一种载药复合微球及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种载药复合微球及其制备方法，该载药复合微球包括载药芯核微球和聚酯涂层两部分；所述载药芯核微球主要是由质聚酯类高分子聚合物基体、无机原料成份以及所载药物构成。载药芯核微球质量分数占2~80%；载药率为0.0002~15%。其制备方法包括制备载药芯核微球以及制备聚酯涂层。本发明的载药复合微球用于治疗骨质疏松，进行局部给药，可达到长期稳定缓释的功效，有效延长药物治疗周期，避免多次注射补药。
【专利说明】一种载药复合微球及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生物医用材料领域。更确切地说，本发明涉及一种载药复合微球及其制备方法。
【背景技术】
[0002]骨质疏松症是最常见的代谢性骨病，其引起的骨折发病率居高不下。目前全世界大约有2亿人患骨质疏松症，其发病率已跃居世界各种常见病的第7位。其中，50-69岁女性的发病率高于50%，而同龄的男性为27.51%。据统计，美国绝经后妇女25%将发生骨质疏松性骨折，而60岁后，妇女年龄每增加5岁，骨折发生率增加I倍。骨质疏松症所致的骨量明显减少，这大大增加了骨修复难度。在我国，2006年统计表明，我国50岁以上人群中约6944万人患有原发性骨质疏松症，男女发病比例约1:8，每年我国新增患者近700万人之多，超过一半的患者发生骨折后无法完全愈合。骨质疏松症已被全世界公认为严重的社会公共健康问题。 [0003]目前，骨质疏松症的治疗方法主要包括:外部手术固定、骨材料填充和抗骨质疏松药物三种方法，但由于局部骨量下降和进一步的骨吸收，前两种方法很难达到持久、有效的骨愈合，临床疗效不佳。
[0004]例如，抗骨质疏松药物中，胰岛素样生长因子-1(IGF-1)是调节骨代谢和骨重塑过程的一种重要的细胞因子，与促进骨再生和维持骨密度密切相关。补充老年人血清及骨组织中IGF-1含量成为预防和治疗骨质疏松症的新途径。然而IGF-1在体内的代谢周期短，需要定时体外注射，且不易维持稳定的局部有效浓度。学者研究证实，以IGF-1治疗骨质疏松病具有长期性，至少需在I年多的治疗期内保持其有效浓度，长期体外注射，不仅给患者造成痛苦，给治疗造成极大不便；而且无法长期保持IGF-1的局部有效浓度，治疗效果也受到限制。
【发明内容】
[0005]本发明解决的技术问题在于提供一种载药复合微球，解决现有技术中药物作用周期短，无法长期维持稳定的有效浓度，治疗不便利及治疗效果不佳等问题。
[0006]本发明解决的另一技术问题在于提供所述载药复合微球的制备方法。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案:提供一种载药复合微球，包括载药芯核微球和以及包覆所述载药芯核微球表面的聚酯涂层；所述载药芯核微球主要是由质聚酯类高分子聚合物基体、无机原料成份以及所载药物构成。
[0008]优选地，所述载药芯核微球中聚酯类高分子聚合物基体质量百分数为30-99%，无机原料成份的质量百分数为0.001-65%，所载药物成分占芯核微球质量的0.0002~15%。
[0009]优选地，所述聚酯涂层质量百分数2(T98% ;所述聚酯类高分子聚合物基体选自聚乳酸、聚羟基乙酸、乳酸-羟基乙酸共聚物、聚羟基脂肪酸酯、聚己内酯中至少一种；所述无机物原料成份选自羟基磷灰石、磷酸三钙、生物玻璃中至少一种；所载药物选自亲水性的胰岛素样生长因子-1、骨形态发生蛋白、血管内皮生长因子、表皮生长因子、抗菌剂中至少一种。
[0010]优选地，所述聚酯涂层材质选自聚丙烯酸酯、聚己内酯、聚羟基脂肪酸酯中至少一种。
