一种肺靶向硫酸头孢喹诺明胶微球及其制备方法与流程

本发明涉及抗生素靶向制剂
技术领域：
，尤其涉及一种肺靶向硫酸头孢喹诺明胶微球及其制备方法。
背景技术：
：头孢喹诺(cefquinome)，又称头孢喹肟，是德国hoechstrousselvet公司开发的第1个动物专用第4代头孢菌素类抗生素，因其强抗菌活性、广抗菌谱和低耐药性而被国内外广泛应用于治疗家畜的呼吸系统疾病。我国对头孢喹诺及其制剂的研究开发相对较晚，目前仅有硫酸头孢喹诺原料药及其注射剂(混悬注射液、注射粉针剂)获得农业部批准生产和销售许可，与之相匹配的剂型种类比较少。头孢喹诺口服吸收不好，注射吸收较为迅速，在体内半衰期较短，仅为1～3小时。为达到有效治疗浓度，需要多次注射给药，给临床应用带来了很大的不便。因此，开发具有靶向缓释性能的制剂迫在眉睫。肺靶向微球可在肺部被截留，使负载的药物富集于肺部，有效提高药物治疗水平，大大降低药物对非靶器官的毒副作用；同时，微球的缓释性能，可使药物达到长效的目的，进而避免了频繁给药的不便。为解决家畜用硫酸头孢喹诺普通制剂所存在的局限性，提高其应用价值，深度开发以其为原料的新制剂，并应用到生产实际中，这些问题是本发明的研究点。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种肺靶向硫酸头孢喹诺明胶微球及其制备方法。为实现上述发明目的，本发明是通过如下措施实现的：一种肺靶向硫酸头孢喹诺明胶微球，制备方法包括以下步骤：第一步，原料药与分散剂按照1g：2-5ml的比例混匀，放入变频行星式球磨机，球磨1-3h，间歇0.5-1.5h，再球磨1-3h，挥干液体，得到处理后原料药；第二步，称取明胶和海藻酸钠作为载体，在40-50℃条件下溶解于双蒸水中,加热搅拌待完全溶解后，按比例加入头孢喹诺原料药，通过超声波混匀，低功率300-400w超声1-2min，高功率600-1000w超声1-2min,加入助流剂，混匀为混合物，再加入戊二醛溶液，然后采用双流喷雾干燥机进行喷雾干燥，同时需要磁力搅拌，喷雾干燥得微球。其中，分散剂中，乙醇：异丙醇：二氯甲烷体积比为5-10:1-3:0.5-2。其中，所用研磨机为变频行星式球磨机。其中，所述喷雾干燥的条件参数为：进口温度为100-200℃，通风速率为400-1000％，进样速率为10-60％，出风温度20-40℃。其中，所述微球制剂载体中，海藻酸钠与明胶的质量比例为1:3-1:10。其中，头孢喹诺与载体的质量比例为1:1-1:50。其中，所述戊二醛用量为混合物体积的1％-10％。其中，所述助流剂为硬脂酸镁或者滑石粉，明胶与其质量比为1-10:0.01-0.1。其中，所述微球中，90％以上粒径分布在10～25um范围内。另外，本发明提供了所述的肺靶向硫酸头孢喹诺明胶微球的制备方法，其中，制备方法包括以下步骤：第一步，原料药与分散剂按照1g：2-5ml的比例混匀，放入变频行星式球磨机，球磨1-3h，间歇0.5-1.5h，再球磨1-3h，挥干液体，得到处理后原料药；第二步，称取明胶和海藻酸钠作为载体，在40-50℃条件下溶解于双蒸水中,加热搅拌待完全溶解后，按比例加入头孢喹诺原料药，通过超声波混匀，低功率300-400w超声1-2min，高功率600-1000w超声1-2min,加入助流剂，混匀为混合物，再加入戊二醛溶液，然后采用双流喷雾干燥机进行喷雾干燥，同时需要磁力搅拌，喷雾干燥得微球。本发明的有益效果为：本发明所制备的微球包封率在90％以上，90％以上的微球粒径分布在10～25um范围内，本制备方法，具有操作方法简便、制备微球效率高、制备条件温和、微球粒径大小便于控制等优点，并且重现性高，稳定，制备得到的头孢喹诺微球分散性较好，外观均一，经体外释放研究和大鼠体内组织分布研究结果表明，所制备的微球制剂具有较好的缓释效果和靶向性，通过组织病理切片可以得出，肺靶向微球不会对组织造成损伤，安全可靠。