一种快速持久刺激胶原蛋白生成的单分散微球产品及其制备方法与流程

本发明属于医学美容材料，涉及一种快速持久刺激胶原蛋白生成的单分散微球产品及其制备方法。

背景技术：

1、随着年龄的增长，皮肤的成纤维细胞逐渐失去活性，胶原蛋白合成量会逐渐减少，造成皮肤松弛，最终出现皱纹等皮肤老化现象。传统的改善皱纹的方式，主要是在皱纹处注射玻尿酸，通过填充的方式消除皱纹，但是，该方法的效果保持时间短，且玻尿酸交联剂存在着很强的毒性，影响产品的使用安全性。微球可刺激人体免疫反应，分泌成纤维细胞合成胶原蛋白，可实现胶原蛋白的持久合成，长时间消除皱纹，并且毒副作用小，近年来成为了医美领域的研究热点。

2、目前，医美领域使用的微球产品包括冻干粉类微球和含微球凝胶两类。冻干粉类微球在注射后需要较长时间才能产生改善皱纹的效果，无法产生即时填充效果。含微球凝胶类产品在注射后具有即时填充效果，还可长时间刺激胶原蛋白再生而产生持续改善皱纹的效果。但是，含微球凝胶类产品在注射时易形成血管栓塞，凝胶降解过程中即时填充效果与微球刺激胶原再生效果无法平滑过度，期间有一段较长的时间存在着皱纹改善效果不佳的问题，且材质为高分子聚合物的微球在凝胶中易发生水解，使用时难以保证微球的降解时间，因而微球刺激人体免疫反应的时间也难以得到保证；含微球类凝胶因微球被凝胶包埋，在注射到体内后巨噬细胞等无法快速地贴附于微球表面，开始刺激人体免疫反应所需的时间长，因而需要较长的时间才能开始产生胶原蛋白，起到改善皱纹的效果。同时，这两类产品中，微球的单分散性不佳，尺寸均一性较为有限，这一方面会造成刺激免疫反应的效果无法精确评估，导致产品的使用剂量难以准确计算；另一方面，在注射至体内后，小尺寸的微球容易被巨噬细胞吞噬，无法发挥刺激胶原蛋白再生的作用，小尺寸的微球还容易造成肉芽肿，大尺寸的微球又会因人体免疫反应过大而容易形成硬结节。

技术实现思路

1、针对现有医美领域使用微球产品存在的单分散性不佳，难以快速刺激胶原蛋白生成实现即时填充，凝胶降解过程中即时填充效果与微球刺激胶原再生效果无法平滑过度，以及容易造成血管栓塞、肉芽肿以及硬结节等问题，本发明提供了一种快速持久刺激胶原蛋白生成的单分散微球产品及其制备方法，以改善用于医美领域的微球的单分散性，增加产品使用的安全性，实现皱纹的即时填充与胶原蛋白持续再生，以及填充与再生效果的平滑过度。

2、为实现上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：

3、一种快速持久刺激胶原蛋白生成的单分散微球产品，该微球产品包括组合聚合物微球、冷冻干燥保护剂和增稠剂，组合聚合物微球的百分含量为10wt.％～80wt.％，冷冻干燥保护剂和增稠剂之和的百分含量为90wt.％～20wt.％；

4、所述组合聚合物微球由一系列降解性能不同的单分散聚合物微球组成，该组合聚合物微球中的各单分散聚合物微球的粒径变异系数均不超过5％；所述单分散聚合物微球的基体材料为生物相容性的可生物降解聚合物，单分散聚合物微球的表面具有或者不具有多孔结构，单分散聚合物微球的球粒径为20～100μm；

5、该微球产品在体内刺激胶原蛋白生成的时间，通过调节组合聚合物微球中各种单分散聚合物微球的降解性能以及各种单分散聚合物微球之间的质量比进行调节。

6、上述快速持久刺激胶原蛋白生成的单分散微球产品的技术方案中，所述降解性能不同的单分散聚合物微球是指聚合物基体材料相同但聚合物基体材料的分子量不同的单分散聚合物微球，或者是聚合物基体材料不同的单分散聚合物微球。

7、上述快速持久刺激胶原蛋白生成的单分散微球产品的技术方案中，所述生物相容性的可生物降解聚合物的相对分子质量为0.3万～300万。进一步地，所述生物相容性的可生物降解聚合物为聚乳酸、亲水改性的聚乳酸或聚己内酯，亲水改性的聚乳酸的降解速度比聚乳酸更快，例如，聚乳酸-聚乙烯醇-聚乳酸嵌段共聚物即是一种可行的亲水改性的聚乳酸。

8、上述快速持久刺激胶原蛋白生成的单分散微球产品的技术方案中，所述组合聚合物微球在体内的降解时间分布范围为5天～5年。具体可根据实际应用时对刺激胶原蛋白产生的时间要求，确定选用哪些单分散聚合物微球来构成组合聚合物微球，以及确定各种单分散聚合物微球之间的质量比例关系。