[0011]为解决上述技术问题，本发明采取的又一技术方案:制备载药复合微球的方法，包括:
步骤1:采用溶液乳化法制备载药芯核微球；以及 步骤2:采用溶液乳化法制备聚酯涂层；
进一步地，所述步骤I具体包括:
1)提供药物溶液，溶质为所载药物；
2)将所述无机原料分散于药物溶液中形成悬浮液；
3)提供所述聚酯类高分子聚合物基体的有机溶液，并将所述悬浮液加入至该有机溶液中进行乳化形成内乳液；
4)制备表面活性剂的水溶液获得外水相；以及
5)将所述内乳液加入外水相进行乳化获得复乳液，分离出所述载药芯核微球。
[0012]进一步地，步骤I所述提供药物溶液是将待载药物溶解于纯水或磷酸缓冲液或酸性溶液中制备药物溶液；形成所述聚酯类高分子聚合物基体的有机溶液所用有机溶剂是选自二氯甲烷、三氯甲烷和乙酸乙酯中至少一种；所述表面活性剂为吐温系列、司盘系列或聚乙烯醇中的至少一种。
[0013]优选地，步骤I所述药物溶液质量百分数浓度为0.0OOOOf 15% ;将0.r35mg的所述无机物原料均匀分散于该药物溶液中形成悬浮液；将悬浮液加入到5~10mL、浓度为ri00mg/mL的所述聚酯类高分子聚合物基体的有机溶液中乳化形成内乳液；将所述内乳液加入到200mL的体积百分浓度0.5^5%的表面活性剂水溶液的外水相中进行乳化获得复乳液。
[0014]进一步地，所述步骤2具体包括:
a)将所述载药芯核微球加入到聚酯的有机溶液中形成混合液；
b)将所述混合液加入到混有表面活性剂的液体石蜡中进行搅拌反应，经分离后获得带聚酯涂层的载药复合微球。
[0015]进一步地，步骤2中所述聚酯有机溶液所用的有机溶剂选自甲醇、乙腈中至少一种；所述表面活性剂选自吐温系列、聚乙烯醇(PVA)、司盘系列中至少一种。
[0016]步骤2中所述聚酯有机溶液所用的有机溶剂选自甲醇、乙腈中至少一种；所述表面活性剂选自吐温系列、聚乙烯醇(PVA)、司盘系列中至少一种；所述步骤2之a)步中，是按每4(T800mg的载药芯核微球加入到l(T20mL、浓度为2~15%聚酯的有机溶液中，混合均匀形成混合液，步骤2之b)步中是将混合液加入到混有20(T600mL、质量百分数浓度为0.r8%的表面活性剂的液体石蜡中。
[0017]上述技术方案至少具有如下有益效果:
在本发明中，主要通过:一是利用芯核微球基体中无机颗粒物本身的吸附性能及其与有机高分子界面的吸附性能制备高载药率的复合微球，二是通过制备聚酯涂层形成的包覆和阻隔作用达到延缓 内部药物释放的目的；使得所载药物达到长期缓释的目标，获得长期缓释IGF-1或其它药物的高载药率载体材料，有效延长药物治疗周期，避免多次注射补药。【具体实施方式】
[0018]本发明实施例涉及一种载药复合微球及其制备方法，用于加载IGF-1或其它药物，以增加药物的作用周期，特别适用于治疗骨质疏松，或其它骨修复或治疗。
[0019]本发明的载药复合微球包括载药芯核微球和聚酯涂层，该聚酯涂层包覆于所述载药芯核微球外层；所述载药芯核微球主要是由质聚酯类高分子聚合物基体、无机原料成份以及所载药物构成。
[0020]在较佳实施例中，载药芯核微球质量分数占2~80%，聚酯涂层质量分数占20-98%。进一步地，所载药物成分占芯核微球质量的0.0002~15%。
[0021]在一较佳实施例中，所述载药芯核微球主要是30-99%聚酯类高分子聚合物基体、0.001-65%无机原料成份以及微球所载药物构成。其中:所述聚酯类高分子聚合物基体选自聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)、乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚己内酯(PCL)等聚酯类高分子聚合物中至少一种；无机物原料成份选自羟基磷灰石(HA)、磷酸三钙(TCP)、生物玻璃(Si02)中至少一种；微球所载药物包括但不限于亲水性的胰岛素样生长因子-1 (IGF-1)、骨形态发生蛋白(BMPs)、血管内皮生长因子(VEGF)、表皮生长因子(EGF)、抗菌剂(如庆大霉素、万古霉素等)。其中骨形态发生蛋白BMPs包括但不限于 BMP-1、BMP-2、BMP-3、BMP-7、BMP-14 等。
