃溫度下發(fā)生縮聚反應(yīng)，生成預(yù)聚物，然后把預(yù)聚物放入一定形狀的容器里，在120～140℃溫度下進(jìn)一步合成反應(yīng)所形成的具有一定形狀的材料。
本發(fā)明還可以包括這樣一些特征1、它含有占癸二酸和甘油總重量0.1-5％的乳酸。
2、它含有占癸二酸和甘油總重量0.1-5％的羥基乙酸。
3、它含有占癸二酸和甘油總重量0.1-5％的聚乳酸。
4、它含有占癸二酸和甘油總重量0.1-5％的聚羥基乙酸。
本發(fā)明的產(chǎn)品是采用這樣的方法來制備的將癸二酸和甘油按重量比例為1∶3～3∶1的比例混合，通入氮氣，在130～160℃溫度下進(jìn)行發(fā)生預(yù)聚反應(yīng)，生成預(yù)聚物后把預(yù)聚物放入選定形狀的容器里，在120～140℃，真空條件下進(jìn)一步合成反應(yīng)，形成的選定形狀的材料。
本發(fā)明的方法還可以包括1、在縮聚反應(yīng)之前添加占癸二酸和甘油總重量0.1-5％的乳酸。
2、在縮聚反應(yīng)之前添加占癸二酸和甘油總重量0.1-5％的羥基乙酸。
3、在縮聚反應(yīng)之前添加占癸二酸和甘油總重量0.1-5％的聚乳酸。
4、在縮聚反應(yīng)之前添加占癸二酸和甘油總重量0.1-5％的聚羥基乙酸。
本發(fā)明的產(chǎn)品可以作為藥物的緩釋劑，例如5-氟尿嘧啶或順鉑藥物按照重量比為0.01％～0.1％與本發(fā)明的材料混和達(dá)到緩釋的目的。本發(fā)明的材料可以比較方便地調(diào)整和控制釋藥速率?？梢酝ㄟ^控制癸二酸和甘油的配比，控制釋藥速率。還可以通過摻入不同的單體或者聚合物來調(diào)節(jié)釋藥速率；所述的單體為乳酸和或羥基乙酸，聚合物為聚乳酸或聚羥基乙酸。還可以通過生成預(yù)聚物后，合成不同的形狀，通過控制表面積的不同來控制釋藥速率等。本發(fā)明的材料可用于腹腔、皮下和顱內(nèi)三種不同的體內(nèi)環(huán)境。
癸二酸和甘油發(fā)生的縮聚反應(yīng)，除了按照線形方向縮聚外，側(cè)基也能縮聚，先形成支鏈，進(jìn)一步形成體形縮聚物。在合成過程中，首先生成預(yù)聚物，然后把預(yù)聚物放入一定形狀的容器里進(jìn)行進(jìn)一步合成反應(yīng)，合成具有一定形狀的聚合物彈性體。采用控制反應(yīng)條件，比如控制反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、癸二酸和甘油的比例以及摻入乳酸和羥基乙酸單體或者單聚物，來生成具有不同交聯(lián)程度、不同相對分子量以及不同材料性能的具有不同降解速率的聚合物。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下特點(1)在合成過程中無外加催化劑和溶劑，從而避免了外加催化劑和溶劑等對材料生物相容性的負(fù)面影響；(2)本發(fā)明的材料具有良好的組織反應(yīng)，體內(nèi)炎癥及纖維化較少；(3)降解時亦無明顯的溶脹現(xiàn)象；(4)無體外巨噬細(xì)胞毒性；(5)降解過程中質(zhì)量線性下降，能夠保持原幾何形狀、表面完整性和機(jī)械強(qiáng)度，適合于作為藥物控釋材料的性能要求。
與文獻(xiàn)報導(dǎo)的聚癸二酸甘油醇酯相比，所有的文獻(xiàn)報導(dǎo)都局限于由單一的反應(yīng)物癸二酸和甘油生成聚癸二酸甘油醇酯，沒有涉及到改變反應(yīng)物的組成比例、通過填入不同的單體和聚合物來調(diào)節(jié)其表面性能和降解性能，更沒有涉及到作為植入性藥物控釋材料的應(yīng)用。本發(fā)明通過改變反應(yīng)物的組成比例、填入不同的單體和聚合物來控制材料的降解速度，從而達(dá)到使摻入該聚合物的藥物按照病人病情的要求具有相應(yīng)的釋藥速度。從部分實驗結(jié)果來看完全能達(dá)到藥物釋放速度可控。
本發(fā)明的效果可以通過下述檢測方法和所得到的數(shù)據(jù)證明檢測方法1)HPLC法采用凝膠滲透色譜(GPC)分析溶膠的數(shù)均相對分子量質(zhì)量及其分布；采用高效液相色譜儀測定含藥(5-氟尿嘧啶或順鉑)PGS彈性體在不同時間下，在PBS溶液中釋放的藥物濃度，其色譜條件如下測定5-氟尿嘧啶濃度的色譜條件Diamonsil C18 150mm×4.6mm×5μm；UV檢測波長為270nm；流動相甲醇-水(體積比3∶97，冰醋酸調(diào)pH＝3.5)；流速0.5mL·min-1；進(jìn)樣體積20μL；外標(biāo)法定量。
測定順鉑的色譜條件Phenomenex L8 300mm×4.0mm×10μm；UV檢測波長為310nm；流動相乙酸乙脂-甲醇-二甲基甲酰胺-水(體積比25∶16∶5∶5)；流速1.0mL/min；室溫條件25℃；進(jìn)樣量20μL；外標(biāo)法定量。
檢測結(jié)果通過圖6表示。
