专利名称：一种基于超临界流体技术的表面封闭载药多孔聚合物微球制备方法
技术领域：
本发明涉及一种基于超临界流体技术的表面封闭载药多孔聚合物微球制备方法。
背景技术：
近年来，聚合物多孔微球作为缓控释药物载体的应用越来越广泛，相对于实心微球，多孔微球由于其密度小，空气动力学粒径小，在血液给药、肺部给药等方面具有较大优势。例如，肺部给药要求药物颗粒的空气动力学粒径处于1-5 μ m之间(Journal of Supercritical Fluids, 2003,洸243-252)，然而空气动力学粒径在 1-5 μ m 之间的实心微球可被肺部巨噬细胞特异性清除(Advances in Polymer Science, 1990， 90:107-141)，因而采用几何直径更大而空气动力学粒径处于1-5 μ m之间的多孔微球进行肺部给药成为理想的选择。目前制备出的载药多孔微球多为表面连通的微球，在给药过程中药物突释现象明显(Molecular Pharmaceutics, 2006, 4:104-118)，给患者带来不必要的伤害。因此将微球表面连通孔封闭，延长药物释放时间，减少突释现象显得十分必要和迫切。目前封闭微球表面连通孔的方法主要为溶液浸渍法(Journal of Controlled Release, 2006, 112:167-174)。这种方法虽然操作简单，但都存在着一些缺点和不足，如有机溶剂用量大、产品中残余的有机溶剂含量超标，最重要的是会造成包裹在多孔微球内药物的流失和失活变性。随着生活水平的日益提高，人们对药物疗效和安全的要求越来越高，这种方法显然已经难以满足社会的需求。近年来，随着超临界流体技术研究的不断深入，利用超临界流体技术制造、加工聚合物微球被认为是替代传统微粒制备及加工技术的有效途径之一。以超临界流体技术为基础的微球加工技术大致上可分为4类(1)超临界流体作为溶剂；(2)超临界流体作为抗溶剂；(3)超临界流体作为辅助分散相；(4)超临界流体作为反应介质。这些基于超临界流体技术的过程由于有机溶剂使用量小甚至不使用，溶解残留量低，具有对环境友好、操作条件温和、过程稳定和可控性好等诸多优点，从而受到人们的极大关注，应用范围越来越广泛。超临界流体技术封闭载药连通多孔聚合物微球过程中，超临界二氧化碳和载药连通多孔聚合物微球充分接触达到平衡，由于超临界二氧化碳对聚合物的塑化作用，使得聚合物的玻璃态转变温度降低，聚合物部分软化，聚合物表面连通孔结构消失，成为封闭孔， 随着泄压过程中压力的下降，二氧化碳对聚合物的塑化作用减弱，聚合物的玻璃态转变温度恢复正常，聚合物固化，最终得到表面封闭的载药多孔聚合物微球。连通多孔聚合物微球经过超临界流体技术封闭连通孔后，微球粒径会减小，过程中的温度压力均会影响聚合物微球的粒径减小程度，随着温度、压力的升高，粒径减小更加明显。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于超临界流体技术的表面封闭载药多孔聚合物微球制备方法。基于超临界流体技术的表面封闭载药多孔聚合物微球制备方法包括如下步骤
1)将质量比7:3的聚合物与泊洛沙姆混合物溶解于30ml二氯甲烷中配制成混合物质量体积浓度为3-5%的溶液，取aiig药物溶解于此溶液中，将所得聚合物与药物混合溶液加入到450ml质量体积浓度为1%的聚乙烯醇水溶液中，使用均质器在3000rpm下搅拌3min， 所得乳液在30°C下水浴证，随后在SOOOrpm下离心，清洗、干燥后得到载药连通多孔聚合物微球；
2)将制备的50mg载药连通多孔聚合物微球置于超临界流体多孔聚合物微球封孔系统的高压釜内；