所建立的组织中药物检测方法特异性好，，灵敏度(检测限1μg/kg,定量限3μg/kg)和回收率高(>90％)，精密度优良(cv<8％)，能够保证准确、可靠的检测结果。附图说明图1为微球粒径分布图；图2为载药明胶微球的药物溶出速率；图3为组织中添加硫酸头孢喹诺的标准曲线；图4为单剂量(6mgceq/kgb.w.)静脉注射硫酸头孢喹诺注射液后大鼠组织中药物的分布；图5为单剂量(6mgceq/kgb.w.)静脉注射硫酸头孢喹诺明胶微球后大鼠组织中药物的分布；图6为单剂量(6mgceq/kgb.w.)静脉注射硫酸头孢喹诺明胶微球后大鼠肺组织和空白肺组织病理切片具体实施方式本发明是通过如下措施实现的：一种肺靶向硫酸头孢喹诺明胶微球，制备方法包括以下步骤：第一步，原料药与分散剂按照1g：2-5ml的比例混匀，放入变频行星式球磨机，球磨1-3h，间歇0.5-1.5h，再球磨1-3h，挥干液体，得到处理后原料药；第二步，称取明胶和海藻酸钠作为载体，在40-50℃条件下溶解于双蒸水中,加热搅拌待完全溶解后，按比例加入头孢喹诺原料药，通过超声波混匀，低功率300-400w超声1-2min，高功率600-1000w超声1-2min,加入助流剂，混匀为混合物，再加入戊二醛溶液，然后采用双流喷雾干燥机进行喷雾干燥，同时需要磁力搅拌，喷雾干燥得微球。其中，分散剂中，乙醇：异丙醇：二氯甲烷体积比为5-10:1-3:0.5-2。其中，所用研磨机为变频行星式球磨机。其中，所述喷雾干燥的条件参数为：进口温度为100-200℃，通风速率为400-1000％，进样速率为10-60％，出风温度20-40℃。其中，所述微球制剂载体中，海藻酸钠与明胶的质量比例为1:3-1:10。其中，头孢喹诺与载体的质量比例为1:1-1:50。其中，所述戊二醛用量为混合物体积的1％-10％。其中，所述助流剂为硬脂酸镁或者滑石粉，明胶与其质量比为1-10:0.01-0.1。其中，所述微球中，90％以上粒径分布在10～25um范围内。对本发明得到的微球进行性能检测。一、得到的硫酸头孢喹诺微球的微球粒度、载药量及包封率分析1.1材料与仪器1.1.1材料与试剂实验所需的材料与试剂见表1-1。表1-1实验材料与试剂名称厂家规格二氯甲烷国药集团化学试剂有限公司分析纯冰醋酸国药集团化学试剂有限公司分析纯无水乙醇国药集团化学试剂有限公司分析纯头孢喹诺标准品中国兽医药品监察所82.6％1.1.2仪器与设备实验所需的仪器与设备见表1-2。表1-2实验仪器与设备1.2实验方法1.2.1微球粒径的测定称取适量微球粉末以生理盐水分散，用玻璃棒蘸取并涂布到载玻片上，以盖玻片覆盖，放置到光学显微镜下，在视野中按照“弓”字形移动，测量视野中500个微球的粒径求平均值计算粒径，并绘制粒径分布图。1.2.2微球载药量、包封率的测定载药明胶微球中药物含量的测定方法采用探头超声破碎微球的方法，具体方法如下：精确称取25mg载药微球粉末置于50ml离心管中，先加入1ml二氯甲烷，1000rpm震荡3min，加入30ml流动相，探头超声破碎微球45个循环，超声功率800w，超声4s，停5s，适当冰浴降温，随后置于摇床中室温下震荡1h，使药物充分释放出来，转移到50ml容量瓶中以流动相定容，取上清过0.22μm滤膜，液相检测，结合标准曲线，根据公式(1)公式(2)计算载药量le％与包封率ee％。