专利名称：一种漂浮－生物粘附协同型微粒的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种制备胃内漂浮-生物粘附协同型微粒制剂的方法，其采用水中干燥-乳化/内部凝胶化耦合技术，制备微粒的原材料是广泛用于药学研究和应用领域的、具有良好的生物相容性的生物材料乙基纤维素、海藻酸钠、壳聚糖。这种漂浮-生物粘附协同型微粒可用于运载胃内发挥作用的水微溶或水不溶小分子药物，也可用于运载胃部吸收的许多酸性药物以及在十二指肠以上消化道部位吸收的药物。该制剂能显著延长药物在胃内的滞留时间，提高药物的生物利用度。
背景技术：
传统的口服缓(控)释给药系统，给药后释放其所载的药物到胃肠道中，并随着胃排空和肠道的蠕动，在体内经历着变迁过程。但是，如果药物的吸收仅在胃肠道的特定部位进行或主要在某一区段进行(例如在胃内或小肠的上段)，那么这种控释药物输送系统，在胃内及小肠内滞留时间较短(一般在1-2h)，因而吸收时间相对较短，生物利用度低，难以实现其预期的治疗目的。胃内滞留制剂是一类能延长药物在胃内的滞留时间(一般大于4h)，从而延长药物在整个胃肠道的转运，促进药物的吸收，提高药物的生物利用度的新型制剂[文献1.Jaspreet K，Kaustubh T，Sanjay G.Bioadhesive microspheres as a controlled drugdelivery system.Int.J.Pharm，2003，25513-32]；该制剂能降低给药频率，方便给药，为解决药物生物利用度低这一问题提供了一个新途径。
胃内滞留制剂主要分为以下几种漂浮型、生物粘附型及漂浮-生物粘附协同型。剂型主要有片剂、胶囊、微球等。其中漂浮-生物粘附协同型微球(微粒)以多个微小单位存在，比表面积增大，生物粘附面积增大，并且呈漂浮状态的小单位按概率分布，增加了漂浮的机会，显著延长药物在胃肠道的转运时间。
目前制备漂浮-生物粘附协同型微球(微粒)的方法和使用的材料[文献2.黄静琳，陆锦芳.甲硝唑生物粘附微球的体外释药及其粘附性.药学学报.2002，37(3)226-228；文献3.Akiyama Y，Nagahara N，Kashihara T，et al.In vitro and in vivoevaluation of mucoadhesive microspheres prepared for the gastrointestinal tract usingpolyglycerol esters of fatty acids and a poly(acrylic acid)derivative.Pharm Res，1995，12(3)397-405；文献4.Umamaheswari RB，Jain S，Tripathi PK，Agrawal GP，Jain NK.Floating-bioadhesive microspheres containing acetohydroxamic acid for clearance ofHelicobacter pylori.Drug Delivery，2002，9223-231；文献5.Lehr CM，Bbounstra JA，Tukker J，et al.Intestinal transit of bioadhesive microspheres in an situ loop in the rat-acomparative study with copolymers and blends and based on poly(acrylic acid).JControl Release，1990，1351-62；文献6.Yasunori M，Kanako O，Shigeru Y，et al.Invitro and in vivo evaluation of mucoadhesive microspheres consisting of dextranderivatives and cellulose acetate butyrate.Int.J.Pharm，2003，25821-29；文献7.JianW，Yasuhiko T，Dianzhou B，et al.Evaluation of gastric mucoadhesive properties ofaminated gelatin microspheres.J Control Release，2001，73223-231]有1、分散型微球(微粒)，以卡波姆作为生物粘附材料，将其分散在乙基纤维素有机溶剂中，采用油中干燥法制备乙基纤维素生物粘附微球。