[0022]所述涂层材质优选为聚酯类高分子，如聚丙烯酸酯(Eudrugit等)、聚己内酯(PCL)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)中的一种或多种。
[0023]本发明的载药复合微球制备方法包括:
步骤1:制备载药芯核微球
0.0Of 20mg的待载药物溶解于纯水或磷酸缓冲液(PBS)或酸性溶液中制备药物溶液，或直接取用药物溶液，质量百分浓度为0.0OOOOf 15% ;再将0.r35mg的上述无机物原料均匀分散于该药物溶液中形成悬浮液；将悬浮液加入到5~10mL、浓度为f lOOmg/mL的芯核微球聚酯类高分子聚合物基体的有机溶液中，并乳化0.5~lmin，制得内乳液(w/o);提供或制备200mL体积百分浓度为0.5~5%表面活性剂水溶液，例如200mL、0.5^5%的聚乙烯醇水溶液或2%的吐温水溶液，作为外水相；将内乳液加入外水相，并乳化2~3min，制得复乳液(w/o/w);将复乳液搅拌3h待有机溶剂挥发，静置过夜；离心并水洗，重复三次，再经冷冻干燥后得到干燥的载药微球。
[0024]步骤I中所述聚酯类高分子聚合物基体有机溶液所用的有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷和乙酸乙酯中至少一种。
[0025]步骤I制备芯核时采用溶液乳化法，选择的表面活性剂可以为吐温系列(如Tween-20、Tween-60> Tween-80)、聚乙烯醇(PVA)、司盘系列(Span-20、Span-60> Span-80)等o
[0026]步骤2:制备聚酯涂层
4(T800mg的芯核微球加入到l(T20mL、质量百分浓度为2~15%聚酯的有机溶液中，混合均匀形成混合液；再将混合液加入到混有20(T600mL、质量百分浓度为0.f 8%的表面活性剂如司盘系列的液体石蜡中，一定速度搅拌4~8h挥发有机溶剂；溶剂挥发后以异丙醇、石油醚两种联合洗涤或者以已烷洗涤；冷冻干燥后得到干燥的带聚酯涂层的载药复合微球。
[0027]步骤2中所述涂层基体材料聚酯的有机溶剂可选择甲醇、乙腈等之一或其二元混合物；制备涂层时采用溶液乳化法选择的表面活性剂可为吐温系列(Tween-20、Tween-60>Tween-80)、聚乙烯醇(PVA)、司盘系列(如 Span-20、Span-60、Span-80)等。
[0028]以下用具体实例是对本发明进行举例说明，但并不作为本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据以下实例来实现本发明全部技术方案并获得本发明的技术效果。
[0029]实例I
(I)制备载药芯核微球
lmg IGF-1溶解于0.5mLPBS溶液中形成质量百分数浓度为0.20%的溶液，将30mgHA均匀分散于药物溶液中形成悬浮液；将悬浮液加入到IOmL的100mg/mL的PLA的二氯甲烷中，用匀浆机以3000rpm转速乳化30s，制得内乳液(w/o)。在200mL水中，加入2%(v/v)的Tween-80,搅拌至分散均匀，制得外水相；将内乳液加入外水相，用匀衆机以5000rpm转速乳化120s，制得复乳液(w/o/w);将复乳液搅拌3h待有机溶剂挥发，静置过夜。离心并水洗，重复三次，再经冷冻干燥后得到干燥的载药芯核微球。