载药量＝微球中药物的质量/载药微球的质量*100％；包封率＝微球中药物的质量/加入药物的质量*100％；1.2.3微球药物溶出速率的测定用透析法测定微球的体外药物溶出速率，具体方法如下，准确称取连续三个批次的微球各50mg，分别装入三个透析袋(截留分子量8000-14000da)中，另称取50mg空白微球于透析袋中，添加适量药物(与载药微球中的药物含量相等)与空白微球混匀，作为空白对照。用ph7.4的pbs250ml作为缓冲介质，用37℃恒温摇床在转速为150rpm下进行药物溶出速率的研究。分别在5min、15min、30min、45min、1h、2h、4h、8h、12h、24h、36h、48h和72h每次取样1ml，并立即加入等体积的空白缓冲溶液，每12h更换透析袋外的透析液。将样品进hplc分析，根据标准曲线求得药物溶出量，绘制累积药物溶出量-时间释药曲线图，即得溶出曲线。1.3实验结果与分析1.3.1微球粒度分析明胶微球粒度测定结果分别见图1。由图1，可见制备的明胶微球粒度分布较窄，粒度在7～35μm范围微球占85.0％以上。1.3.2微球载药量、包封率分析表1-3明胶微球的载药情况名称理论载药量(％)实际载药量(％)包封率(％)明胶微球20.0％18.8694.30由表1-3可见，明胶微球微球包封率超过85％，制备微球载药性能较好。1.3.3药物溶出速率分析明胶微球的药物溶出速率分析见图2。由图2可见，明胶微球与头孢喹诺原料药相比，明胶微球药物溶出速率显著减缓，在0.5h药物释放为19.3％，48h时药物释放为98.5％，而头孢喹诺原料药在4h时药物释放即为98.9％，可见明胶微球与头孢喹诺原料药相比具有较好的缓释效果。1.4小结本部分实验通过分析得到以下结论：(1)微球粒度结果证明制备的明胶微球微球大小均匀，分布较集中在7-35μm之间(2)载药量、包封率结果证明制备的明胶微球载药量和包封率较高，载药量在10-20％之间，包封率在80-95％之间。(3)微球药物溶出速率测定结果证明制备的明胶微球具有缓释作用，与头孢喹诺原料药相比具有明显的缓释效果，明胶微球在36h释放完全。二、制备得到的硫酸头孢喹诺微球的体内肺组织选择性分布研究本实验以wistar大鼠为对象，进行硫酸头孢喹诺微球的体内肺组织选择性分布试验。2.1实验材料2.1.1材料与试剂实验所需的材料与试剂见表2-1。表2-1实验材料与试剂名称厂家规格wistar大鼠青岛大任富城畜牧有限公司雌雄各半克百特英特威国际有限公司2.5g/50ml甲醇默克色谱纯乙腈默克色谱纯硫酸头孢喹诺标准品德国dr公司95.5％冰醋酸国药集团化学试剂有限公司分析纯正己烷国药集团化学试剂有限公司分析纯2.1.2仪器与设备实验所需的仪器与设备见表2-2。表2-2实验仪器与设备2.2实验方法2.2.1uplc/ms/ms检测方法学的建立2.2.1.1标准溶液配置采用减量法称取硫酸头孢喹诺对照品适量至25ml棕色容量瓶中，用重蒸水定容至刻度，混匀，配制成1000μg/ml的标准储备液，于-20℃冰箱中保存备用。临用前取出用流动相稀释成一定浓度的标准工作液。储备液1个月内可用。2.2.1.2色谱条件色谱条件：acquityuplcbehc18色谱柱(50mm×2.1mm,1.7μm)流动相：乙腈：0.1％甲酸水溶液(15:85)进样量：5ul流速：0.2ml/min柱温：30℃2.2.1.3组织样品前处理取大鼠组织1.0g，加入适量0.1％甲酸溶液，用可调高速匀浆机混匀，取匀浆液0.3g置于1.5ml离心管，摇匀，加入提取液0.8ml(乙腈：水95:5)，涡旋30s，超声萃取15min，在4℃、12000rpm条件下高速离心10min，残渣再重复提取2遍，合并提取液，氮气吹干，加入重蒸水1ml，正己烷0.5ml，倾去正己烷层，然后冷冻干燥。