一种利培酮微球制剂及其制备方法与流程

本发明涉及医药技术领域，具体涉及一种利培酮微球制剂及其制备方法。

背景技术：

精神分裂症是一种常见的重大精神障碍类疾病。随着社会节奏不断加快，人们所面临经济压力和精神负担越来越大，越来越多的患病者形成知觉、思维、情感、行为等多方面障碍，结果是精神问题日益凸显。精神分裂症多发于青壮年，据世界卫生组织统计，全球精神分裂症患病率大概为3.8‰～8.4‰，终生患病率高达13‰。一旦患有精神分裂症，患者需要终身服用药物。

抗精神分裂症药物可以有效地控制精神分裂症的精神症状。20世纪50年代发现的常用抗精神病药物，例如氯丙嗪或氟哌啶醇，为中枢多巴胺d2受体阻断剂，对精神分裂症阳性症状有效，但对阴性症状和认知功能损害无效，还会引起椎体外系运动障碍、对心血管及肝脏毒性较大，且伴随诸多不良反应。

为克服上述缺陷，新一代非典型抗精神病药物随之诞生，利培酮于1984年由比利时的杨森制药公司开发，弥补了典型抗精神病药物的明显缺陷。利培酮是具有独特性质的选择性胆胺阻滞剂，与5-羟色胺2受体和多巴胺d2受体均具有很高的亲和力。利培酮在改善阳性、阴性症状和认知功能方面具有良好的疗效，较少或不会引起锥体外系(eps)不良反应，几乎没有副作用，无需配合抗胆碱药物使用；治疗的耐受性和依从性较好。利培酮主要经细胞色素p4502d6酶通路代谢，其活性代谢产物为9-羟基利培酮，两者共同构成抗精神分裂症有效成分。

利培酮普通剂型包括片剂、口服液、胶囊剂、滴剂等。但是对于普通剂型，患者通常必须每天按时服药，一日一次甚至一日多次的给药频率对于75％精神病患者是十分困难的。依从性不佳、漏服拒服药物、甚至中断治疗，会导致病情恶化，是引起患者复发和再住院的主要原因。

因此开发利培酮长效缓释制剂，减少给药次数，提高患者依从性具有重大的临床意义和经济学意义。目前临床上使用的注射用利培酮制剂risperidal(中文名：恒德)，由alkermes公司开发于2002年8月上市。该产品采用medisorb药物控释技术，将利培酮包封在分子量为150,000的plga中，悬浮于专用溶剂中，并通过肌肉注射，每2周施用一次，减少了给药次数。但该制剂在前3周存在药物释放的迟滞期，仅释放少量药物，随着微球骨架降解，第4～6周快速释放。因此，患者在前3周注射该药的同时，还需要口服利培酮片剂来达到治疗效果，3周后再调整剂量，临床使用不方便，患者依从性仍然较差。再者，该产品采用乳化萃取法制备微球，采用二元有机溶剂(苯甲醇/乙酸乙酯)作为油相溶剂，通过静态混合器混合油水相，还要经历溶剂萃取，两次洗涤、两次干燥过程，才能有效去除残留溶剂。制备程序较为繁琐，也是导致其成本和售价均较高的原因，经济条件有限的患者难以接受，也限制了其推广过程。该产品选择了高达150,000分子量的plga作为药物载体，但除了前3周存在较长阶段的迟滞期，快速释放期也较为短暂，归结于其微球制备技术的局限性。

为改善上述微球制剂的缺陷，科研人员积极开发无释放迟滞期的利培酮长效微球。最常见的微球制备方法为乳化溶剂挥发法或乳化溶剂萃取法，虽然该方法原理及装置构造简单，但车间生产步骤繁琐、多间歇操作、工艺重现性差使难以大规模生产，且由于外水相及表面活性剂的存在，微球载药量、包封率均较低，药物有向外水相倾泻的危险，依靠剪切力产生的液滴大小不均匀，微球粒径分布宽，只能依靠后期筛分去选择目标粒径，增加了生产成本。

在液相中形成微滴存在一定的弊端，即药物会受到界面张力的影响或遵循溶剂相似相容原理，随着有机溶剂的去除容易向连续相扩散，从而增加了药物损失，不能够使药物包封效率达到百分之百。此外，在液相体系中，微球的制备往往需要大量使用有机溶剂，有机溶剂不仅具有一定的毒性，同时也会影响微球的稳定性，降低微球玻璃化转变温度，加快微球降解速度。