[0030](2)制备聚酯涂层 800mg的芯核微球加入到10mL、2%的PHA的乙腈溶液中，混合均匀；将混合液加入到200mL混有质量百分数浓度为2%Span-80的液体石蜡中，搅拌4h，搅拌速度为lOOOrpm，以挥发有机溶剂；溶剂挥发后以异丙醇、石油醚反复洗涤；冷冻干燥后得到干燥的带聚酯涂层的载药复合微球。
[0031]本实例中载药复合微球包括载药芯核微球及聚酯涂层，聚酯层质量百分数为19.61%，余量为载药芯核微球。进一步地，载药芯核微球，载药率为0.0870%，HA和PLA质量百分数分别为2.8612%和97.05%。本实例所制备的载药微球体外缓释IGF-1长达76天。
[0032]实例2
(I)制备载药芯核微球
0.005l^gVEGF溶解于0.5mL纯水中形成质量百分数浓度为0.000001%的溶液，再将15mgTCP均匀分散于该药物溶液中形成悬浮液；将悬浮液加入到8mL的lmg/mL的PGA的三氯甲烷中，用匀浆机以3000rpm转速乳化30s，制得内乳液(w/o )。在200mL水中，加入2% (v/v)的Tween-20,搅拌至分散均匀，制得外水相；将内乳液加入外水相,用匀衆机以5000rpm转速乳化120s，制得复乳液(w/o/w);将复乳液搅拌3h待有机溶剂挥发，静置过夜。离心并水洗，重复三次，再经冷冻干燥后得到干燥的载药芯核微球。
[0033](2)制备聚酯涂层
400mg的芯核微球加入到20mL、2%的PCL的甲醇溶液中，混合均匀；再将混合液加入到400mL混有质量百分数浓度为0.l%Span-60的液体石蜡中，搅拌6h，搅拌速度为800rpm，以挥发有机溶剂；溶剂挥发后以己烷反复洗涤；冷冻干燥后得到干燥的带聚酯涂层的载药复合微球。
[0034]本实例中载药复合微球包括载药芯核微球及聚酯涂层，聚酯涂层质量百分数为48.13%，余量为载药芯核微球。载药芯核微球中，载药率为3.8667%，TCP和PGA质量百分数分别为59.20%和36.93%。本实例所制备的载药微球体外缓释VEGF长达66天。
[0035]实例3(I)制备载药芯核微球
Il^g BMP-2溶解于0.5mL2%醋酸溶液中形成质量百分数浓度为0.0002%的溶液，再将25mg SiO2均匀分散于形成药物溶液中形成悬浮液；将悬浮液加入到9mL的50mg/mL的PLGA的二氯甲烷中，用匀浆机以3000rpm转速乳化60s，制得内乳液(w/o)。在70°C下，将PVA溶解形成200mL 1%的水溶液，用作外水相；将内乳液加入外水相，用匀浆机以4000rpm转速乳化120s，制得复乳液(w/o/w);将复乳液搅拌3h待有机溶剂挥发，静置过夜。离心并水洗，重复三次，再经冷冻干燥后得到干燥的载药芯核微球。
[0036](2)制备聚酯涂层
300mg的芯核微球加入到20mL、5%的Eudrugit的甲醇溶液中，混合均匀；再将混合液加入到600mL混有质量百分数浓度为8%Span-60的液体石蜡中，搅拌8h，搅拌速度为SOOrpm,以挥发有机溶剂；溶剂挥发后以己烷反复洗涤；冷冻干燥后得到干燥的带聚酯涂层的载药复合微球。
[0037]本实例中载药复合微球包括芯核及聚酯涂层，聚酯层质量百分数为73.20%，余量为载药芯核微球。载药芯核微球中，芯核载药率为0.0002%, SiO2和PLGA质量百分数分别为4.601%和95.40%。本实例所制备的载药微球体外缓释BMP-2长达85天。
[0038]实例4
(I)制备载药芯核微球
15mg BMP-7溶解于0.5mL2%醋酸溶液中形成质量百分数浓度2.91%药物溶液，再将35mg TCP均匀分散于其中形成悬浮液；将悬浮液加入到IOmL的5mg/mL的PHA的乙酸乙酯中，用匀浆机以3000rpm转速乳化60s，制得内乳液(w/o)。在70°C下，将PVA溶解形成200mL