因卡波姆在水中溶胀，不能采用水中干燥法制备微球，故所需时间较长，温度较高；同时卡波姆含量大，虽能提高生物粘附性能，但同时降低制剂的漂浮能力。2、包衣型微球(微粒)，将制备好的微球，外用生物粘附材料对其表面进行包衣或修饰。常用的包衣材料有卡波姆、羟丙基纤维素、丙烯酸树脂Eudragit S等，这些材料在微球表面形成凝胶层，但是在胃肠道转运过程中，遇胃液有时会过度吸水溶胀，易与微球脱落，从而使药物过早释放，并且粘附性能下降。引入戊二醛等交联剂，虽然能在一定程度上控制凝胶层的过度吸水溶胀现象，但是交联剂对机体产生一定的毒性，有时与药物发生反应，降低了药效。
发明内容
本发明提供一种制备胃内漂浮-生物粘附协同型微粒制剂的方法。其原理是先以乙基纤维素为基质制备疏水性漂浮微球，然后包衣海藻酸钠、壳聚糖生物粘附材料，通过提高制剂在胃内的漂浮性能及生物粘附性能，显著延长药物在胃内的滞留时间，提高药物的生物利用度。
本发明的技术方案为一种胃内漂浮-生物粘附协同型微粒的制备方法，先以水中干燥体系制备乙基纤维素漂浮微球，然后在乳化体系中用海藻酸钠包衣，最后把海藻酸钠-乙基纤维素微粒分散在壳聚糖溶液中发生离子凝胶化，形成壳聚糖膜，制得漂浮-生物粘附微粒。
具体步骤如下(1)针对油中干燥法采用的分散体系是液体石蜡为分散介质和Span 80为表面活性剂，得到的微球的清洗过程繁琐，因此，本发明采用新的分散体系即水为分散介质和聚乙烯醇(PVA)为表面活性剂，将药物和乙基纤维素溶于二氯甲烷等溶剂中，以水中干燥法制备了球形度较好的乙基纤维素微球。
具体为以二氯甲烷、氯仿、四氯化碳或正己烷等作为溶剂的重量浓度为1～15％(w/v)的乙基纤维素溶液作为分散相(O)，重量浓度0.5～10％(w/v)聚乙烯醇(PVA)或0.01％-0.2％(w/v)十二烷基磺酸钠的水溶液作为连续相(W)，将分散相分散到连续相中，O/W体积比为1∶40～1∶10，温度控制在20～40℃，在600～1200rpm的转速下搅拌2～5h，制备出不同粒径(50～200μm)的乙基纤维素微球。
(2)再以海藻酸钠作为包衣材料，将干燥的乙基纤维素微球分散在海藻酸钠溶液中，采用乳化/内部凝胶化法制备海藻酸钙-乙基纤维素微粒。乳化/内部凝胶化方法的原理是将海藻酸钠溶液和难溶性钙盐碳酸钙、乳酸钙、草酸钙颗粒分散到油相的液体石蜡中，在合适的表面活性剂Span 80作用下形成油包水(W/O)型乳状液。然后通过降低体系的pH解离出难溶性钙盐中的钙离子而引发海藻酸钠的凝胶化反应，生成海藻酸钙凝胶珠。
具体为将制备好的乙基纤维素微球及0.05～0.3mol/L难溶钙盐(可为碳酸钙、乳酸钙功草酸钙)均匀分散到重量浓度0.5～3％(w/v)海藻酸钠溶液中，然后将混合液分散到含有重量浓度0.5～2.5％(w/v)司盘80(Span80)或0.5～2.5％(w/v)吐温20(Tween20)的液体石蜡中，水油相体积比在1∶4～1∶10，在600～1200rpm的转速下搅拌15～40min；以冰醋酸为凝胶引发剂调节体系的pH＝3.0～6.5(通常加10～50％(v/v)冰醋酸0.2-10ml即可)，继续搅拌5～20min，即可得到AE微粒(海藻酸钙-乙基纤维素微粒)；乙基纤维素微球与海藻酸钠溶液的质量比为1∶1-4。