3 )在高压釜中通入二氧化碳，在温度为40 60 °C、压力为l(T30MPa、搅拌速度200rpm和平衡时间池的条件下二氧化碳达到超临界状态，超临界二氧化碳和载药连通多孔聚合物微球充分接触达到平衡，由于超临界二氧化碳对聚合物的塑化作用，聚合物的玻璃态转变温度降低，聚合物部分软化，聚合物表面连通孔结构消失，粒径减小，最终以2MPa/min速率泄压、固化得到表面封闭载药多孔聚合物微球。所述超临界流体多孔聚合物微球封孔系统包括(X)2钢瓶、冷却器、流量计、高压泵、 恒温预热槽、高压釜、机械搅拌器、电加热夹套、温度控制器、热电偶、压力表和泄压阀；CO2 钢瓶与冷却器、流量计、高压泵、恒温预热槽、高压釜顺次相连，高压釜底部设有电加热夹套，电加热夹套与温度控制器相连，高压釜内设有机械搅拌器，高压釜上部与泄压阀相连， 高压釜下部与热电偶、压力表相连。所述的聚合物为聚乳酸及其共聚物或聚乙醇酸及其共聚物。所述的药物为地塞米松、罗红霉素或盐酸左氧氟沙星。本发明采用了超临界二氧化碳对聚合物的塑化作用，进行多孔聚合物微球表面连通孔的封闭，以解决现有载药连通多孔微球封闭过程中存在的有机溶剂残留、药物流失、失活，成品质量难以保证等问题。本发明具有溶剂残留低、操作工艺简单、操作条件温和，药物损失少甚至不损失、药物活性保持完整，药物突释现象减小等优点。
图1为超临界流体多孔聚合物微球封孔系统结构示意图2为实施例1中制备的载药连通多孔聚乳酸微球的电子扫描显微镜照片； 图3为实施例1中所制得的表面封闭载药多孔聚乳酸微球的电子扫描显微镜照片； 图4为实施例1中所制得的载药连通多孔聚乳酸微球和表面封闭载药多孔聚乳酸微球的释放曲线。
具体实施例方式基于超临界流体技术的表面封闭载药多孔聚合物微球制备方法包括如下步骤 1)将质量比7:3的聚合物与泊洛沙姆混合物溶解于30ml 二氯甲烷中配制成混合物质
量体积浓度为3-5%的溶液，取aiig药物溶解于此溶液中，将所得聚合物与药物混合溶液加入到450ml质量体积浓度为1%的聚乙烯醇水溶液中，使用均质器在3000rpm下搅拌3min， 所得乳液在30°C下水浴证，随后在SOOOrpm下离心，清洗、干燥后得到载药连通多孔聚合物微球；
2)将制备的50mg载药连通多孔聚合物微球置于超临界流体多孔聚合物微球封孔系统的高压釜内；
3)在高压釜中通入二氧化碳，在温度为4(T60°C、压力为l(T30MPa、搅拌速度200rpm和平衡时间池的条件下二氧化碳达到超临界状态，超临界二氧化碳和载药连通多孔聚合物微球充分接触达到平衡，由于超临界二氧化碳对聚合物的塑化作用，聚合物的玻璃态转变温度降低，聚合物部分软化，聚合物表面连通孔结构消失，粒径减小，最终以2MPa/min速率泄压、固化得到表面封闭载药多孔聚合物微球。所述超临界流体多孔聚合物微球封孔系统包括(X)2钢瓶、冷却器、流量计、高压泵、 恒温预热槽、高压釜、机械搅拌器、电加热夹套、温度控制器、热电偶、压力表和泄压阀；(X)2 钢瓶与冷却器、流量计、高压泵、恒温预热槽、高压釜顺次相连，高压釜底部设有电加热夹套，电加热夹套与温度控制器相连，高压釜内设有机械搅拌器，高压釜上部与泄压阀相连， 高压釜下部与热电偶、压力表相连。所述的聚合物为聚乳酸及其共聚物或聚乙醇酸及其共聚物。所述的药物为地塞米松、罗红霉素或盐酸左氧氟沙星。如图1所示，所述超临界流体多孔聚合物微球封孔系统包括(X)2钢瓶1、冷却器2、 流量计3、高压泵4、恒温预热槽5、高压釜6、机械搅拌器7、电加热夹套8、温度控制器9、热电偶10、压力表11和泄压阀12 ；CO2钢瓶1与冷却器2、流量计3、高压泵4、恒温预热槽5、 高压釜6顺次相连，高压釜6底部设有电加热夹套8，电加热夹套8与温度控制器9相连，高压釜6内设有机械搅拌器7，高压釜6上部与泄压阀12相连，高压釜6下部与热电偶10、压力表11相连。实施例1 聚乳酸负载地塞米松封闭多孔微球的制备