在气相中形成微滴便能够解决上述问题，转盘法是一种气相中微滴形成技术，是利用高速旋转的转盘使分散溶液雾化形成微滴，挥干有机溶剂从而产生固体微粒。较高的油相浓度降低了有机溶剂的使用量，高浓度油滴在空气中界面张力较大，十分容易保持球形，且药物不易扩散到气相，如果采用一种物理力使高浓度料液能够均匀、连续的破碎，那么不仅能够提高生产效率，同时降低了生产成本。

但目前的转盘装置均不够理想，cn101816913中使用的微滴发生装置具有类似转盘的结构，但需要将混合液均匀加至旋转碟片的中心位置，否则不能够保证液滴均匀的分散于碟片的各个方向，而且碟片为水平碟片，微滴受到的阻力较小，故微滴运动自由性较大，容易受力不均匀，故该采用该专利方法获得微球外观不够圆整。如果是高粘度的料液，光靠平面碟片的高速离心力分散是远远不够的，即使是采用超高的转速，对设备保护也不利。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明提供一种利培酮微球制剂及其制备方法，制备方法中用到了转盘装置，本发明的转盘装置便能够克服上述弊端，采用高速旋转的杯状容器，给高浓度料液加速，料液具有一定加速度后，去撞击外侧碟形转盘表面，使料液分散成均匀的液滴，继续加速液滴撞击更外侧碟形转盘表面，经过一次或多次作用后，形成的微滴飞出碟形转盘固化形成微球。本发明通过升高油相粘度，将“液中干燥”转变为“气中干燥”模式，采用转盘装置将高粘度的油滴迅速破碎至目标粒径，即使油相粘度较高(>200cp)，微球均为球体形态，没有纤维丝状物。然后精准控制温度和气流模式，有效去除有机溶剂。与“液中干燥”模式相比，该方法制备微球具有较高的包封效率和微球收率、极低的残留溶剂及明显改善的分散性。

本发明实现上述目的所采用的技术方案如下：一种利培酮微球制剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将利培酮溶解在一种良溶解性有机溶剂中，将plga溶解在另一种易挥发性有机溶剂中，两种溶液分别溶解后，再混合搅拌形成均相溶液，所述均相溶液终粘度为150～350cp；

(2)将步骤(1)所述的均相溶液供入转盘装置中心的杯状容器，杯状容器中的料液越过杯口，在离心力和重力的作用下撞击外侧碟形转盘分散成微滴，形成的微滴继续撞击更外侧碟形转盘，经过两次或多次作用后，微滴飞出转盘固化形成微球。

优选地，所述转盘装置为转盘结构，在所述转盘结构的中心设置有杯状容器及其驱动装置，杯状容器外侧依次嵌套至少两层蝶形转盘，每一层蝶形转盘均配置有相应的驱动装置。

优选地，所述的杯状容器为上窄下宽的窄口杯状容器，且所述杯状容器及其外侧的蝶形转盘均具有光滑的外周边缘。

优选地，设定杯状容器的短径为d1，长径为d2，高度为h1，其中d1与d2的比值为1/2～2/3。

优选地，设定第一层蝶形转盘的内径为d3，高度为h3，第二层蝶形转盘的内径为d4，高度为h4，依此类推；其中d3与h3比值为1.5～2.0，h3与h1的比值为2.5～3.0。

优选地，设置d4/h4的比值小于d3/h3，以获得更强的二次撞击效果。

优选地，所述步骤(2)中杯状容器转速为10～150m/s，外侧碟形转盘转速为50～250m/s。

优选地，所述步骤(1)中的利培酮质量百分比为10～40wt％，优选25～35％；plga质量百分比为60～90wt％，优选65～75％。

优选地，所述步骤(1)中，所述良溶解性有机溶剂为乙醇或二氯甲烷，易挥发性有机溶剂为二氯甲烷，良溶解性有机溶剂和易挥发性有机溶剂的体积比为20:80～40:60，均相溶液混合时间为0～3h，得到的均相溶液终粘度为150～350cp；优选地，良溶解性有机溶剂和易挥发性有机溶剂的体积比为25:75～30:70，均相溶液混合时间为15～60min。

优选地，所述步骤(1)中的均相溶液终粘度为200～300cp。

优选地，所述plga中la：ga质量百分比为85:25～50:50；优选地，所述plga中la：ga质量百分比为75:25。

需要说明的是，本领域技术人员可以通过任何已知的方法获得所需粘度的初乳液。

本发明的另一目的是提供一种上述方法制备得到的利培酮微球制剂。

本发明制备的微球产品质量得到进一步提升，risperidal专利中采用苯甲醇/乙酸乙酯作为油相溶剂，苯甲醇沸点较高，不易挥发，只能通过溶剂萃取和洗涤过程(25％乙醇)除去，工艺繁琐，苯甲醇残留量依旧较高(0.7％)。此外，利培酮为碱性活性物质，作为亲核试剂催化plga降解，故残留溶剂可以使利培酮处于游离状态从而加速plga降解，因而导致利培酮存在爆发式的快速释放期(4～5周)。本发明工艺制备微球粒径分布集中、包封率高达95％以上、基本无溶剂残留。在洗涤过程中，由于乙醇有闭孔效应，所以risperidal迟滞期较长(3周)，而本发明微球无释放迟滞期。