9、本发明提供的快速持久刺激胶原蛋白生成的单分散微球产品，在实际应用时向微球产品中加生理盐水形成悬浮液之后注射至目标部位即可，上述技术方案中，增稠剂的主要作用是确保微球产品在与生理盐水混合后，聚合物微球能够悬浮在所得溶液中，避免聚合物微球在所得溶液中的沉降速度过快、聚集。因而增稠剂的用量与产品中组合聚合物微球的含量，聚合物微球的尺寸等因素有关。通常，所述冷冻干燥保护剂与增稠剂的质量比为(0.025～40):1，优选为(0.1～10):1。

10、上述快速持久刺激胶原蛋白生成的单分散微球产品的技术方案中，所述冷冻干燥保护剂包括甘露醇、山梨醇、聚乙二醇、甘氨酸、精氨酸、丙胺酸中的至少一种，所述增稠剂包括羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、透明质酸、琼脂、甲基纤维素中的至少一种。

11、上述快速持久刺激胶原蛋白生成的单分散微球产品的技术方案中，为了有利于巨噬细胞等免疫细胞可快速贴附于聚合物微球表面，优选的组合聚合物微球中的部分或全部单分散聚合物微球的表面具有多孔结构。

12、本发明还提供了上述快速持久刺激胶原蛋白生成的单分散微球产品的制备方法，该方法包括以下步骤：

13、将一系列聚合物基体材料相同但聚合物基体材料的分子量不同的单分散聚合物微球，或/和一系列聚合物基体材料不同的单分散聚合物微球组成形成组合聚合物微球，该组合聚合物微球中的各单分散聚合物微球的粒径变异系数均不超过5％，单分散聚合物微球的表面具有或者不具有多孔结构；将组合聚合物微球与冷冻干燥保护剂和增稠剂混合并充分分散于水中，将所得混合液冷冻干燥，即得快速持久刺激胶原蛋白生成的单分散微球产品。

14、进一步地，表面具有多孔结构的单分散聚合物微球的制备方法如下：

15、(1)配制内相流体：将相分离物质或者易产生气体物质，以及聚合物溶解或者分散在有机溶剂中，得到内相流体；内相流体中，聚合物的浓度为0.001～0.2g/ml，相分离物质或者易产生气体物质与聚合物的质量比为(0.5～7):10，所述有机溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷；

16、配制外相流体：将水溶性表面活性剂溶于水中，得到外相流体；外相流体中水溶性表面活性剂的浓度为0.01～20g/ml；

17、配制收集液：将水溶性表面活性剂溶于水中，得到收集液；收集液中水溶性表面活性剂的浓度为0.01～20g/ml；

18、(2)将内相流体输入微流体装置的注射管中，将外相流体入微流体装置的收集管中，在收集管中形成单分散的水包油乳液，采用盛有收集液的容器收集所述水包油乳液，挥发去除油包水乳液中的二氯甲烷或三氯甲烷得到单分散微球；

19、(3)当步骤(2)制备时采用的内相流体中含有相分离物质时，用水洗涤去除单分散微球表面的收集液，然后用有机溶剂洗涤去除单分散微球中的相分离物质，即形成表面具有多孔结构的单分散聚合物微球，再用水洗涤，干燥；

20、当步骤(2)制备时采用的内流流体中含有易产生气体的物质时，用水洗涤去除单分散微球表面的收集液，然后施加条件使单分散微球中易产生气体的物质产生气体并逸出，即形成表面具有多孔结构的单分散聚合物微球，再用水洗涤，干燥。

21、更进一步地，上述制备方法的步骤(1)所述水溶性表面活性剂包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、f127、吐温80、吐温85，相分离物质包括2-甲基戊烷、十二烷中的至少一种，易产生气体的物质包括氨水或碳酸氢氨。

22、当采用的易产生气体的物质为碳酸氢铵时，将步骤(2)制备的单分散微球置于氢氧化钠溶液中浸泡，碳酸氢铵与氢氧化钠反应形成氨气并逸出，即可在单分散微球表面形成多孔结构；当采用的易产生气体的物质为氨水时，通过加热即可形成氨气并逸出进而在单分散微球表面形成多孔结构。

23、表面不具有多孔结构的单分散聚合物微球的制备方法与上述表面具有多孔结构的单分散聚合物微球的制备方法基本相同，不同之处仅在于步骤(1)在配制内相流体是不添加相分离物质和易产生气体的物质，步骤(3)直接将步骤(2)制备的单分散微球用水洗涤，即得表面不具有多孔结构的单分散聚合物微球，干燥备用。