加1ml(乙腈：0.1％甲酸15:85)复溶，过0.22μm滤膜，hplc/ms/ms进样检测。2.2.1.4标准曲线的制备取空白肺组织5份，依次添加一定体积的硫酸头孢喹诺标准工作液，使得肺组织中药物浓度分别为3、10、50、100、500ug/kg，按“2.2.1.3”项下处理方法，进行hplc检测，记录色谱图。以测得的峰面积为纵坐标(y),以硫酸头孢喹诺的浓度为横坐标(x)，得到线性回归方程并计算相关系数。2.2.1.5检测限与定量限用空白组织制得1、3ng/g标准添加样品，每个样品做3个平行样品，按“2.2.1.3”项下处理方法测。以信噪比s/n＝3为检测限(lod),信噪比s/n＝10为定量限(lod)。2.2.1.6准确度试验在空白组织样品中添加高、中、低3个浓度标液，使其在空白组织的浓度分别为10、20、100ug/kg，按“2.2.1.3”项下处理方法，用样品中硫酸头孢喹诺的峰面积除以标准品的响应值，即为提取回收率。2.2.1.7精密度试验在空白肺组织样品中添加高、中、低3个浓度标液，使其在空白组织的浓度分别为10、20、100μg/kg，每个浓度做5个重复，获得日内精密度；在不同天连续制备并测定5个分析批的样品，获得批间精密度。2.2.2大鼠组织分布实验设计。取大鼠288只，体重180-200g，随机分为3组，第一组为空白对照组，第二组为阳性对照组(硫酸头孢喹诺注射液)，第三组为硫酸头孢喹诺明胶微球组，每组96只，雌雄各半。禁食但可自由饮水12h后，尾静脉注射12.0mg/kg硫酸头孢喹诺，分别与给药后0.0833、0.25、0.5、1、2、4、6、8、10、12、14、16、20、24、36、48h，由股动脉放血处死动物。立即分取心、肝、脾、肺、肾,检测各组织中药物含量。2.2.3大鼠组织病理分析。在48h通过解剖大鼠收集左肺，并在4％多聚甲醛中固定，嵌入石蜡中，切成3μm切片，切片用苏木精和伊红染色(h和e)染色。借助vectra3.0自动定量病理学成像系统鉴定病理变化。2.3实验结果与分析2.3.1硫酸头孢喹诺标准曲线的制备通过测定，肺组织中药物添加浓度在3-500ppb之间，浓度与峰面积的线性关系良好。其中，肺组织中药物的相关系数r2＝0.9999，回归方程是y＝6.1112x+4.9902。标准曲线如图3所示。2.3.2硫酸头孢喹诺检测限、定量限的测定硫酸头孢喹诺在组织中的检测限为1μg/kg(s/n>3),定量限为3μg/kg(s/n>10)2.3.3准确度试验取空白组织样品，添加一定体积的硫酸头孢喹诺标准工作液，使得样品中药物浓度分别为10、20、100ng/g，每个浓度平行5份，按“2.2.1.3”项下处理后，进行uplc/ms/ms检测，以峰面积比计算，得回收率见表2-3至2-7。表2-3心组织中硫酸头孢喹诺的回收率表2-4肝组织中硫酸头孢喹诺的回收率表2-5脾组织中硫酸头孢喹诺的回收率表2-6肺组织中硫酸头孢喹诺的回收率表2-7肾组织中硫酸头孢喹诺的回收率2.3.4精密度试验取空白组织样品，添加一定体积的硫酸头孢喹诺标准工作液，使得样品中药物浓度分别为10、20、100ng/g，每个浓度平在同一工作日内平行5份(日内)，在不同工作日处理5批次(日间)，按“2.2.1.3”项下方法处理后，进行uplc/ms/ms检测，计算日内和日间相对标准偏差(见表2-8至2-12)。表2-8心组织中硫酸头孢喹诺的精密度表2-9肝组织中硫酸头孢喹诺的精密度表2-10脾组织中硫酸头孢喹诺的精密度表2-11肺组织中硫酸头孢喹诺的精密度表2-12肾组织中硫酸头孢喹诺的精密度2.3.4组织中硫酸头孢喹诺浓度试验大鼠单剂量给药后，药物在不同组织中的浓度见表2-13至2-14。