首先将质量比7:3的聚乳酸(分子量22000)与泊洛沙姆f-127的混合物溶解于30ml 二氯甲烷中配制成浓度为3%的溶液，取2mg地塞米松溶解于此溶液中，将所得聚合物与药物混合溶液倒入450ml浓度为1% (w/v)聚乙烯醇水溶液中，使用均质器在3000rpm下搅拌 3min，所得乳液在30°C下水浴证，随后在SOOOrpm下离心，清洗干燥后得到载药连通多孔聚乳酸微球，所得微球粒径14. 69士4. 48Mm。将载药连通多孔聚乳酸微球50mg装入滤纸置于高压釜内，用冷却槽将二氧化碳钢瓶流出的气体二氧化碳冷却成液体，高压泵压力设定为 lOMPa，二氧化碳由高压泵输送至高压釜，高压釜加热夹套设定温度40°C，二氧化碳在高压釜中达到超临界状态，启动搅拌器转速设定为200rpm，系统平衡2h。平衡结束后，关闭搅拌器，关闭二氧化碳钢瓶、冷却槽、高压泵和加热夹套，以平均速率2MPa/min缓慢泄压，打开高压釜取出滤纸内的微球，进行分析，得到表面封闭载药多孔聚乳酸微球。此微球为白色粉末，无粘连，经扫描电镜观察粒径9. 81 士2. 58Mm。载药连通多孔聚乳酸微球及表面封闭载药多孔聚乳酸微球的形貌分别如图2和图3所示，载药连通多孔聚乳酸微球及表面封闭载药多孔聚乳酸微球的释放如图4所示。实施例2 聚乳酸-羟基乙酸共聚物负载罗红霉素封闭多孔微球的制备首先将质量比7:3的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(LA:GA，85:15 ；分子量50000，)与泊
洛沙姆f-127的混合物溶解于30ml 二氯甲烷中配制成浓度为3%的溶液，取2mg罗红霉素溶解于此溶液中，将所得聚合物与药物混合溶液倒入450ml浓度为1% (w/v)聚乙烯醇水溶液中，使用均质器在3000rpm下搅拌3min，所得乳液在30°C下水浴5h，随后在8000rpm 下离心，清洗、干燥后得到载药连通多孔聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球，所得微球粒径 15. 32士5.48Mm。将载药连通多孔聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球50mg装入滤纸置于高压釜内，用冷却槽将二氧化碳钢瓶流出的气体二氧化碳冷却成液体，高压泵压力设定为lOMPa， 二氧化碳由高压泵输送至高压釜，高压釜加热夹套设定温度60 V，二氧化碳在高压釜中达到超临界状态，启动搅拌器转速设定为200rpm，系统平衡池。平衡结束后，关闭搅拌器，关闭二氧化碳钢瓶、冷却槽、高压泵和加热夹套，以平均速率2MPa/min缓慢泄压，打开高压釜取出滤纸内的微球，进行分析，得到表面封闭载药多孔聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球。此微球为白色粉末，无粘连，经扫描电镜观察粒径9. 32士2. 66Mm。实施例3 聚乙醇酸负载盐酸左氧氟沙星封闭多孔微球的制备
