一种载药栓塞微球及其制备方法和应用与流程

本发明涉及生物医用材料，更具体地，涉及一种载药栓塞微球及其制备方法和应用。

背景技术：

1、肝癌被称为“癌中之王”，因其高发病率和高死亡率令人谈之色变。经动脉化疗栓塞(tace)是一种广泛应用于不可切除的肝细胞癌(hcc)的治疗方法，它是将化疗药物和栓塞剂混合后注射，通过动脉穿刺，栓塞肿瘤的供血动脉，造成肿瘤组织的缺血缺氧坏死。

2、现有技术中，一般采用聚合物微球作为栓塞剂，大多采用单体聚合反应来制备。该过程中，一方面需要用到自由基聚合单体(如丙烯酸单体、丙烯酸酯单体等)，但这类单体稳定性差、气味难闻、可能存在易燃易爆的危险；另一方面聚合反应难以控制，副产物较多；这些都对生产和应用带来诸多不利影响。如中国专利cn103977458a公开了一种多羟基聚合体栓塞微球及其制备工艺，先制得功能化大分子水凝胶，再加入引发剂，通过反相悬浮聚合将阴离子单体与功能性大分子连接，微球内部含有以有机酸根为负电荷载体的官能团，但该发明通过反相悬浮聚合将阴离子单体与功能性大分子连接，反应过程相对复杂，副产物多，反应进程难以控制，微球的压缩变形率仅在50％左右。又如中国专利cn113975453a公开了一种水凝胶栓塞微球的制备方法，利用丙烯酸酯类单体、乙烯醇羧酸衍生物类单体、交联剂发生交联，并通过正相悬浮聚合反应来合成微球，但该方法采用丙烯酸酯类单体、乙烯醇羧酸衍生物类单体的化学稳定性差，易被温度、空气等影响而发生变质或自聚合，不易保存和使用，且这两类单体易挥发、味道难闻、具备一定毒性和刺激性，丙烯酸酯类单体易燃易爆，对生产人员危害大，也增加了生产的难度；而且正相悬浮聚合反应过程较为剧烈(正相悬浮聚合反应快，放出热量多，如控制不得当，易导致超压，引发爆炸，安全性低，且需配备冷却装置、压力容器等，对设备的要求高)且反应程度可控性低(产物粒子大小、分散度、聚合度等参数难以有效控制和调节，容易导致合成产物的品质不稳定，甚至可能合成较大的颗粒聚集体)，所制得的微球的压缩变形率仅在50％左右，载药率仅在90％左右。

3、因此，亟需开发一种栓塞微球的制备方法，反应过程易控制，步骤少，副产物少，操作简便，所制得的栓塞微球的可压缩程度高，载药速度快，载药率高，释放药物的时间长，能够很好地实现持续给药。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种载药栓塞微球及其制备方法和应用。本发明的制备方法仅涉及交联反应，不涉及可控制程度较低的聚合反应，反应过程较为温和可控，操作更为简单，本发明所制得的栓塞微球可压缩程度高(压缩形变距离达到栓塞微球直径的80％后仍可回弹至原状)，载药速度快，载药率高(载药5min载药量不低于90.63％，15min载药率不低于97.19％，30min载药量不低于98.14％)，释药持久(载药栓塞微球的药物释放时间可长达30天左右)，能够很好地实现持续给药，生物相容性好。

2、本发明的第一方面提供一种栓塞微球的制备方法。

3、具体地，一种栓塞微球的制备方法，包括如下步骤：

4、(1)先将阴离子型聚合物溶于水中，得到阴离子型聚合物溶液；

5、(2)向阴离子型聚合物溶液中加入交联剂，然后加入酰胺缩合剂和碱性物质发生反应，中和，得到交联中间体；

6、(3)将油溶性分散剂溶于有机溶剂中，得到油相；将交联中间体、多羟基聚合物、催化剂混合得到水相；将水相加入到油相中，发生交联反应，制得所述栓塞微球；

7、所述交联剂为氨基缩醛类化合物。

8、本发明利用多羟基聚合物、阴离子型聚合物两种聚合物原料，并选用氨基缩醛类化合物(具有伯胺或带保护基团的胺类化合物，同时具有缩醛结构)作为交联剂，通过交联反应制得栓塞微球。由于氨基缩醛类化合物中含有氨基和缩醛结构，氨基能够与阴离子型聚合物中的阴离子基团发生交联反应，而缩醛结构能够与多羟基聚合物中的羟基基团发生交联反应，从而得到聚合物栓塞微球。由于本发明采用两种聚合物作为原料，不涉及使用化学稳定性差、易挥发、或易被温度、空气等影响而发生变质或自聚合、可能存在易燃易爆风险的单体，与单体化合物相比，聚合物不易挥发，化学稳定性和生物安全性较好，较易保存，使用方便，因此，本发明的方法既可以降低对人员、设备的损害，降低对设备的要求，又可以避免聚合过程带来的不确定性，减少副产物的生成。另外，本发明的合成过程仅涉及简单的交联反应，反应过程较为温和可控，操作更为简便。