(3)为增强海藻酸钙-乙基纤维素微粒的生物粘附性能，采用离子交联法制备壳聚糖-海藻酸钙-乙基纤维素微粒将制备好的AE微粒(海藻酸钙-乙基纤维素微粒)分散在壳聚糖溶液中，振摇反应5～30min，即得壳聚糖-海藻酸钙-乙基纤维素微粒。使用的壳聚糖pH在3.0～6.5之间，重量浓度在0.25～5％之间，温度控制在20～40℃。
本发明的优点为1.本发明制备过程及操作简单，温度低，所需时间短，整体时间约在3-10h，制备的微粒具有漂浮及生物粘附的特点。
2.本发明采用海藻酸钠与钙离子进行离子交联的方法制备微粒，反应条件温和，避免了引入戊二醛等有毒性的交联剂，因此减少毒性，且生物相容性较好，避免使用化学交联剂带来的不良反应。
3.本发明壳聚糖-海藻酸钙-乙基纤维素微粒在pH 5.0的醋酸缓冲液中具有良好的漂浮性能，70％的微粒的飘浮时间大于4h。
4.本发明采用壳聚糖与海藻酸钠进行离子交联，壳聚糖包衣海藻酸钙-乙基纤维素微粒，增强了体系的生物粘附性能，具有较好的体外生物粘附性能，以22ml/min的速度冲洗5min，90％以上的微粒粘附在胃粘膜表面。
图1为本发明海藻酸钙-乙基纤维素微粒的显微镜照片；其中A为海藻酸钙-乙基纤维素微粒×4，B为海藻酸钙-乙基纤维素微粒×10；图2为本发明壳聚糖-海藻酸钙-乙基纤维素微粒的显微镜照片×10；图3为本发明壳聚糖-海藻酸钙-乙基纤维素微粒在pH 5.0的醋酸缓冲液中的飘浮时间曲线。
具体实施例方式
如图1、图2所示，本技术制备的漂浮-生物粘附微粒粒径在150～1000μm，根据不同需要制备出包裹1～6个或更多个乙基纤维素微球的壳聚糖-海藻酸钙-乙基纤维素微粒。
具体实施办法如下实施例1以二氯甲烷为溶剂，浓度4％(w/v)的乙基纤维素溶液作为分散相(O)，以浓度0.5％(w/v)聚乙烯醇(PVA)和浓度0.01％(w/v)十二烷基磺酸钠水溶液作为连续相(W)，O/W比为1∶40，温度控制在20℃，搅拌速度1200rpm，搅拌时间5h，制备出粒径为50～100μm的乙基纤维素微球。将制备好的乙基纤维素微球及0.05mol/L难溶钙盐均匀分散到0.5％(w/v)海藻酸钠溶液中，然后将混合液分散到含有0.5％(w/v)司盘80(Span80)和0.5％(w/v)吐温20(Tween20)的液体石蜡中，水油相体积比在1∶4之间，加10％(v/v)冰醋酸0.2ml，继续搅拌20min，温度控制在20℃，即可得到海藻酸钠-乙基纤维素微粒。将制备好的海藻酸钠-乙基纤维素微粒分散在壳聚糖溶液中，振摇反应5min，即得壳聚糖-海藻酸钠-乙基纤维素微粒，使用的壳聚糖pH在3.0，浓度在0.25％，温度控制在20℃。
实施例2以氯仿为溶剂，浓度15％(w/v)的乙基纤维素溶液作为分散相(O)，以浓度10％(w/v)聚乙烯醇(PVA)和浓度0.2％(w/v)十二烷基磺酸钠水溶液作为连续相(W)，O/W比为1∶10，温度控制在40℃，搅拌速度600rpm，搅拌时间2h，制备出粒径为100～200μm的乙基纤维素微球。将制备好的乙基纤维素微球及0.3mol/L难溶钙盐均匀分散到3％(w/v)海藻酸钠溶液中，然后将混合液分散到含有2.5％(w/v)司盘80(Span80)和2.5％(w/v)吐温20(Tween20)的液体石蜡中，水油相体积比在1∶10之间，加50％(v/v)冰醋酸10ml，继续搅拌5min，温度控制在20℃，即可得到海藻酸钠-乙基纤维素微粒。将制备好的海藻酸钠-乙基纤维素微粒分散在壳聚糖溶液中，振摇反应30min，即得壳聚糖-海藻酸钠-乙基纤维素微粒，使用的壳聚糖pH在6.5，浓度在5％，温度控制在20℃。
实施例3以正己烷为溶剂，浓度1％(w/v)的乙基纤维素溶液作为分散相(O)，以浓度2％(w/v)聚乙烯醇(PVA)和浓度0.1％(w/v)十二烷基磺酸钠水溶液作为连续相(W)，O/W比为1∶6，温度控制在30℃，搅拌速度900rpm，搅拌时间4h，制备出粒径为100～150μm的乙基纤维素微球。将制备好的乙基纤维素微球及0.2mol/L难溶钙盐均匀分散到1.5％(w/v)海藻酸钠溶液中，然后将混合液分散到含有1％(w/v)司盘80(Span80)和1％(w/v)吐温20(Tween20)的液体石蜡中，水油相体积比在1∶6之间，加30％(v/v)冰醋酸5ml，继续搅拌15min，温度控制在30℃，即可得到海藻酸钠-乙基纤维素微粒。将制备好的海藻酸钠-乙基纤维素微粒分散在壳聚糖溶液中，振摇反应15min，即得壳聚糖-海藻酸钠-乙基纤维素微粒，使用的壳聚糖pH在5.0，浓度在2.5％，温度控制在30℃。