表2-13单剂量(6mgceq/kgb.w.)静脉注射硫酸头孢喹诺注射液后大鼠组织中药物浓度表2-14单剂量(6mgceq/kgb.w.)静脉注射硫酸头孢喹诺明胶微球后大鼠组织中药物浓度2.3.5组织分布图试验大鼠单剂量给药后，不同药物制剂在各组织中的分布图见图4至图5。由图5可见注射硫酸头孢喹诺明胶微球制剂后，与阳性对照组硫酸头孢喹诺注射液相比(图4)，肺组织中药物浓度相对于其它脏器的药物浓度均很高，靶向性和缓释效果明显。2.3.6组织病理切片分析大鼠经尾静脉给药48h后，与对照组相比，实验组未发现病理变化。2.4小结本实验表明大鼠注射硫酸头孢喹诺明胶微球后，有效增强了硫酸头孢喹诺靶向性和缓释效果。综上，本发明制备肺靶向硫酸头孢喹诺微球制剂同时，大大提高了硫酸头孢喹诺的靶向性和缓释效果，并且得到的硫酸头孢喹诺微球制剂在动物体内有阳性对照药物相比具有明显的靶向性和缓释效果，体外-体内具有一致性；肺靶向硫酸头孢喹诺微球制剂制备方法高效稳定，成功获得一种硫酸头孢喹诺肺靶向微球制剂。为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。实施例1制备方法包括以下步骤：第一步，原料药3.3g与分散剂16ml混匀，放入变频行星式球磨机，球磨2h，间歇1h，再球磨2h，挥干液体，得到处理后原料药；第二步，称取明胶10g和海藻酸钠3.3g作为载体，在50℃条件下溶解于250ml双蒸水中,加热搅拌待完全溶解后，加入头孢喹诺原料药，通过超声波混匀，低功率400w超声1min，高功率1000w超声1min,加入0.133g助流剂，混匀为混合物，再加入戊二醛溶液，然后采用双流喷雾干燥机进行喷雾干燥，同时需要磁力搅拌，喷雾干燥得微球。其中，分散剂中，乙醇：异丙醇：二氯甲烷体积比为5:2:1。其中，所用研磨机为变频行星式球磨机。其中，所述喷雾干燥的条件参数为：进口温度为150℃，通风速率为800％，进样速率为40％，出风温度30℃。其中，所述戊二醛用量为混合物体积的10％。其中，所述助流剂为硬脂酸镁。其中，所述微球中，90％以上粒径分布在10～25um范围内。上述制备的微球，平均粒径17.78μm，81.35％的微球分布在10～25μm范围内；扫描电镜显示外观圆整，表面致密光洁；载药量为15.04％，包封率为75.2％，药物体外释放可达36h以上。实施例2制备方法包括以下步骤：第一步，原料药1.1g与分散剂5ml混匀，放入变频行星式球磨机，球磨1h，间歇0.5h，再球磨1h，挥干液体，得到处理后原料药；第二步，称取明胶10g和海藻酸钠1g作为载体，在50℃条件下溶解于250ml双蒸水中,加热搅拌待完全溶解后，加入头孢喹诺原料药，通过超声波混匀，低功率400w超声2min，高功率1000w超声2min,加入0.33g助流剂，混匀为混合物，再加入戊二醛溶液，然后采用双流喷雾干燥机进行喷雾干燥，同时需要磁力搅拌，喷雾干燥得微球。其中，分散剂中，乙醇：异丙醇：二氯甲烷体积比为5:2:2。其中，所用研磨机为变频行星式球磨机。其中，所述喷雾干燥的条件参数为：进口温度为160℃，通风速率为700％，出风温度30℃。其中，所述戊二醛用量为混合物体积的8％。其中，所述助流剂为滑石粉。其中，所述微球中，90％以上粒径分布在10～25um范围内。上述制备的微球，平均粒径15.63μm，75.38％的微球分布在10～25μm范围内；扫描电镜显示外观圆整，表面致密光洁；载药量为7.48％，包封率为82.31％，药物体外释放可达24h以上。