附图说明

图1为本发明实施例1转盘装置的结构示意图；

图2为本发明实施例1转盘装置的杯状容器的结构示意图；

图3为本发明实施例1的杯状容器和外侧碟形转盘组的运动示意图；

图4为本发明实施例2的微球制造设备的结构示意图；

图5为本发明实施例3-4及对比例1利培酮微球体外释放曲线；

图6为本发明实施例3利培酮微球光学显微镜图；

图7为本发明实施例4利培酮微球光学显微镜图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有的实施方式。相反，它们仅是与如所附中权利要求书中所详述的，本发明的一些方面相一致的装置的例子。本说明书的各个实施例均采用递进的方式描述。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例1：

如图1-3所示，一种用于将液体物料产生微滴的转盘装置，所述装置为转盘结构，在所述转盘结构的中心设置有杯状容器24及其第一驱动装置33，杯状容器24外侧依次嵌套至少两层蝶形转盘，每一层蝶形转盘均配置有相应的驱动装置。附图中给出两层蝶形转盘，即第一层蝶形转盘26和第二层蝶形转盘28，第一层蝶形转盘26由第二驱动装置34驱动转动，第二层蝶形转盘28由第三驱动装置35驱动转动，第一驱动装置33、第二驱动装置34和第三驱动装置35可以是高速旋转电机，也可以是强磁高速马达。

所述的杯状容器24为上窄下宽的窄口杯状容器，且所述杯状容器24及其外侧的蝶形转盘均具有光滑的外周边缘；所述杯状容器24与其外侧第一层蝶形转盘的旋转方向可以为同方向或反方向，每相邻两层蝶形转盘的旋转方向也可以是同方向或反方向。

设定杯状容器24的短径为d1，长径为d2，高度为h1，其中d1与d2的比值为1/2～2/3，且高度h1与长径d2数值相近。

设定第一层蝶形转盘26的内径为d3，高度为h3，第二层蝶形转盘28的内径为d4，高度为h4，依此类推；杯状容器24的容量及其第一驱动装置33的性能决定了单位时间内能够处理物料溶液的量，优选体积为5～10ml。理论上，d3越长/h3越高时，转盘旋转过程中，抖动越加剧；d3越短/h3越矮时，杯状容器24以高速旋转时，微滴与外侧转盘的撞击点越靠近转盘边缘或飞出转盘边缘，影响微滴的下一次撞击分散。故优选h3/h1比值范围2.5～3.0，d3/h3比值范围1.5～2.0。当第二层碟形转盘d4/h4设定比值比d3/h3更小时，可以加强二次撞击分散效果，同时增加相邻碟形转盘表面的垂直距离l，可以降低h4高度。故外侧碟形转盘的关键参数范围可以更宽以达到想要的分散效果及目标粒径，依次类推。

实施例2：

如图4所示，一种用于制造微球的设备，所述设备包括主罐体23和实施例1所述的用于将液体物料产生微滴的转盘装置，所述转盘装置的底部通过支撑附属结构39安装在主罐体23内；

所述主罐体23为倒锥形不锈钢且能承受正压的双层罐体，在罐体的侧壁上安装有可调节温度的第一温控元件40。第一温控元件40可以是主罐体23夹套层外置控温水浴。

主罐体23最小内径优选在80cm以上，当最长径碟形转盘以最高旋转速度旋转时，飞出的微滴不接触主罐体23内壁。通过调节转盘的转速或增加外侧碟形转盘的数量可以获得任意目标粒径。

主罐体23的上游包括样品制备装置、供液装置和用于更新主罐体气体组成的气流装置。

所述的样品制备装置包括储液罐16，储液罐16内置有搅拌装置13，所述搅拌装置13可以是机械搅拌或超声搅拌或其它形式的搅拌；储液罐16外壁设有第二温控元件17，第二温控元件17可以是储液罐16夹套层外置控温水浴；供液装置包括连接储液装置与主罐体23的流体管路、设于流体管路上的开关阀19和流体泵20，流体管路的末端为供液口22，供液口22没有具体限制，优选布置在杯状容器24正上方，将物料溶液匀速加至杯状容器24。