本发明实施效果1、体外模拟壳聚糖-海藻酸钙-乙基纤维素微粒在pH 5.0的醋酸缓冲液中的飘浮情况，基本反映壳聚糖-海藻酸钙-乙基纤维素微粒在胃内的飘浮，漂浮时间越长，药物在体内滞留时间越长，越利于药物的吸收。如图3中曲线所示。
2、体外考察壳聚糖-海藻酸钙-乙基纤维素微粒在胃粘膜组织的残留量，微粒在胃粘膜组织的残留量越多，药物在粘膜的浓度越高。如表1。
表1不同微粒在离体大鼠胃粘膜上的滞留率
实验条件为将禁食供水饲养24h后的大鼠随机分为3组，处死后取胃，平铺于载物台上。分别取乙基纤维素微球、海藻酸钠-乙基纤维素微粒及壳聚糖-海藻酸钠-乙基纤维素微粒各100粒，均匀撒在胃粘膜表面，置于饱和氯化钠溶液的密闭容器中，保湿20min后取出，使载物台呈45°斜角放置。用pH5醋酸缓冲液以22ml·min-1冲洗5min，记录淋洗后分别保留在胃粘膜组织上的微粒个数，获取滞留百分率。
权利要求
1.一种漂浮-生物粘附协同型微粒的制备方法，其特征在于先以水中干燥体系制备乙基纤维素漂浮微球，然后在乳化体系中用海藻酸钠包衣，最后把海藻酸钠-乙基纤维素微粒分散在壳聚糖溶液中发生离子凝胶化，形成壳聚糖膜，制得漂浮-生物粘附微粒。
2.按照权利要求1所述漂浮-生物粘附协同型微粒的制备方法，其特征在于所述水中干燥体系是，以二氯甲烷、氯仿、四氯化碳或正己烷等作为溶剂的重量浓度为1～15％的乙基纤维素溶液作为分散相，重量浓度0.5～10％聚乙烯醇或0.01％-0.2％十二烷基磺酸钠的水溶液作为连续相，分散相与连续相的体积比为1∶40～1∶10，制备出乙基纤维素微球。
3.按照权利要求1所述漂浮-生物粘附协同型微粒的制备方法，其特征在于所述乳化体系是，将制备好的乙基纤维素微球及0.05～0.1mol/L难溶钙盐均匀分散到重量浓度0.5～3％海藻酸钠溶液中，然后将混合液分散到含有重量浓度0.5～2.5％司盘80或0.5～2.5％吐温20的液体石蜡中，水油相体积比在1∶4～1∶10，以冰醋酸为凝胶引发剂调节体系的pH＝4.0～6.5，继续搅拌5～20min，即可得到海藻酸钠-乙基纤维素微粒；乙基纤维素微球与海藻酸钠溶液的质量比为1∶1-4。
4.按照权利要求3所述漂浮-生物粘附协同型微粒的制备方法，其特征在于所述难溶钙盐为碳酸钙、乳酸钙或草酸钙。
5.按照权利要求1所述漂浮-生物粘附协同型微粒的制备方法，其特征在于所述离子凝胶化是，将制备好的海藻酸钠-乙基纤维素微粒分散在壳聚糖水溶液中，振摇反应5～30min，即得壳聚糖-海藻酸钠-乙基纤维素微粒，使用的壳聚糖pH为3.0～6.5，重量浓度为0.25～5％。
6.按照权利要求1所述漂浮-生物粘附协同型微粒的制备方法，其特征在于所述反应过程温度控制在20～40℃。
全文摘要
本发明涉及一种漂浮－生物粘附协同型微粒的制备方法，先以水中干燥体系制备乙基纤维素漂浮微球，然后在乳化体系中用海藻酸钠包衣，最后把海藻酸钠－乙基纤维素微粒分散在壳聚糖溶液中发生离子凝胶化，形成壳聚糖膜，制得漂浮－生物粘附微粒。本发明制备微粒的原材料是广泛用于药学研究和应用领域的、具有良好的生物相容性的生物材料乙基纤维素、海藻酸钠、壳聚糖。这种漂浮－生物粘附协同型微粒可用于运载胃内发挥作用的水微溶或水不溶小分子药物，也可用于运载胃部吸收的许多酸性药物以及在十二指肠以上消化道部位吸收的药物。该制剂能显著延长药物在胃内的滞留时间，提高药物的生物利用度。
文档编号A61K47/38GK1891208SQ200510046818
公开日2007年1月10日 申请日期2005年7月6日 优先权日2005年7月6日
发明者马小军, 郑建华, 刘朝武, 包德才, 于炜婷 申请人:中国科学院大连化学物理研究所