2)腫瘤細(xì)胞體外增殖抑制試驗采用MTT法，取對數(shù)生長的HepG2細(xì)胞(人宮頸癌細(xì)胞(Hela)，垂體瘤細(xì)胞(GH3))1×103～1×105/ml接種于96孔培養(yǎng)板上，每孔0.2ml。待12小時細(xì)胞完全貼壁以后，換液，放入含藥PGS彈性體，陰性對照為等體積培養(yǎng)基。細(xì)胞放置37℃，5％CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)，間隔24小時形態(tài)學(xué)觀察。分組間隔24小時加入20μL MTT(5g/L)后繼續(xù)培養(yǎng)4h。反應(yīng)結(jié)束后，吸去上清液，每孔加入150μL二甲基亞砜，置搖床上低速振蕩10min，使結(jié)晶物充分溶解。酶聯(lián)免疫檢測儀490nm處測量各孔的吸光度值(OD)，以O(shè)D值反映細(xì)胞存活情況。
圖1、圖2是人肝癌細(xì)胞(HepG2細(xì)胞)培養(yǎng)及抗腫瘤藥物作用的熒光顯微鏡照片。其中圖1是對照組，圖2是藥物組。從對比可見藥物組的細(xì)胞數(shù)目減少、TUNEL陽性。
3)腫瘤細(xì)胞體內(nèi)接種健康昆明種小白鼠(體重22-24克)40只。培養(yǎng)腹水瘤細(xì)胞(或人宮頸癌細(xì)胞、垂體瘤細(xì)胞)調(diào)整濃度至5×106/ml，接種于小鼠前肢腋下，觀察1周，確定出現(xiàn)接種腫瘤生長后，將小鼠隨機(jī)分兩組，陰性對照組和含藥PGS彈性體組。將含藥PGS彈性體植入腫瘤生長區(qū)，繼續(xù)觀察腫瘤生長情況。用游標(biāo)卡尺測量腫瘤長徑(a)和短徑(b)，按公式腫瘤體積＝0.5×a×b2計算瘤塊體積，同時觀察小鼠存活情況。腹水瘤細(xì)胞(S180細(xì)胞)小鼠體內(nèi)接種實驗，接種5周后腫瘤生長情況見圖3-5。
與現(xiàn)有生物可降解植入緩釋載體材料相比，本發(fā)明的材料在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用具有如下特點聚癸二酸甘油酯彈性體的合成原料來源易得、價格便宜，分別是生物體內(nèi)脂質(zhì)成分的基礎(chǔ)和生物體內(nèi)脂肪酸天然代謝過程的中間體，且合成過程中無任何其它添加劑。其具有良好的彈性、良好的體內(nèi)外生物相容性、通過表面溶蝕方式降解，質(zhì)量線性下降，能夠保持原幾何形狀、表面完整性和機(jī)械強(qiáng)度，這些特征符合優(yōu)秀的藥物載體緩釋材料的特征，優(yōu)于現(xiàn)常用材料聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸及其共聚物(PLGA)等，具有良好的彈性、良好的體內(nèi)外生物相容性；并且可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)物的比例、摻入不同的生物可降解材料單體，來調(diào)整其各方面的性能，以適應(yīng)不同的醫(yī)學(xué)需求。


圖1、圖2是人肝癌細(xì)胞(HepG2細(xì)胞)培養(yǎng)及抗腫瘤藥物作用的熒光顯微鏡照片。其中圖1是對照組，圖2是藥物組。
圖3、4、5是腹水瘤細(xì)胞(S180細(xì)胞)小鼠體內(nèi)接種實驗，接種5周后腫瘤生長情況。
圖6是一定比例的甘油和癸二酸在加入不同濃度的羥基乙酸和乳酸后降解速度的變化。
具體實施方式
下面舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述實例1通過控制反應(yīng)物的不同比例來控制降解速度。
反應(yīng)物是癸二酸和甘油，將癸二酸和甘油按重量比例為1∶3～3∶1的比例混合，通入氮氣，在130～160℃溫度下發(fā)生縮聚反應(yīng)，生成預(yù)聚物，然后把預(yù)聚物放入一定形狀的容器里，在120～140℃溫度下進(jìn)一步合成反應(yīng)所形成的具有一定形狀的材料。通過控制二者的比例，可以得到不同降解速度的藥物植入緩釋載體材料?？捎糜诨颊邔嶓w瘤術(shù)后的局部化療，以達(dá)到有效殺滅殘留惡性腫瘤細(xì)胞的目的。不同降解速度是針對不同的藥物要求用量。不同的反應(yīng)物比例可以得到不同的降解速度，癸二酸和甘油比例分別是1∶1、1.5∶1、2∶1、2.5∶1時，其完全降解周期為72天、63天、49天、35天。
實例2通過摻入不同濃度的羥基乙酸單體來控制降解速度。
為了控制聚合物合成過程中的高分子量和較好的粘彈性，在生成預(yù)聚物階段放入不同濃度的羥基乙酸單體來合成藥物植入緩釋載體材。選擇癸二酸和甘油比例2∶1時，摻入濃度分別為0.2、0.4、0.6、1時，其完全降解周期分別為40～60天。
實例3通過摻入不同濃度的乳酸單體來控制降解速度。
