一种聚三己内酯‑丙三酸给药纳米粒的微通道制备方法与流程

(一)技术领域

本发明涉及药物高分子载体制备和药物制剂技术领域，主要涉及一种聚三己内酯-丙三酸给药纳米粒的微通道制备方法。

(二)

背景技术：

癌症是一种制约社会经济发展，严重威胁人类健康的疾病。据报道，2012年就有820万人死于癌症，恶性肿瘤已经成为影响人们身体健康的最主要疾病之一。who预计，到2030年，全球将会有超过1310万人死于癌症。传统的抗癌药大多为亲脂性化合物，具有较强的细胞毒性、水难溶性及不稳定性。药物体内生物利用度低，需长期、多次或大剂量给药以实现治疗目的。常表现出严重的毒副作用、过敏反应和肿瘤细胞耐药性，严重影响了药物临床应用的有效性和安全性。因此，研究亲脂性难溶药物的具有相应靶向性的缓控释给药系统以及相关的制备方法，具有十分重要的意义。

纳米粒载药系统可有效改变水难溶性药物在水中的溶解度和体内分布，还延长药物体内半衰期，降低毒副作用，持续可控给药；而纳米尺度载体给药后，因epr效应会在血管通透性部位(炎症和肿瘤)积聚，实现被动靶向给药。大量研究表明，粒径的大小极大的影响纳米粒肿瘤细胞的渗透性。大粒径有利于改善药代动力学和药物在血管的溢出率，但不利于肿瘤细胞渗透；小粒径易于细胞渗透，但半衰期短，易消除。此外，纳米粒粒径的均一性(pdi值)也影响给药稳定性。目前，已报道的较理想的纳米粒载体其粒径范围大多在100-300nm之间；pdi值小于等于0.3。

星形聚合物作为一种具有特殊结构的超支化聚合物而存在，这种聚合物的功能很多，而且反应性能良好。星状聚合物结构新颖，功能繁多，具有较好的应用前景，在科学界以及工业界得到了普遍的关注。研究表明，良好的超支化星状聚合物具有大型封装内腔，可封装疏水性的药物，可增大药物溶解度，并且能够对纳米尺寸材料性质进行控制。

微通道连续成粒方法是近期研究成功的纳米粒成形新技术(比表面积高、流体间的传质速率大、条件温和)，可制备尺寸均匀的纳米级固体颗粒，大大促进了传统技术的革新，已用于聚合物固体脂质纳米粒、金属纳米粒和无机纳米粒等纳米粒的成形制备。该技术与通常的纳米粒制备方法不同，可通过微通道网络控制含高聚载体前体分子的脂相溶液与含表面活性剂的水相溶液在微通道内的流动，利用脂相溶液与水相溶液之间的溶剂扩散传质形成脂相(纳米粒前体和亲脂性药物)过饱和而快速成粒。

(三)

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种聚三己内酯-丙三酸给药纳米粒的微通道制备方法，所述制备方法以丙三酸(亲水性)为扩链起始剂，ε-己内酯(疏水性)高温开环接枝，辛酸亚锡为催化剂，n2保护条件下制备一种两亲性星状聚酯(tri–cl)；以姜黄素(fda认证第三代抗癌化学预防药)为模型药物，通过微通道连续成粒技术制备尺寸较小、粒径均一、包封率高的姜黄素-纳米粒制剂，所得姜黄素-纳米粒的平均粒径100～300nm，多分散指数(pdi)小于0.3，包封率大于70％。

本发明采用如下技术方案：

一种聚三己内酯-丙三酸给药纳米粒的微通道制备方法，所述的制备方法为：

(1)制备丙三酸-己内酯星状聚酯(tri-cl)

惰性气体保护下，将丙三酸、ε-己内酯、辛酸亚锡混合，升温至120～160℃反应12～48h，之后冷却至室温(20～30℃，下同)，将反应混合物用二氯甲烷溶解后，滴加到冰乙醚(-5～5℃)中析出沉淀，过滤收集沉淀，真空干燥，得到丙三酸-己内酯星状聚酯；

