一种用于肺部给药的中空载药微球及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于药物领域，具体涉及一种用于肺部给药的中空载药微球及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前，载药微球在新型药物制剂中占有非常重要的地位，它是指药物分散或被吸附在高分子材料中形成的微小球形体，微球直径一般为1-500 μ m(通常为5-250 μ m)。根据给药途径的不同可分为注射给药、口服给药、肺部给药以及皮肤给药等。与其他给药途径相t匕，肺部给药由于其具有吸收面积大(约为140m2)，吸收部位血流丰富，能避免肝脏的首过效应，酶活性较低，上皮屏障薄及膜透过性高(膜厚度仅为0.1-0.2 μ m)等优点，对肺部疾病的治疗乃至全身给药具有重要的意义。然而，肺部给药技术的难点在于如何实现药物在肺部的有效沉积以及药物的可控释放。
[0003]在确保载药微球在肺部有效沉积方面，国内外的研究者为此尝试了很多方法。中国专利(公开号CN101361716A)采用搅拌-溶剂挥发法制备出的载药微球，其粒径分布较宽，因为粒径不均一势必造成制备重复性和治疗重复性差的问题，难以应用于临床。而中国专利(CN1813684A)制备纳米载药技术虽然可以使粒径分布变窄，然而应用于肺部时颗粒间容易发生聚集被肺泡巨嗷细胞吞嗷。为了克服上述问题，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.)制备了大孔载药微球，由于其具有较低的颗粒密度和较大的颗粒体积，因而可有效地提高药物颗粒的气雾性和肺内的停留时间。然而微球上的大孔会加大突释现象的发生，同时药物的包封率降低，药物易流失。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的微球都无法长期沉积在肺泡表面进而发挥药效。
[0004]且药物的控制释放也是限制肺部给药微球应用的重要问题，选择有一定亲水性的聚合物材料不仅可以提高药物的生物利用度，同时还可提高微球与肺泡表面的附着。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种用于肺部给药的中空载药微球及其制备方法。
[0006]本发明所提供的用于肺部给药的中空载药微球，是按照包括下述步骤的方法制备得到的:
[0007]I)将药物溶于水中，形成内水相W1 ；
[0008]2)将生物可降解聚合物材料溶于有机溶剂中，形成油相O ;
[0009]3)将所述内水相W1加入到所述油相O中，乳化，形成W1A)乳液；
[0010]4)将所述W/0乳液加入到含有稳定剂的外水相W2中，形成W1ZWW2预乳液；
[0011 ] 5)将所述Wi/0/%预乳液通过微孔膜乳化，得到Wi/0/%乳液；
[0012]6)将所述W1AVW2乳液中油相中的有机溶剂去除，使油相固化，再经洗涤和冷冻干燥，得到中空载药微球。
[0013]上述方法步骤I)中，所述药物为水溶性的大分子药物，所述水溶性的药物具体可为:多肽、蛋白质、多糖、核酸和疫苗。
[0014]上述方法步骤2)中，所述生物可降解聚合物材料选自下述至少一种:聚乳酸、聚(乳酸-羟基乙酸)、聚酸酐、聚己内酯、以及上述至少一种聚合物与聚乙二醇共聚得到的两亲性聚合材料。其中，所述聚酸酐具体可为聚癸二酸酐、聚己二酸酐和聚[1，3_双(对羧基苯氧基)丙烷和癸二酸共聚物]。
[0015]上述生物可降解聚合物的分子量为I万一 5万。
[0016]所述生物可降解聚合物材料具体可为:分子量为I万的聚乳酸、分子量为3万的聚(乳酸-羟基乙酸)、分子量为I万的聚癸二酸酐、分子量为3.8万的聚(乳酸-羟基乙酸)与聚乙二醇的共聚物、分子量为5万的聚己内酯、分子量为4.5万的聚乳酸与聚乙二醇的共聚物、分子量为5万的聚(乳酸-羟基乙酸)与聚乙二醇的共聚物、分子量为4.5万的聚己内酯和分子量为3.5的聚(乳酸-羟基乙酸)与聚乙二醇的共聚物。
[0017]所述有机溶剂选自下述至少一种:二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯和丙酮。
[0018]上述方法步骤3)中，内水相W1和油相O的体积比为1:5_15，具体可为1:5、1:7、1:8、1:10 和 1:15。
[0019]所述内水相W1中的药物和所述油相O中生物可降解聚合物材料的质量比为1:6.25-50，具体可为 I:6.25、1:10、1:12.5、1:15、1:20、1:25、1:40 和 1:50。
[0020]上述方法步骤3)中，所述乳化通过对得到的内水相W1和油相O组成的体系进行机械搅拌而实现，所述机械搅拌的条件为:8000-12000rpm搅拌l_5min。
[0021]上述方法步骤4)中，所述稳定剂选自下述至少一种:聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、明胶和十二烷基磺酸钠。
[0022]所述稳定剂在所述外水相W2中的质量浓度为0.1wt % -5wt % ;优选为
0.5wt % -2wt %,更优选为 Iwt %。
[0023]所述W1A)乳液与所述外水相W2的体积比为6 — 16:30 — 120。