首先将质量比7: 3的聚乙醇酸(分子量50000)与泊洛沙姆f-127的混合物溶解于30ml 二氯甲烷中配制成浓度为3%的溶液，取2mg盐酸左氧氟沙星溶解于此溶液中，将所得聚合物与药物混合溶液倒入450ml浓度为1% (w/v)聚乙烯醇水溶液中，使用均质器在3000rpm 下搅拌3min，所得乳液在30°C下水浴5h，随后在SOOOrpm下离心，清洗干燥后得到载药连通多孔聚乙醇酸微球，所得微球粒径14. 88士4. 63Mm。将载药连通多孔聚乙醇酸微球50mg装入滤纸置于高压釜内，用冷却槽将二氧化碳钢瓶流出的气体二氧化碳冷却成液体，高压泵压力设定为30MPa，二氧化碳由高压泵输送至高压釜，高压釜加热夹套设定温度40°C，二氧化碳在高压釜中达到超临界状态，启动搅拌器转速设定为200rpm，系统平衡池。平衡结束后，关闭搅拌器，关闭二氧化碳钢瓶、冷却槽、高压泵和加热夹套，以平均速率2MPa/min缓慢泄压，打开高压釜取出滤纸内的微球，进行分析，得到表面封闭载药多孔聚乙醇酸微球。 此微球为白色粉末，无粘连，经扫描电镜观察粒径9. 65士2. 97ΜΠ1。实施例4 聚乳酸负载地塞米松封闭多孔微球的制备
首先将质量比7:3的聚乳酸(分子量22000)与泊洛沙姆f-127的混合物溶解于30ml 二氯甲烷中配制成浓度为3%的溶液，取2mg地塞米松溶解于此溶液中，将所得聚合物与药物混合溶液倒入450ml浓度为1% (w/v)聚乙烯醇水溶液中，使用均质器在3000rpm下搅拌 3min，所得乳液在30°C下水浴5h，随后在SOOOrpm下离心，清洗、干燥后得到载药连通多孔聚乳酸微球，所得微球粒径14. 69 士4. 48Mm。将载药连通多孔聚乳酸微球50mg装入滤纸置于高压釜内，用冷却槽将二氧化碳钢瓶流出的气体二氧化碳冷却成液体，高压泵压力设定为30MPa，二氧化碳由高压泵输送至高压釜，高压釜加热夹套设定温度60°C，二氧化碳在高压釜中达到超临界状态，启动搅拌器转速设定为200rpm，系统平衡2h。平衡结束后，关闭搅拌器，关闭二氧化碳钢瓶、冷却槽、高压泵和加热夹套，以平均速率2MPa/min缓慢泄压，打开高压釜取出滤纸内的微球，进行分析，得到表面封闭载药多孔聚乳酸微球。此微球为白色粉末，无粘连，经扫描电镜观察粒径8. 72士2. 12Mm。实施例5 聚乳酸负载地塞米松封闭多孔微球的制备
首先将质量比7:3的聚乳酸(分子量22000)与泊洛沙姆f-127的混合物溶解于30ml 二氯甲烷中配制成浓度为5%的溶液，取2mg地塞米松溶解于此溶液中，将所得聚合物与药物混合溶液倒入450ml浓度为1% (w/v)聚乙烯醇水溶液中，使用均质器在3000rpm下搅拌 3min，所得乳液在30°C下水浴5h，随后在SOOOrpm下离心，清洗、干燥后得到载药连通多孔聚乳酸微球，所得微球粒径16. 32 士 5. 13ΜΠ1。将载药连通多孔聚乳酸微球50mg装入滤纸置于高压釜内，用冷却槽将二氧化碳钢瓶流出的气体二氧化碳冷却成液体，高压泵压力设定为lOMPa，二氧化碳由高压泵输送至高压釜，高压釜加热夹套设定温度60°C，二氧化碳在高压釜中达到超临界状态，启动搅拌器转速设定为200rpm，系统平衡2h。平衡结束后，关闭搅拌器，关闭二氧化碳钢瓶、冷却槽、高压泵和加热夹套，以平均速率2MPa/min缓慢泄压，打开高压釜取出滤纸内的微球，进行分析，得到表面封闭载药多孔聚乳酸微球。此微球为白色粉末，无粘连，经扫描电镜观察粒径11. 38士3. 78Mm。
实施例6 聚乳酸负载地塞米松封闭多孔微球的制备
首先将质量比7:3的聚乳酸(分子量22000)与泊洛沙姆f-127的混合物溶解于30ml 二氯甲烷中配制成浓度为3%的溶液，取2mg地塞米松溶解于此溶液中，将所得聚合物与药物混合溶液倒入450ml浓度为1% (w/v)聚乙烯醇水溶液中，使用均质器在3000rpm下搅拌 3min，所得乳液在30°C下水浴5h，随后在SOOOrpm下离心，清洗、干燥后得到载药连通多孔聚乳酸微球，所得微球粒径14. 69士4. 48Mm。将载药连通多孔聚乳酸微球50mg装入滤纸置于高压釜内，用冷却槽将二氧化碳钢瓶流出的气体二氧化碳冷却成液体，高压泵压力设定为30MPa，二氧化碳由高压泵输送至高压釜，高压釜加热夹套设定温度40°C，二氧化碳在高压釜中达到超临界状态，启动搅拌器转速设定为200rpm，系统平衡2h。平衡结束后，关闭搅拌器，关闭二氧化碳钢瓶、冷却槽、高压泵和加热夹套，以平均速率2MPa/min缓慢泄压，打开高压釜取出滤纸内的微球，进行分析，得到表面封闭载药多孔聚乳酸微球。此微球为白色粉末，无粘连，经扫描电镜观察粒径9. 47 士 2. 64Mm。