24、上述制备方法的步骤(2)中，采用的微流体装置的注射管与收集管同轴设置，注射管的出口处的内径为20～120μm，接收管内径为100～500μm。一种可行的微流体装置的结构如图1所示，包括注射管、连接管和收集管，与注射泵配合使用；注射管由圆柱形玻璃毛细管制作，其尾部拉成圆锥形；收集管为圆柱形玻璃毛细管；连接管为方形玻璃管，其中心部位设置有正方形通孔；注射管的尾部插入收集管的头部并通过连接管连接；注射管、连接管和收集管同轴设置。

25、上述制备方法的步骤(2)中，通过调节微流体装置的通道尺寸，可对水包油乳液液滴的尺寸进行调整，通过调节内相流体和外相流体的流速，也可调整水包油乳液液滴的尺寸。通过调整水包油乳液液滴的尺寸，可调节聚合物微球的尺寸。通过调节内相流体中聚合物的浓度也可以调节聚合物微球的尺寸。具体采用的内相流体和外相流体的流速，与微流体装置的通道尺寸、内相流体及外相流体的组成有关。

26、本发明中，表面具有多孔结构的单分散聚合物微球的形成机理如下：

27、单分散水包油(o/w)乳液的内相中的二氯甲烷或三氯甲烷挥发，出现相分离，相分离出来物质由于界面张力关系以液滴形式分散在o/w乳液表面，同时随着二氯甲烷或三氯甲烷的不断挥发，聚合物不断析出，形成固体微球，洗涤去除微球表面因相分离形成的液滴即得到表面具有多孔结构的单分散微球，或者将所述微球置于可使中易产生气体的物质产生气体并逸出的环境中，使易产生气体的物质形成气体并逸出而形成表面具有多孔结构的单分散微球。

28、本发明的单分散微球产品具有快速持久刺激胶原蛋白生成的能力的原因主要如下：

29、聚合物基体材料相同但聚合物基体材料的分子量不同的单分散聚合物微球，或者是聚合物基体材料不同的单分散聚合物微球，它们的降解时间不同，将一系列降解性能不同的单分散聚合物微球混合构成组合聚合物微球，将组合聚合物微球与冷冻干燥保护剂和增稠剂混合后分散在水中，再冷冻干燥，形成的单分散微球产品中不同降解性能的聚合物微球在体内发生降解的时间也不同。组合物聚合物微球在注射至体内即可产生及时填充和刺激人体免疫反应使人体分泌胶原蛋白的作用，同时，降解时间短的聚合物微球可在体内快速降解，降解产生的乳酸可强化刺激人体分泌胶原蛋白的效果，起到快速改善皱纹的作用，降解时间长的聚合物在体内持续缓慢降解产生的乳酸又起到持续强化刺激人体免疫反应产生胶原蛋白的作用，不但可以实现皱纹的即时填充与胶原蛋白持续再生，而且可以让填充与再生效果实现更平滑的过度，起到更稳定的改善皱纹的作用。进一步地，当组合聚合物微球中的部分或全部单分散聚合物微球的表面具有多孔结构时，单分散聚合物多孔微球表面的多孔结构，可使得巨噬细胞等免疫细胞快速贴附微球表面，进一步缩短刺激人体免疫反应而产生胶原蛋白所需的时间。以上因素的共同作用使得本发明的单分散微球产品可快速、持久地刺激胶原蛋白生成。

30、与现有技术相比，本发明的技术方案产生了以下有益的技术效果：

31、1.本发明提供了一种快速持久刺激胶原蛋白生成的单分散微球产品，该微球产品包括由一系列降解性能不同的单分散聚合物微球组成的组合聚合物微球，组合聚合物微球中各单分散聚合物微球的降解时间不同，因而它们刺激胶原蛋白生成时间不同，降解时间短的聚合物多孔微球可在体内快速刺激人体分泌胶原蛋白，起到快速改善皱纹的作用，而降解时间长的聚合物多孔起到持续刺激人体免疫反应产生胶原蛋白的作用。同时，组合聚合物微球中可含有表面具有多孔结构的聚合物微球，单分散聚合物微球表面的多孔结构有利于巨噬细胞等免疫细胞贴附生长，可进一步缩短刺激人体免疫反应而产生胶原蛋白所需的时间，真正实现快速填充与持久再生的皱纹改善效果。该微球产品中的各聚合物微球的形貌均一、球形度好、单分散性好，粒径变异系数不超过5％，因而该微球产品不会因聚合物多孔微球尺寸分布广而被巨噬细胞吞噬或形成肉芽肿、结节等，使用安全性更高。此外，聚合物微球的粒径均一有利于准确评估微球注射使用剂量。

32、2.本发明还提供了上述微球产品的制备方法，该方法的生产工艺简单，生产成本低，可实现连续生产，同时，该方法制备的聚合物微球的尺寸均一可控，通过调节各相流体的流速和微流体装置的注射管的通道尺寸及内相流体中聚合物的浓度可精确控制聚合物微球的尺寸。