所述的气流装置包括与第一样品收集室43相连的第一送风装置45、位于主罐体23顶部提供单向气流的第二送风装置51以及排风装置57，所述第二送风装置51的末端设有与主罐体23相连的气体导入口54，所述排风装置57的开口处设有与主罐体23相连的气体导出口55。第一送风装置45和第二送风装置51采用的气体可以是氮气，空气或其他惰性气体。

第一样品收集室43与第一送风装置45相连的气体管路上设置有第一过滤器46，第二送风装置51与气体导入口54相连的气体管路上设置有第二过滤器52，排风装置57与气体导出口55相连的气体管路上设置有第三过滤器56。三个过滤器为无菌过滤器。

第一样品收集室43为三通立方形容器，第二样品收集室60为两通倒锥形容器。所述第一样品收集室43和第二样品收集室60的材质为微球不挂壁材质。全部的微球产品可以在第二样品收集室60富集，在其下方出口收集。

气流装置提供气流的温度和强度可以控制，气流温度与主罐体23温度保持一致，气体导入口54与杯状容器24的优选垂直高度在20cm以上，气流强度应不干扰微滴运行路线。

主罐体23的下游包括用于收集微球的收集装置、干燥装置71和用于将收集装置收集到的微球传输到干燥装置的传输装置63。

所述的收集装置至少包括位于主罐体23窄口端的第一样品收集室43和用于富集样品的第二样品收集室60，两个收集室之间的物料传输通过转运设备完成，所述收集室的形状包括但不限于立方体、椎体或梯形，转运设备采用气流传输、传送带床送、管道传送、料斗转移等形式，但不限于此。

在微滴形成过程中，供液装置通过供液口22不断将物料溶液供入杯状容器24，第一驱动装置33高速旋转产生的离心力使杯状容器24中的物料溶液越过杯口，飞向外侧反向高速旋转的第一层碟形转盘26，撞击其表面分散成微滴，微滴在反向离心力作用下继续移向转盘边缘并飞出转盘，撞击第二层碟形转盘28分散成更细小的微滴，经过多次撞击分散获得具有目标粒径的微滴。最后，微滴移向最长径的碟形转盘边缘飞出转盘，在温度可控的主罐体23中固化形成微球，在第一样品收集室43及第二样品收集室60收集干燥的微球产品。

优选地，第一驱动装置33线速度范围为10～150m/s，第二驱动装置34转速50～250m/s，此后每一更外侧碟形转盘的驱动转速均不超过250m/s。

由于碟形转盘的表面性质影响微滴的运动路线，理论上可以采用任何材质制备，规格符合即可，但需要抛光成镜面，优选材质为不锈钢。杯状容器24及外侧碟形转盘组均具有光滑的外周边缘。

杯状容器24与外侧碟形转盘可以以同向或反向旋转，若二者以反方向旋转、每相邻两个碟形转盘均以反方向旋转，这种旋转方式能够提供足够的加速度将液滴迅速撞碎至目标粒径(图4)。此外，杯状容器24可处理不同状态的物料溶液，包括均匀分散的溶液，悬浮液或乳液，还可通过加热杯状容器处理高粘稠物料，使之熔融并成球。

下面描述使用上述实施例2的设备来制备微球。

本发明所述的plga末端可以为酯基，也可以为羧基。本发明所使用的plga购于evonik。

本发明所述油相粘度检测采用lvdv-ii+pro可编程控制式流变仪(brookfield)在20℃条件下测定。

以下通过具体实施例，对本发明做进一步阐述，所列实施例并非用于限制本发明。

实施例3：

⑴称取40g利培酮，溶解在二氯甲烷1中，称取60gplga(mw12×10⁴)溶解在二氯甲烷2中，二氯甲烷1与二氯甲烷2体积比为25：75，分别溶解后搅拌混合15min，得到的均相溶液终粘度为335cp；

⑵将步骤⑴所述的均相溶液经供液口(供液速度10ml/min)供入杯状容器，调节转动驱动装置，设置杯状容器转速为40m/s，第一层碟形转盘转速为80m/s，第二层碟形转盘转速为120m/s，在离心力作用下，杯状容器中的料液越过杯口，撞击反方向运行的第一层碟形转盘表面分散成微滴，形成的微滴继续撞击反方向运行的第二层碟形转盘，经过两次分散后，微滴飞出转盘，在温度(固化温度设置为25℃)和气流作用下，有机溶剂不断挥发，利培酮在微球内部析出结晶，固化后的微球由装置底部的收集室收集。