[0024]上述方法步骤5)中，所述微孔膜的孔径为2.8 μ m-8 μ m，具体可为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为所述膜乳化的压力为:100kPa - 150kPa，所述膜乳化的温度为:0°C — 30°C。
[0025]上述方法步骤6)中，从所述W1AVW2乳液中去除油相中的有机溶剂的方法选自下述至少一种:溶剂挥发法和溶剂萃取法，优选为溶剂挥发法。
[0026]所述溶剂挥发法可在搅拌或静置下进行；所述搅拌的条件为50 - 500rpm搅拌3 - 12h0
[0027]通过上述方法制备得到的用于肺部给药的中空载药微球也属于本发明的保护范围。
[0028]所述用于肺部给药的中空载药微球的粒径分布在0.5-5 μ m之间，且粒径可调。
[0029]所述用于肺部给药的中空载药微球在保证药物粉末进入肺泡的同时，又能极大提高载药微球的包封率，最大包封率为82%，能持续释放5小时-30天。这种微球结构尤其适用于蛋白、核酸等价格较高的药物的微胶囊化。
[0030]本发明提供的用于肺部给药的中空载药微球首次将粒径分布窄、粒径可控的制备方法用于肺部给药的制备中。其中的膜乳化技术保证了载药微球的粒径可控以及窄的粒径分布。
[0031]所制备的产品由于表面没有多孔结构，因此能获得较高的载药量。通过控制微球聚合物材料的分子量和油相浓度可控制微球的降解速率。
[0032]本发明所述的制备方法与现有用于肺部给药微球的制备技术相比，具有以下优占-
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[0033]本发明制备效率较高，由于采用膜乳化设备进行乳化，因而所得产品的粒径可以控制在0.5-5 μ m范围内，避免了采用传统的通过筛选获得适宜尺寸微球的不足。
[0034]本发明提供了一种用于肺部给药的中空载药微球，其粒径分布在0.5-5 μ m之间，载药量为1% -13%，包封率为50% _82%，采用具有良好的生物相容性，能够瞬间释放或者持续释放5小时-30天，因而可减少药物用量和副作用。
[0035]本发明针对目前肺部给药微球在肺部沉积效率低，载药量低和药物控制释放等问题，发明了一种尺寸适用于肺部给药的中空载药微球的方法，该方法制备的产品具有很高的一致性，同时操作方法及条件简单，工艺稳定，重复性高，易于工业化生产。采用两亲性嵌段聚合物可提高药物装载、释放过程的生物相容性减少药物的副作用。
【附图说明】
[0036]图1为实施例1制备的微球的电镜图。
[0037]图2为实施例1制备的微球的粒径分布图。
[0038]图3为实施例2制备的微球的电镜图。
[0039]图4为实施例2制备的微球的粒径分布图。
[0040]图5为实施例3制备的微球的电镜图。
[0041]图6为实施例3制备的微球的粒径分布图。
[0042]图7为实施例4制备的微球的电镜图。
[0043]图8为实施例4制备的微球的粒径分布图。
[0044]图9为实施例5制备的微球的电镜图。
[0045]图10为实施例5制备的微球的粒径分布图。
[0046]图11为实施例6制备的微球的电镜图。
[0047]图12为实施例6制备的微球的粒径分布图。
[0048]图13为实施例7制备的微球的电镜图。
[0049]图14为实施例7制备的微球的粒径分布图。
[0050]图15为实施例8制备的微球的电镜图。
[0051]图16为实施例8制备的微球的粒径分布图。
[0052]图17为实施例9制备的微球的电镜图。
[0053]图18为实施例9制备的微球的粒径分布图。
[0054]图19为实施例10中载药微球的体外释放曲线。
[0055]图20为对比例制备的微球的电镜图。
[0056]图21为对比例制备的微球的粒径分布图。
【具体实施方式】
[0057]下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。
[0058]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、生物材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0059]下述实施例中，按照下述方法进行载药量和包封率的测定:
[0060]称量10mg下述实施例中的载药微球，溶于ImL lmol/L的氢氧化钠中，待微球完全溶解后，采用BCA蛋白浓度测定法，在560nm波长下测定其紫外吸收峰。其中，载药量=微球中所含药物量/微球的总量；包封率=系统中包封的药物量/系统中包封与未包封的总药量。
[0061]实施例1
[0062]将0.50g的分子量为I万的聚乳酸溶于5ml三氯甲烷中，并加入Iml含有0.0lg牛血清白蛋白(用于模拟蛋白药物)的水溶液，机械搅拌SOOOrpm搅拌lmin，将该乳液加入到40ml的5被％的明胶水溶液中，再将该乳液通过5.3μπι的微孔膜装置，得到最终乳液，再将乳液在室温下搅拌6h除去油相溶剂，最后经洗涤、干燥即可得到产品。其载药量为1.2%，包封率为60%。
[0063]其扫描电子显微镜照片如图1，粒径分布如图2。
[0064]由图1可以看出，所得的空心载药微球球形度较好。
[0065]由图2可知，微球粒径在1-5 μ m之间。
[0066]实施例2
[0067]将0.40g的分子量为3万的聚(乳酸-羟基乙酸)溶于6ml乙酸乙酯中，并加入
0.4ml含有0