一種用于肺部給藥的中空載藥微球及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于藥物領域，具體涉及一種用于肺部給藥的中空載藥微球及其制備方法。
【背景技術】
[0002]目前，載藥微球在新型藥物制劑中占有非常重要的地位，它是指藥物分散或被吸附在高分子材料中形成的微小球形體，微球直徑一般為1-500 μ m(通常為5-250 μ m)。根據(jù)給藥途徑的不同可分為注射給藥、口服給藥、肺部給藥以及皮膚給藥等。與其他給藥途徑相t匕，肺部給藥由于其具有吸收面積大(約為140m2)，吸收部位血流豐富，能避免肝臟的首過效應，酶活性較低，上皮屏障薄及膜透過性高(膜厚度僅為0.1-0.2 μ m)等優(yōu)點，對肺部疾病的治療乃至全身給藥具有重要的意義。然而，肺部給藥技術的難點在于如何實現(xiàn)藥物在肺部的有效沉積以及藥物的可控釋放。
[0003]在確保載藥微球在肺部有效沉積方面，國內(nèi)外的研究者為此嘗試了很多方法。中國專利(公開號CN101361716A)采用攪拌-溶劑揮發(fā)法制備出的載藥微球，其粒徑分布較寬，因為粒徑不均一勢必造成制備重復性和治療重復性差的問題，難以應用于臨床。而中國專利(CN1813684A)制備納米載藥技術雖然可以使粒徑分布變窄，然而應用于肺部時顆粒間容易發(fā)生聚集被肺泡巨嗷細胞吞嗷。為了克服上述問題，Edwards等(Edwards, D.A.,Ben-Jebria, A., and Langer, R.(1998)Recent advances in pulmonary drugdelivery using large, porous inhaled particles,Journal of applied phys1logy85，379-385.)制備了大孔載藥微球，由于其具有較低的顆粒密度和較大的顆粒體積，因而可有效地提高藥物顆粒的氣霧性和肺內(nèi)的停留時間。然而微球上的大孔會加大突釋現(xiàn)象的發(fā)生，同時藥物的包封率降低，藥物易流失。有研究指出(Imai，Y.，Miki，T.，Ishikawa, T., Aoki, T., and Yamaguchi, Τ.(2012)Deposit1n of micrometer particles inpulmonary airways during inhalat1n and breath holding, Journal of B1mechanics45, 1809-1815.),小于0.5 μ m以及大于5 μ m的微球都無法長期沉積在肺泡表面進而發(fā)揮藥效。
[0004]且藥物的控制釋放也是限制肺部給藥微球應用的重要問題，選擇有一定親水性的聚合物材料不僅可以提高藥物的生物利用度，同時還可提高微球與肺泡表面的附著。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種用于肺部給藥的中空載藥微球及其制備方法。
[0006]本發(fā)明所提供的用于肺部給藥的中空載藥微球，是按照包括下述步驟的方法制備得到的:
[0007]I)將藥物溶于水中，形成內(nèi)水相W1 ；
[0008]2)將生物可降解聚合物材料溶于有機溶劑中，形成油相O ;
[0009]3)將所述內(nèi)水相W1加入到所述油相O中，乳化，形成W1A)乳液；
[0010]4)將所述W/0乳液加入到含有穩(wěn)定劑的外水相W2中，形成W1ZWW2預乳液；
[0011 ] 5)將所述Wi/0/%預乳液通過微孔膜乳化，得到Wi/0/%乳液；
[0012]6)將所述W1AVW2乳液中油相中的有機溶劑去除，使油相固化，再經(jīng)洗滌和冷凍干燥，得到中空載藥微球。
[0013]上述方法步驟I)中，所述藥物為水溶性的大分子藥物，所述水溶性的藥物具體可為:多肽、蛋白質(zhì)、多糖、核酸和疫苗。