实施例4：

⑴称取40g利培酮，溶解在乙醇溶剂中，称取60gplga(mw8×10⁴)溶解在二氯甲烷溶剂中，乙醇与二氯甲烷体积比为25：75，分别溶解后搅拌混合60min，得到的均相溶液终粘度为166cp；

⑵将步骤⑴所述的均相溶液经供液口(供液速度5ml/min)供入杯状容器，调节转动驱动装置，设置杯状容器转速为30m/s，第一层碟形转盘转速为60m/s，第二层碟形转盘转速为80m/s，在离心力作用下，杯状容器中的料液越过杯口，撞击反方向运行的第一层碟形转盘表面分散成微滴，形成的微滴继续撞击反方向运行的第二层碟形转盘，经过两次分散后，微滴飞出转盘，在温度(固化温度设置为25℃)和气流作用下，有机溶剂不断挥发，利培酮在微球内部析出结晶，固化后的微球由装置底部的收集室收集。

实施例5：

采用粒度分析仪(mastersizer2000)对实施例3-4微球样品进行粒度分布分析，选择湿法测定，介质选用0.1％tween80溶液。

微球粒径检测结果显示，本发明提供的实施方法可获得不同粒度范围，且粒度分布集中，均一性好。

表1微球粒度分布结果

实施例6：

采用hplc(agilent)对实施例3-4微球样品进行载药量和包封率测定。样品制备方法为：精密称取干燥后的微球10mg，加入2ml乙腈充分溶解，过0.22μmpvdf滤膜，hplc在274nm处检测利培酮峰面积，根据标准曲线计算药物含量。其中：

载药量(％)＝实际微球药物含量/微球质量×100％

包封率(％)＝实际微球药物含量/理论微球药物含量×100％

微球包封率结果显示，本发明提供的实施方法微球包封率均在96％以上。

表2微球载药量及包封率结果

实施例7：

采用气相色谱(shimadzu,gc-2014c)对实施例3-4微球样品的残留溶剂进行测定。

表3残留溶剂结果

实施例8：

采用fda指南推荐的体外释放介质进行利培酮微球体外释放测定。体外释放液(20l)配制方法为：

称量40g叠氮钠加入760g去离子水中；

称量18.76kg去离子水加入20l的容器中；

添加200g1mhepes缓冲液到上述容器中；

称量116g氯化钠加入1kg去离子水中；

添加氯化钠溶液到上述容器中；

添加80ml叠氮钠溶液到上述容器中；

添加4mltween20到上述容器中；

用hcl调节ph至7.4±0.1；

渗透压保持在200±20mosm。

称量20mg利培酮微球，分散在50ml上述体外释放液中，37℃静置，定点取样，进行hplc检测。对比例1采用目前临床上使用的注射用利培酮制剂risperidal(中文名：恒德)，由alkermes公司开发，于2002年8月上市。实施例3-4及对比例1的微球体外释放曲线如图5所示。与对比例1中risperidal相比，本发明实施例获得利培酮微球缓释效果更好，无前期迟滞期，后期释放平稳，临床用药无需前期口服利培酮片剂。

实施例9：

采用光学显微镜对微球样品进行形态学观察，结果如图6-7所示，实施例3-4制备的利培酮微球表面圆整，分散度较高，微球之间无黏连。

对比例1risperidal制备工艺

⑴称量40g利培酮，溶解在苯甲醇溶剂中，称取60gplga(mw12×10⁴)溶解在二氯甲烷溶剂中，苯甲醇与二氯甲烷体积比为1：3，分别溶解后搅拌混合15min，得到均相溶液。

⑵配制1％pva水溶液，加入乙酸乙酯使之达到饱和状态。

⑶配制25kg2.0％乙酸乙酯水溶液，降温至6℃。

⑷采用静态混合器混合上述油相⑴和水相⑶，形成的粗乳泵入冷浸液⑶中，250rpm条件下抽提4h。

⑸收集微球，水溶液冲洗，真空干燥。

⑹25％乙醇溶液洗涤干燥后的微球，250rpm条件下洗涤4h。

⑺收集微球，水溶液冲洗，真空干燥。

微球的载药量为35.8％，包封率为79.6％。

与对比例1(溶剂萃取法)相比，本发明能够准确控制微球粒度分布，无需过筛去除>150μm微球，将有机溶剂残留总量(苯甲醇0.7％，乙酸乙酯0.05％，乙醇0.1％)降低至0.05％以下，收率从62％提升至93％，包封率从89％提升至97％。

本发明批处理量可以从传统工艺的(500g，3000支)几千支至少提高至(2000g，2.4万支)上万支，本发明的提供的实施方法更适合于大规模工业化生产。

以上实施例并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求的前提下还存在其它变型。