实施例3制备方法包括以下步骤：第一步，原料药1.5g与分散剂3ml混匀，放入变频行星式球磨机，球磨2h，间歇1h，再球磨2h，挥干液体，得到处理后原料药；第二步，称取明胶10g和海藻酸钠2g作为载体，在45℃条件下溶解于250ml双蒸水中,加热搅拌待完全溶解后，加入头孢喹诺原料药，通过超声波混匀，低功率400w超声2min，高功率1000w超声2min,加入0.3g助流剂，混匀为混合物，再加入戊二醛溶液，然后采用双流喷雾干燥机进行喷雾干燥，同时需要磁力搅拌，喷雾干燥得微球。其中，分散剂中，乙醇：异丙醇：二氯甲烷体积比为5:3:2。其中，所用研磨机为变频行星式球磨机。其中，所述喷雾干燥的条件参数为：进口温度为140℃，通风速率为600％，出风温度30℃。其中，所述戊二醛用量为混合物体积的6％。其中，所述助流剂为硬脂酸镁。其中，所述微球中，90％以上粒径分布在10～25um范围内。上述制备的微球，平均粒径18.96μm，61.24％的微球分布在10～25μm范围内；扫描电镜显示外观圆整，表面致密光洁；载药量为8.71％，包封率为78.42％，药物体外释放可达24h以上。实施例4制备方法包括以下步骤：第一步，原料药1.87g与分散剂7.5ml混匀，放入变频行星式球磨机，球磨2h，间歇1h，再球磨2h，挥干液体，得到处理后原料药；第二步，称取明胶10g和海藻酸钠1.25g作为载体，在50℃条件下溶解于250ml双蒸水中,加热搅拌待完全溶解后，加入头孢喹诺原料药，通过超声波混匀，低功率400w超声2min，高功率1000w超声2min,加入0.26g助流剂，混匀为混合物，再加入戊二醛溶液，然后采用双流喷雾干燥机进行喷雾干燥，同时需要磁力搅拌，喷雾干燥得微球。其中，分散剂中，乙醇：异丙醇：二氯甲烷体积比为5:2:1。其中，所用研磨机为变频行星式球磨机。其中，所述喷雾干燥的条件参数为：进口温度为170℃，通风速率为550％，进样速率为40％，出风温度30℃。其中，所述戊二醛用量为混合物体积的6％。其中，所述助流剂为滑石粉。其中，所述微球中，90％以上粒径分布在10～25um范围内。上述制备的微球，平均粒径21.96μm，66.71％的微球分布在10～25μm范围内；扫描电镜显示外观圆整，表面致密光洁；载药量为8.71％，包封率为78.42％，药物体外释放可达24h以上。实施例5制备过程为：第一步，原料药4.2g与分散剂20ml混匀，放入变频行星式球磨机，球磨2h，间歇1h，再球磨2h，挥干液体，得到处理后原料药；第二步，称取明胶10g和海藻酸钠2.5g作为载体，在45℃条件下溶解于双蒸水中,加热搅拌待完全溶解后，按比例加入头孢喹诺原料药，通过超声波混匀，低功率400w超声2min，高功率1000w超声2min,加入0.025g助流剂，混匀为混合物，再加入戊二醛溶液，然后采用双流喷雾干燥机进行喷雾干燥，同时需要磁力搅拌，喷雾干燥得微球。其中，分散剂中，乙醇：异丙醇：二氯甲烷体积比为6:2:1。其中，所用研磨机为变频行星式球磨机。其中，所述喷雾干燥的条件参数为：进口温度为160℃，通风速率为750％，进样速率为40％，出风温度30℃。其中，所述戊二醛用量为混合物体积的5％。其中，所述助流剂为滑石粉。其中，所述微球中，90％以上粒径分布在10～25um范围内。上述制备的微球，平均粒径14.63μm，91.71％的微球分布在10～25μm范围内；扫描电镜显示外观圆整，表面致密光洁；载药量为23.1％，包封率为92.42％，药物体外释放可达48h以上。本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本
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