所述丙三酸、ε-己内酯、辛酸亚锡的投料物质的量之比为1：20～80：0.05～0.20，优选1：30～60：0.05～0.15；

所述二氯甲烷的体积用量以所述反应混合物的质量计为2～8ml/g；

所述冰乙醚的体积用量以所述反应混合物的质量计为25～100ml/g；

(2)微通道制备聚三己内酯-丙三酸给药纳米粒

所述微通道由通道1、通道2、通道3、通道4构成，所述通道1、通道2、通道3、通道4形成互相连通的“十”字形结构，通道1、通道2、通道3、通道4分别为“十”字形的四个分支，并且，通道1和通道4在同一直线上，通道2和通道3在同一直线上；通道1、通道2、通道3、通道4的长度比例为1：1：1：2.5，并且管径相同(如图2所示)；

a、将姜黄素、丙三酸-己内酯星状聚酯溶于乙醇，作为脂相；

所述姜黄素、丙三酸-己内酯星状聚酯的投料质量比为1：15～50，优选1：15；

所述脂相中，姜黄素的浓度为0.25～0.35mg/ml，特别优选0.3mg/ml；

b、将表面活性剂溶于水中配制成水相；

所述表面活性剂为p-188、吐温-85或十二烷基磺酸钠，优选十二烷基磺酸钠；

所述水相中，表面活性剂的浓度为1～5mg/ml，特别优选1mg/ml；

c、将脂相以0.25～0.45ml/min(优选0.40ml/min)的流速注入通道1，将水相以0.55～0.75ml/min(优选0.60ml/min)的流速分别注入通道2和通道3，通道4中两相溶液混合，脂相向水相扩散过程中过饱和析出纳米粒，在通道4末端收集纳米粒溶液，并于10～30℃下搅拌6～12h(以去除脂相溶剂乙醇)，过滤(用0.45μm有机滤膜过滤，除去未包封姜黄素)，收集滤液即为所述聚三己内酯-丙三酸给药纳米粒(溶液形式)。

本发明中，所述姜黄素可通过常规途径商购获得。

步骤(1)制得的丙三酸-己内酯星状聚酯通过gpc检测其平均分子量和多分散系数(pi)值，称重计算收率。

gpc条件：流动相：四氢呋喃(1ml/min)；检测温度：35℃；聚合物用于gpc检测浓度为30mg/ml；进样量：50μl；柱型号：hpphenogelguardcolumnattachedtoaphenogellinear(2)5μgpccolumn。

所述丙三酸-己内酯星状聚酯的分子量范围在5369～14448，多分散系数(pi)范围1.18～1.39。

步骤(2)制得的聚三己内酯-丙三酸给药纳米粒粒径范围100～300nm，多分散系数<0.3，包封率>70％。

本发明的有益效果在于：本发明制得的聚三己内酯-丙三酸给药纳米粒明显改善了姜黄素在水中的溶解度，形成的纳米载药体系具有缓控释特性，载体材料无毒副作用，适用于口服及静注等多种给药方式；并且，本发明采用的微通道纳米粒方法全程自动化高，可控性强，成粒所需时间短，易于工业放大生产。

(四)附图说明

图1：“十”字形微通道装置的俯视图和平视图；

图2：实施例中具体采用的微通道结构及平面尺寸；

图3：本发明涉及的反应式。

(五)具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。

以下实施例所采用的微通道如图2所示：由通道1、通道2、通道3、通道4构成，所述通道1、通道2、通道3、通道4形成互相连通的“十”字形结构，通道1、通道2、通道3、通道4分别为“十”字形的四个分支，并且，通道1和通道4在同一直线上，通道2和通道3在同一直线上；通道1、通道2、通道3、通道4的长度分别为60mm、60mm、60mm、151mm，并且管径相同，均为344μm。

以下实施例中所用的姜黄素购至杭州瑞树生化有限公司(含量>98％)。

tri-cl合成，为保持无氧密闭环境，以安瓿瓶为密封高温熔融反应器。

实施例1

将丙三酸(0.1761g，1.0mmol)、己内酯(2.2823g，20.0mmol)加入安瓿瓶120℃下熔解，再加入辛酸亚锡催化剂(0.0201g，0.05mmol)，震摇使混合均匀，安瓿瓶中冲加n2，保证无氧环境，快速密封后，120℃高温反应12h，反应结束后冷却至室温，加入20ml二氯甲烷溶解，然后滴入250ml冰乙醚中析出沉淀，过滤收集沉淀，40℃真空干燥24h，得到tri-cl星状聚酯1.1793g，备用。