0.5%的水溶液，用作外水相；将内乳液加入外水相，用匀浆机以5000rpm转速乳化180s，制得复乳液(w/o/V);将复乳液搅拌3h待有机溶剂挥发，静置过夜。离心并水洗，重复三次，再经冷冻干燥后得到干燥的载药芯核微球。
[0039](2)制备聚酯涂层
300mg的芯核微球加入到20mL、5%的PHA的乙腈溶液中，混合均匀；再将混合液加入到600mL混有质量百分数浓度为3%Span-60的液体石蜡中，搅拌4h，搅拌速度为800rpm，以挥发有机溶剂；溶剂挥发后以异丙醇、石油醚反复洗涤；冷冻干燥后得到干燥的带聚酯涂层的载药复合微球。
[0040]本实例中载药复合微球包括芯核及聚酯涂层，聚酯层质量百分数为73.26%，余量为载药芯核微球。载药芯核微球中，芯核载药率为14.95%，TCP和PHA质量百分数分别为37.11%和47.94% ；。本实例所制备的载药微球体外缓释BMP-7长达97天。
[0041]实例5
(I)制备载药芯核微球
88.23mg EGF溶解于0.5mLPBS中形成质量百分数浓度为15%的溶液，再将5mgHA均匀分散于其中形成悬浮液；将悬浮液加入到IOmL的80mg/mL的PCL的三氯甲烷中，用匀浆机以3000rpm转速乳化60s,制得内乳液(w/o)。在200mL水中，加入2%(v/v)的Tween-20,搅拌至分散均匀，制得外水相；将内乳液加入外水相，用匀浆机以5000rpm转速乳化120s，制得复乳液(w/o/V);将复乳液搅拌3h待有机溶剂挥发，静置过夜。离心并水洗，重复三次，再经冷冻干燥后得到干燥的载药芯核微球。[0042](2)制备聚酯涂层
300mg的芯核微球加入到15mL、15%的PCL的乙腈和甲醇混合溶液中，混合均匀；再将混合液加入到600mL混有质量百分数浓度为5%Span-20的液体石蜡中，搅拌5h，搅拌速度为1250rpm，以挥发有机溶剂；溶剂挥发后以异丙醇、石油醚反复洗涤；冷冻干燥后得到干燥的带聚酯涂层的载药复合微球。
[0043]本实例中载药复合微球包括芯核及聚酯涂层，聚酯层质量百分数为86.59%，余量为载药芯核微球。载药芯核微球中，芯核载药率为0.0002063%, HA和PCL质量百分数分别为0.5824%和41.75% ；。本实例所制备的载药微球体外缓释EGF长达91天。
[0044]实例6
(I)制备载药芯核微球 取0.1mL, 100mg/mL的万古霉素溶液作为药物溶液，将100呢的TCP均匀分散于药物溶液形成悬浮液；将悬浮液加入到IOmL的总浓度为80mg/mL的PLA和PCL的二氯甲烷溶液中，用匀浆机以3000rpm转速乳化60s，制得内乳液(w/o)。在200mL水中，加入2%(v/v)的Tween-80,搅拌至分散均匀，制得外水相；将内乳液加入外水相，用匀衆机以5000rpm转速乳化120s，制得复乳液(w/o/w);将复乳液搅拌3h待有机溶剂挥发，静置过夜。离心并水洗，重复三次，再经冷冻干燥后得到干燥的载药芯核微球。
[0045](2)制备聚酯涂层
46mg的芯核微球加入到15mL、15%的Eudrugit的乙腈和甲醇混合溶液中，混合均匀；再将混合液加入到400mL混有质量百分数浓度为0.5%Span-80的液体石蜡中，搅拌4h，搅拌速度为1250rpm，以挥发有机溶剂；溶剂挥发后以异丙醇、石油醚反复洗涤；冷冻干燥后得到干燥的带聚酯涂层的载药复合微球。
[0046]本实例中载药复合微球包括芯核及聚酯涂层，聚酯层质量百分数为97.65%，余量为载药芯核微球。所述载药芯核微球中，芯核载药率为1.087%, HA和PLA质量百分数分别为0.001164%和98.91%。本实例所制备的载药微球体外缓释EGF长达106天。