為了控制聚合物合成過程中的高分子量和較好的粘彈性，在生成預(yù)聚物階段放入不同濃度的乳酸單體來合成藥物植入緩釋載體材。選擇癸二酸和甘油比例2∶1時，摻入濃度分別為0.2、0.4、0.6、1時，其完全降解周期分別為50～80天。
權(quán)利要求
1.一種藥物植入緩釋載體材料，其特征是它是癸二酸和甘油按重量比例為1∶3～3∶1的比例混合，在130～160℃溫度下發(fā)生縮聚反應(yīng)，生成預(yù)聚物，然后把預(yù)聚物放入一定形狀的容器里，在120～140℃溫度下進(jìn)一步合成反應(yīng)所形成的具有一定形狀的材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藥物植入緩釋載體材料，其特征是它是在生成預(yù)聚物之后添加占癸二酸和甘油總重量0.1-5％的乳酸，然后放入一定形狀的容器里，在120～140℃溫度下進(jìn)一步合成反應(yīng)所形成的具有一定形狀的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藥物植入緩釋載體材料，其特征是它是在生成預(yù)聚物之后添加占癸二酸和甘油總重量0.1-5％的羥基乙酸，然后放入一定形狀的容器里，在120～140℃溫度下進(jìn)一步合成反應(yīng)所形成的具有一定形狀的材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藥物植入緩釋載體材料，其特征是它是在生成預(yù)聚物之后添加占癸二酸和甘油總重量0.1-5％的聚乳酸，然后放入一定形狀的容器里，在120～140℃溫度下進(jìn)一步合成反應(yīng)所形成的具有一定形狀的材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藥物植入緩釋載體材料，其特征是它是在生成預(yù)聚物之后添加占癸二酸和甘油總重量0.1-5％的聚羥基乙酸，然后放入一定形狀的容器里，在120～140℃溫度下進(jìn)一步合成反應(yīng)所形成的具有一定形狀的材料。
6.一種藥物植入緩釋載體材料的制備方法，其特征是將癸二酸和甘油按重量比例為1∶3～3∶1的比例混合，通入氮氣，在130～160℃溫度下進(jìn)行發(fā)生預(yù)聚反應(yīng)，生成預(yù)聚物后把預(yù)聚物放入選定形狀的容器里，在120～140℃，真空條件下進(jìn)一步合成反應(yīng)，形成的選定形狀的材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的藥物植入緩釋載體材料的制備方法，其特征是在生成預(yù)聚物之后添加占癸二酸和甘油總重量0.1-5％的乳酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的藥物植入緩釋載體材料的制備方法，其特征是在生成預(yù)聚物之后添加占癸二酸和甘油總重量0.1-5％的羥基乙酸。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的藥物植入緩釋載體材料的制備方法，其特征是在生成預(yù)聚物之后添加占癸二酸和甘油總重量0.1-5％的聚乳酸。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的藥物植入緩釋載體材料的制備方法，其特征是在生成預(yù)聚物之后添加占癸二酸和甘油總重量0.1-5％的聚羥基乙酸。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種藥物植入緩釋載體材料。它是癸二酸和甘油按重量比例為1∶3～3∶1的比例混合，在130～160℃溫度下發(fā)生縮聚反應(yīng)，生成預(yù)聚物，在預(yù)聚物中加入不同濃度的乳酸、羥基乙酸、聚乳酸或聚羥基乙酸，然后把預(yù)聚物放入一定形狀的容器里，在120～140℃溫度下進(jìn)一步合成反應(yīng)所形成的具有一定降解速度和形狀的材料。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下特點(1)在合成過程中無外加催化劑和溶劑，從而避免了外加催化劑和溶劑等對材料生物相容性的負(fù)面影響；(2)本發(fā)明的材料具有良好的組織反應(yīng)，體內(nèi)炎癥及纖維化較少；(3)降解時亦無明顯的溶脹現(xiàn)象；(4)無體外巨噬細(xì)胞毒性；(5)降解過程中質(zhì)量線性下降，能夠保持原幾何形狀、表面完整性和機(jī)械強(qiáng)度，適合于作為藥物控釋材料的性能要求。
文檔編號A61K47/14GK101066456SQ20071007229
公開日2007年11月7日 申請日期2007年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
發(fā)明者孫志潔, 魯璽麗, 董德利, 鄭玉峰, 李莉, 烏蘭 申請人:哈爾濱工程大學(xué)