经gpc平均分子量为5369，pi1.39，最终收率为47.97％。

实施例2

将丙三酸(0.1761g，1.0mmol)、己内酯(3.4235g，30.0mmol)加入安瓿瓶120℃下熔解，再加入辛酸亚锡催化剂(0.0300g，0.075mmol)，震摇使混合均匀，安瓿瓶中冲加n2，保证无氧环境，快速密封后，120℃高温反应12h，反应结束后冷却至室温，加入20ml二氯甲烷溶解，然后滴入250ml冰乙醚中析出沉淀，过滤收集沉淀，40℃真空干燥24h，得到tri-cl星状聚酯2.5953g，备用。

经gpc平均分子量为10904，pi1.27，最终收率为72.10％。

实施例3

将丙三酸(0.1761g，1.0mmol)、己内酯(3.4235g，30.0mmol)加入安瓿瓶140℃下熔解，再加入辛酸亚锡催化剂(0.0300g，0.075mmol)，震摇使混合均匀，安瓿瓶中冲加n2，保证无氧环境，快速密封后，120℃高温反应24h，反应结束后冷却至室温，加入20ml二氯甲烷溶解，然后滴入250ml冰乙醚中析出沉淀，过滤收集沉淀，40℃真空干燥24h，得到tri-cl星状聚酯2.5698g，备用。

经gpc平均分子量为10612，pi1.18，最终收率为71.39％。

实施例4

将丙三酸(0.1761g，1.0mmol)、己内酯(3.4235g，30.0mmol)加入安瓿瓶120℃下熔解，再加入辛酸亚锡催化剂(0.0300g，0.075mmol)，震摇使混合均匀，安瓿瓶中冲加n2，保证无氧环境，快速密封后，120℃高温反应48h，反应结束后冷却至室温，加入20ml二氯甲烷溶解，然后滴入250ml冰乙醚中析出沉淀，过滤收集沉淀，40℃真空干燥24h，得到tri-cl星状聚酯2.9621g，备用。

经gpc平均分子量为10030，pi1.18，最终收率为82.29％。

实施例5

将丙三酸(0.1763g，1.0mmol)、己内酯(6.8484g，60.0mmol)加入安瓿瓶120℃下熔解，再加入辛酸亚锡催化剂(0.0600g，0.15mmol)，震摇使混合均匀，安瓿瓶中冲加n2，保证无氧环境，快速密封后，120℃高温反应12h，反应结束后冷却至室温，加入20ml二氯甲烷溶解，然后滴入250ml冰乙醚中析出沉淀，过滤收集沉淀，40℃真空干燥24h，得到tri-cl星状聚酯4.4820g，备用。

经gpc平均分子量为11256，pi1.20，最终收率为63.80％。

实施例6

将丙三酸(0.1763g，1.0mmol)、己内酯(6.8484g，60.0mmol)加入安瓿瓶120℃下熔解，再加入辛酸亚锡催化剂(0.0600g，0.15mmol)，震摇使混合均匀，安瓿瓶中冲加n2，保证无氧环境，快速密封后，120℃高温反应24h，反应结束后冷却至室温，加入20ml二氯甲烷溶解，然后滴入250ml冰乙醚中析出沉淀，过滤收集沉淀，40℃真空干燥24h，得到tri-cl星状聚酯4.7324g，备用。

经gpc平均分子量为12273，pi1.29，最终收率为67.37％。

实施例7

将丙三酸(0.1763g，1.0mmol)、己内酯(9.1282g，80.0mmol)加入安瓿瓶120℃下熔解，再加入辛酸亚锡催化剂(0.0800g，0.20mmol)，震摇使混合均匀，安瓿瓶中冲加n2，保证无氧环境，快速密封后，120℃高温反应48h，反应结束后冷却至室温，加入20ml二氯甲烷溶解，然后滴入250ml冰乙醚中析出沉淀，过滤收集沉淀，40℃真空干燥24h，得到tri-cl星状聚酯4.1740g，备用。