[0014]上述方法步驟2)中，所述生物可降解聚合物材料選自下述至少一種:聚乳酸、聚(乳酸-羥基乙酸)、聚酸酐、聚己內(nèi)酯、以及上述至少一種聚合物與聚乙二醇共聚得到的兩親性聚合材料。其中，所述聚酸酐具體可為聚癸二酸酐、聚己二酸酐和聚[1，3_雙(對羧基苯氧基)丙烷和癸二酸共聚物]。
[0015]上述生物可降解聚合物的分子量為I萬一 5萬。
[0016]所述生物可降解聚合物材料具體可為:分子量為I萬的聚乳酸、分子量為3萬的聚(乳酸-羥基乙酸)、分子量為I萬的聚癸二酸酐、分子量為3.8萬的聚(乳酸-羥基乙酸)與聚乙二醇的共聚物、分子量為5萬的聚己內(nèi)酯、分子量為4.5萬的聚乳酸與聚乙二醇的共聚物、分子量為5萬的聚(乳酸-羥基乙酸)與聚乙二醇的共聚物、分子量為4.5萬的聚己內(nèi)酯和分子量為3.5的聚(乳酸-羥基乙酸)與聚乙二醇的共聚物。
[0017]所述有機溶劑選自下述至少一種:二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯和丙酮。
[0018]上述方法步驟3)中，內(nèi)水相W1和油相O的體積比為1:5_15，具體可為1:5、1:7、1:8、1:10 和 1:15。
[0019]所述內(nèi)水相W1中的藥物和所述油相O中生物可降解聚合物材料的質(zhì)量比為1:6.25-50，具體可為 I:6.25、1:10、1:12.5、1:15、1:20、1:25、1:40 和 1:50。
[0020]上述方法步驟3)中，所述乳化通過對得到的內(nèi)水相W1和油相O組成的體系進行機械攪拌而實現(xiàn)，所述機械攪拌的條件為:8000-12000rpm攪拌l_5min。
[0021]上述方法步驟4)中，所述穩(wěn)定劑選自下述至少一種:聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、明膠和十二烷基磺酸鈉。
[0022]所述穩(wěn)定劑在所述外水相W2中的質(zhì)量濃度為0.1wt % -5wt % ;優(yōu)選為
0.5wt % -2wt %,更優(yōu)選為 Iwt %。
[0023]所述W1A)乳液與所述外水相W2的體積比為6 — 16:30 — 120。
[0024]上述方法步驟5)中，所述微孔膜的孔徑為2.8 μ m-8 μ m，具體可為2.8 μ m、4.2 μ m、5.3 μ m、6.2 μ m、6.5 μ m和8.0 μ m。所述微孔膜的膜厚度為所述膜乳化的壓力為:100kPa - 150kPa，所述膜乳化的溫度為:0°C — 30°C。
[0025]上述方法步驟6)中，從所述W1AVW2乳液中去除油相中的有機溶劑的方法選自下述至少一種:溶劑揮發(fā)法和溶劑萃取法，優(yōu)選為溶劑揮發(fā)法。
[0026]所述溶劑揮發(fā)法可在攪拌或靜置下進行；所述攪拌的條件為50 - 500rpm攪拌3 - 12h0
[0027]通過上述方法制備得到的用于肺部給藥的中空載藥微球也屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0028]所述用于肺部給藥的中空載藥微球的粒徑分布在0.5-5 μ m之間，且粒徑可調(diào)。
[0029]所述用于肺部給藥的中空載藥微球在保證藥物粉末進入肺泡的同時，又能極大提高載藥微球的包封率，最大包封率為82%，能持續(xù)釋放5小時-30天。這種微球結(jié)構(gòu)尤其適用于蛋白、核酸等價格較高的藥物的微膠囊化。
[0030]本發(fā)明提供的用于肺部給藥的中空載藥微球首次將粒徑分布窄、粒徑可控的制備方法用于肺部給藥的制備中。其中的膜乳化技術保證了載藥微球的粒徑可控以及窄的粒徑分布。
[0031]所制備的產(chǎn)品由于表面沒有多孔結(jié)構(gòu)，因此能獲得較高的載藥量。通過控制微球聚合物材料的分子量和油相濃度可控制微球的降解速率。
[0032]本發(fā)明所述的制備方法與現(xiàn)有用于肺部給藥微球的制備技術相比，具有以下優(yōu)占-