权利要求
1.一种基于超临界流体技术的表面封闭载药多孔聚合物微球制备方法，其特征在于包括如下步骤1)将质量比7:3的聚合物与泊洛沙姆混合物溶解于30ml二氯甲烷中配制成混合物质量体积浓度为3-5%的溶液，取aiig药物溶解于此溶液中，将所得聚合物与药物混合溶液加入到450ml质量体积浓度为1%的聚乙烯醇水溶液中，使用均质器在3000rpm下搅拌3min， 所得乳液在30°C下水浴证，随后在SOOOrpm下离心，清洗、干燥后得到载药连通多孔聚合物微球；2)将制备的50mg载药连通多孔聚合物微球置于超临界流体多孔聚合物微球封孔系统的高压釜内；3 )在高压釜中通入二氧化碳，在温度为40 60 °C、压力为l(T30MPa、搅拌速度200rpm和平衡时间池的条件下二氧化碳达到超临界状态，超临界二氧化碳和载药连通多孔聚合物微球充分接触达到平衡，由于超临界二氧化碳对聚合物的塑化作用，聚合物的玻璃态转变温度降低，聚合物部分软化，聚合物表面连通孔结构消失，粒径减小，最终以2MPa/min速率泄压、固化得到表面封闭载药多孔聚合物微球；所述超临界流体多孔聚合物微球封孔系统包括CO2钢瓶(1)、冷却器(2)、流量计(3)、 高压泵(4)、恒温预热槽(5)、高压釜(6)、机械搅拌器(7)、电加热夹套(8)、温度控制器 (9)、热电偶(10)、压力表(11)和泄压阀(12) ；CO2钢瓶(1)与冷却器(2)、流量计(3)、高压泵(4)、恒温预热槽(5)、高压釜(6)顺次相连，高压釜(6)底部设有电加热夹套(8)，电加热夹套(8 )与温度控制器(9 )相连，高压釜(6 )内设有机械搅拌器(7 )，高压釜(6 )上部与泄压阀(12)相连，高压釜(6)下部与热电偶(10)、压力表(11)相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于超临界流体技术的表面封闭载药多孔聚合物微球制备方法，其特征在于所述的聚合物为聚乳酸及其共聚物或聚乙醇酸及其共聚物。
3.根据权利要求1所述的一种基于超临界流体技术的表面封闭载药多孔聚合物微球制备方法，其特征在于所述的药物为地塞米松、罗红霉素或盐酸左氧氟沙星。
全文摘要
本发明公开了一种基于超临界流体技术的表面封闭载药多孔聚合物微球制备方法。将聚合物、致孔剂泊洛沙姆与药物混合物的二氯甲烷溶液分散到聚乙烯醇水溶液中形成乳液，水浴干燥得到载药连通多孔聚合物微球，将载药连通多孔聚合物微球放置于高压釜内，通入超临界二氧化碳并与载药连通多孔聚合物微球充分接触，由于超临界二氧化碳对聚合物的塑化作用，将聚合物微球表面连通孔封闭，泄压后形成表面封闭载药多孔聚合物微球。本发明具有操作条件温和、操作工艺简单、过程稳定，可去除载药连通多孔聚合物微球制备过程中溶剂残留，避免药物的突释现象，可应用于缓控释给药系统中。
文档编号A61K31/5383GK102552167SQ20121001482
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者余金鹏, 关怡新, 刘倩倩, 唐川, 姚善泾, 朱自强 申请人:浙江大学