[0047]以上所述是本发明的【具体实施方式】，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种载药复合微球，包括载药芯核微球和以及包覆所述载药芯核微球表面的聚酯涂层；所述载药芯核微球主要是由质聚酯类高分子聚合物基体、无机原料成份以及所载药物构成。
2.如权利要求1所述载药复合微球，其特征在于:所述载药芯核微球中聚酯类高分子聚合物基体质量百分数为30-99%，无机原料成份的质量百分数为0.001-65%，所载药物成分占芯核微球质量的0.0002~15%。
3.如权利要求1所述载药复合微球，其特征在于:所述聚酯涂层质量百分数20、8%；所述聚酯涂层材质选自聚丙烯酸酯、聚己内酯、聚羟基脂肪酸酯中至少一种。
4.如权利要求1所述载药复合微球，其特征在于:所述聚酯类高分子聚合物基体选自聚乳酸、聚羟基乙酸、乳酸-羟基乙酸共聚物、聚羟基脂肪酸酯、聚己内酯中至少一种；所述无机物原料成份选自羟基磷灰石、磷酸三钙、生物玻璃中至少一种；所载药物选自亲水性的胰岛素样生长因子-1、骨形态发生蛋白、血管内皮生长因子、表皮生长因子、抗菌剂中至少一种。
5.制备如权利要求1~4中任一项所述的载药复合微球的方法，包括: 步骤1:采用溶液乳化法制备载药芯核微球；以及 步骤2:采用溶液乳化法制备聚酯涂层。
6.如权利要求5所述制备载药复合微球的方法，其特征在于:所述步骤I进一步包括: 提供药物溶液，溶质为所载药物； 将所述无机原料分散于药物溶液中形成悬浮液； 提供所述聚酯类高分子聚合物基体的有机溶液，并将所述悬浮液加入至该有机溶液中进行乳化形成内乳液； 制备表面活性剂的水溶液获得外水相；以及 5)将所述内乳液加入外水相进行乳化获得复乳液，分离出所述载药芯核微球。
7.如权利要求6所述制备载药复合微球的方法，其特征在于:步骤I所述提供药物溶液是将待载药物溶解于纯水或磷酸缓冲液或酸性溶液中制备药物溶液；形成所述聚酯类高分子聚合物基体的有机溶液所用有机溶剂是选自二氯甲烷、三氯甲烷和乙酸乙酯中至少一种；所述表面活性剂为吐温系列、司盘系列或聚乙烯醇中的至少一种。
8.如权利要求7所述制备载药复合微球的方法，其特征在于:步骤I中，所述药物溶液质量百分数浓度为0.000001^15% ;将0.r35mg的所述无机物原料均匀分散于该药物溶液中形成悬浮液；将悬浮液加入到5~10mL、浓度为f lOOmg/mL的所述聚酯类高分子聚合物基体的有机溶液中乳化形成内乳液；将所述内乳液加入到200mL的体积百分浓度0.5~5%的表面活性剂水溶液的外水相中进行乳化获得复乳液。
9.如权利要求5所述制备载药复合微球的方法，其特征在于:所述步骤2进一步包括: a)将所述载药芯核微球加入到聚酯的有机溶液中形成混合液； b)将所述混合液加入到混有表面活性剂的液体石蜡中进行搅拌反应，经分离后获得带聚酯涂层的载药复合微球。
10.如权利要求9所述制备载药复合微球的方法，其特征在于:步骤2中所述聚酯有机溶液所用的有机溶剂选自甲醇、乙腈中至少一种；所述表面活性剂选自吐温系列、聚乙烯醇、司盘系列中至少一种；所述步骤2之a)步中，是按每4(T800mg的载药芯核微球加入到l(T20mL的质量百分浓度为2~15%聚酯的有机溶液中，混合均匀形成混合液，步骤2之b)步中是将混合液加入到混有20(T600mL、质量百分数浓度为0.f 8%的表面活性剂的液体石蜡中进行搅拌反应 。
【文档编号】A61K9/16GK103656651SQ201310591702
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】佘振定, 王明波, 刘岚兰, 刘伟强 申请人:深圳清华大学研究院