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[0033]本發(fā)明制備效率較高，由于采用膜乳化設備進行乳化，因而所得產(chǎn)品的粒徑可以控制在0.5-5 μ m范圍內(nèi)，避免了采用傳統(tǒng)的通過篩選獲得適宜尺寸微球的不足。
[0034]本發(fā)明提供了一種用于肺部給藥的中空載藥微球，其粒徑分布在0.5-5 μ m之間，載藥量為1% -13%，包封率為50% _82%，采用具有良好的生物相容性，能夠瞬間釋放或者持續(xù)釋放5小時-30天，因而可減少藥物用量和副作用。
[0035]本發(fā)明針對目前肺部給藥微球在肺部沉積效率低，載藥量低和藥物控制釋放等問題，發(fā)明了一種尺寸適用于肺部給藥的中空載藥微球的方法，該方法制備的產(chǎn)品具有很高的一致性，同時操作方法及條件簡單，工藝穩(wěn)定，重復性高，易于工業(yè)化生產(chǎn)。采用兩親性嵌段聚合物可提高藥物裝載、釋放過程的生物相容性減少藥物的副作用。
【附圖說明】
[0036]圖1為實施例1制備的微球的電鏡圖。
[0037]圖2為實施例1制備的微球的粒徑分布圖。
[0038]圖3為實施例2制備的微球的電鏡圖。
[0039]圖4為實施例2制備的微球的粒徑分布圖。
[0040]圖5為實施例3制備的微球的電鏡圖。
[0041]圖6為實施例3制備的微球的粒徑分布圖。
[0042]圖7為實施例4制備的微球的電鏡圖。
[0043]圖8為實施例4制備的微球的粒徑分布圖。
[0044]圖9為實施例5制備的微球的電鏡圖。
[0045]圖10為實施例5制備的微球的粒徑分布圖。
[0046]圖11為實施例6制備的微球的電鏡圖。
[0047]圖12為實施例6制備的微球的粒徑分布圖。
[0048]圖13為實施例7制備的微球的電鏡圖。
[0049]圖14為實施例7制備的微球的粒徑分布圖。
[0050]圖15為實施例8制備的微球的電鏡圖。
[0051]圖16為實施例8制備的微球的粒徑分布圖。
[0052]圖17為實施例9制備的微球的電鏡圖。
[0053]圖18為實施例9制備的微球的粒徑分布圖。
[0054]圖19為實施例10中載藥微球的體外釋放曲線。
[0055]圖20為對比例制備的微球的電鏡圖。
[0056]圖21為對比例制備的微球的粒徑分布圖。
【具體實施方式】
[0057]下面通過具體實施例對本發(fā)明進行說明，但本發(fā)明并不局限于此。
[0058]下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法；下述實施例中所用的試劑、生物材料等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0059]下述實施例中，按照下述方法進行載藥量和包封率的測定:
[0060]稱量10mg下述實施例中的載藥微球，溶于ImL lmol/L的氫氧化鈉中，待微球完全溶解后，采用BCA蛋白濃度測定法，在560nm波長下測定其紫外吸收峰。其中，載藥量=微球中所含藥物量/微球的總量；包封率=系統(tǒng)中包封的藥物量/系統(tǒng)中包封與未包封的總藥量。
[0061]實施例1
[0062]將0.50g的分子量為I萬的聚乳酸溶于5ml三氯甲烷中，并加入Iml含有0.0lg牛血清白蛋白(用于模擬蛋白藥物)的水溶液，機械攪拌SOOOrpm攪拌lmin，將該乳液加入到40ml的5被％的明膠水溶液中，再將該乳液通過5.3μπι的微孔膜裝置，得到最終乳液，再將乳液在室溫下攪拌6h除去油相溶劑，最后經(jīng)洗滌、干燥即可得到產(chǎn)品。其載藥量為1.2%，包封率為60%。
[0063]其掃描電子顯微鏡照片如圖1，粒徑分布如圖2。
[0064]由圖1可以看出，所得的空心載藥微球球形度較好。
[0065]由圖2可知，微球粒徑在1-5 μ m之間。
[0066]實施例2
[0067]將0.40g的分子量為3萬的聚(乳酸-羥基乙酸)溶于6ml乙酸乙酯中，并加入
0.4ml含有0