经gpc平均分子量为14448，pi1.26，最终收率为44.86％。

微通道成粒

实施例8

将姜黄素、按实施例1制得的tri-cl星状聚酯(mn5369)以质量比1：15溶于乙醇，形成脂相(姜黄素0.3mg/ml)；将表面活性剂溶于水形成水相(表面活性剂浓度1mg/ml)；将脂相以0.4ml/min的流速注入通道1，同时，将水相以0.60ml/min的流速分别注入通道2和通道3，通道4中两相溶液混合，脂相向水相扩散过程中过饱和析出纳米粒，在通道4末端收集纳米粒溶液，将收集的纳米粒溶液25.0℃搅拌过夜，去除脂相溶剂乙醇，用0.45μm有机滤膜过滤，除去未包封姜黄素，收集滤液获得产品tri-cl给药纳米粒。

按如下方法测试包封率：

取所得产品tri-cl给药纳米粒作为溶液1，经15000r/min离心60min，取上清液作为溶液2。hplc分别检测溶液1和溶液2中姜黄素浓度，包封率＝(溶液2浓度/溶液1浓度)*100％。

所述表面活性剂采用p-188、吐温-85或十二烷基磺酸钠，对纳米粒成粒的影响见表1。

表1表面活性剂选择对纳米粒成粒影响

优选十二烷基磺酸钠

实施例9

按照实施例8的方法制备给药纳米粒：将姜黄素、按实施例1制得的tri-cl星状聚酯(mn5369)以质量比1：15溶于乙醇，形成脂相(姜黄素0.3mg/ml)；将不同用量的表面活性剂十二烷基磺酸钠溶于水形成水相；微通道制备过程中，水相流速(0.60ml/min)、脂相流速(0.40ml/min)。

不同的表面活性剂用量对纳米粒成粒影响见表2。

表2十二烷基磺酸钠用量对纳米粒成粒影响

表面活性剂浓度变化对纳米粒成粒影响不大，考虑经济因素优选十二烷基磺酸钠(1mg/ml)。

实施例10

按照实施例8的方法制备给药纳米粒：将姜黄素、平均分子量不同的tri-cl星状聚酯以质量比1：15溶于乙醇，形成脂相(姜黄素0.3mg/ml)；将表面活性剂十二烷基磺酸钠溶于水形成水相(表面活性剂浓度1mg/ml)；微通道制备过程中，水相流速(0.60ml/min)、脂相流速(0.40ml/min)。

tri-cl平均分子量对纳米粒成粒影响见表3。

表3tri-cl分子量对纳米粒成粒影响

优选tri-cl分子量10030

实施例11

按照实施例8的方法制备给药纳米粒：将姜黄素、按照实施例4制得的tri-cl星状聚酯(mn10030)以不同质量比溶于乙醇，形成脂相(姜黄素0.3mg/ml)；将表面活性剂十二烷基磺酸钠溶于水形成水相(表面活性剂浓度1mg/ml)；微通道制备过程中，水相流速(0.60ml/min)、脂相流速(0.40ml/min)。

姜黄素、tri-cl的比值对纳米粒成粒影响见表4。

表4姜黄素/tri-cl比值对纳米粒成粒影响

优选姜黄素/tri-cl＝1/15

实施例12

按照实施例8的方法制备给药纳米粒：将姜黄素、按照实施例4制得的tri-cl星状聚酯(mn10030)以质量比1：15溶于乙醇，形成脂相(姜黄素0.3mg/ml)；将表面活性剂十二烷基磺酸钠溶于水形成水相(表面活性剂浓度1mg/ml)；微通道制备过程中，不同的水相流速见表5、脂相流速(0.40ml/min)。

表5水相流速对纳米粒成粒影响

水相流速范围(0.55-0.75ml/min)，优选0.60ml/min

实施例13

按照实施例8的方法制备给药纳米粒：将姜黄素、按照实施例4制得的tri-cl星状聚酯(mn10030)以质量比1：15溶于乙醇，形成脂相(姜黄素0.3mg/ml)；将表面活性剂十二烷基磺酸钠溶于水形成水相(表面活性剂浓度1mg/ml)；微通道制备过程中，水相流速(0.60ml/min)、不同的脂相流速见表6。

表6脂相流速对纳米粒成粒影响

脂相流速范围(0.25-0.45ml/min)，优选0.40ml/min。