9、优选地，步骤(1)中，所述阴离子型聚合物的重均分子量为300000-1500000。

10、进一步优选地，步骤(1)中，所述阴离子型聚合物的重均分子量为450000-1200000。

11、优选地，步骤(1)中，所述阴离子型聚合物为含有机酸根的阴离子型聚合物或其盐类。

12、进一步优选地，步骤(1)中，所述阴离子型聚合物包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、含酸根多糖聚合物中的至少一种。以上阴离子型聚合物(尤其是聚丙烯酸)均为良好的生物材料。

13、优选地，所述含酸根多糖聚合物包括透明质酸和/或羧甲基纤维素。

14、优选地，步骤(3)中，所述多羟基聚合物的相邻碳上均连接有羟基或每两个连接有羟基的碳之间仅间隔一个不含羟基的碳原子。

15、优选地，步骤(3)中，所述多羟基聚合物的聚合度为1000-2000，和/或所述多羟基聚合物的醇解度70％-99％。

16、进一步优选地，步骤(3)中，所述多羟基聚合物的聚合度为1400-1700，和/或所述多羟基聚合物的醇解度88％-99％。

17、优选地，步骤(3)中，所述多羟基聚合物为聚乙烯醇和/或多糖类大分子化合物。以上多羟基聚合物(尤其是聚乙烯醇)是具有良好生物相容性的生物材料。

18、优选地，所述多糖类大分子化合物包括明胶和/或纤维素。

19、优选地，所述多羟基聚合物为聚乙烯醇，所述阴离子型聚合物为聚丙烯酸。聚乙烯醇类多羟基聚合物可以提供良好的骨架作用，而聚丙烯酸类阴离子型聚合物具有良好的亲水性和载药性能。

20、进一步优选地，所述氨基缩醛类化合物包括氨基乙醛缩二乙醇、氨基乙醛缩二甲醇、4-氨基丁醛缩二乙醇、5,5-二乙氧基-1-戊胺、3-(二甲氧基甲基)苯胺中的至少一种。

21、优选地，步骤(2)中，所述反应的温度为30-60℃，所述反应的时间为1-10h。

22、优选地，步骤(2)中，所述酰胺缩合剂为水溶性碳二亚胺类缩合剂和/或季铵盐类缩合剂。

23、进一步优选地，步骤(2)中，所述酰胺缩合剂为n-琥珀酰亚胺(nhs)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(edci)、二异丙基碳二亚胺(dic)、二环己基碳二亚胺(dcc)、4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸盐中的至少一种。

24、优选地，步骤(2)中，所述碱性物质为水溶性有机碱和/或无机碱。

25、进一步优选地，步骤(2)中，所述碱性物质为三乙胺、1,8-二氮基-4,5-二羟基-9,10-蒽醌二烯、4-二甲氨基吡啶、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。

26、优选地，步骤(2)中，所述中和为加入盐酸、硫酸、硝酸中的至少一种进行中和。中和的作用是：(1)为后续的反应营造合适的条件，(2)提高中间产品的稳定性，方便其储存。

27、优选地，按照重量份计，所述栓塞微球包括如下原料组分：

28、

29、优选地，步骤(3)中，所述催化剂为酸性物质。

30、优选地，所述酸性物质包括盐酸、硫酸、硝酸、甲磺酸中的至少一种。

31、优选地，步骤(3)中，所述油溶性分散剂包括司盘80、司盘20、吐温20中的至少一种。

32、优选地，步骤(3)中，所述有机溶剂包括液体石蜡、石油醚、玉米油中的至少一种。

33、优选地，步骤(3)中，所述交联反应的温度为40-70℃，所述交联反应的时间为5-10h。

34、进一步优选地，步骤(3)中，所述交联反应的温度为50-60℃，所述交联反应的时间为6-8h。

35、优选地，步骤(3)中，所述交联反应后，经洗涤、筛分，再将栓塞微球用盐溶液浸泡保存，制得湿态的栓塞微球(湿球)，或者所述交联反应后，进行干燥，制得粉末状干态的栓塞微球(干球)。利用本发明的方法可制得湿球或干球，可选择以干态或湿态保存和使用，可满足不同使用场景和医生使用的要求；干球以固体粉末保存，保存时间长，药物吸附能力强，载药种类广泛，血管贴合性好；湿球弹性好，导管输送性能强，使用方便(由于干球需经较繁琐的干燥步骤才能获得干球，因此湿球相对于干球更为方便)。

36、优选地，所述盐溶液包括生理盐水和/或磷酸盐(pbs)缓冲液。

37、优选地，所述干燥为冷冻干燥。

38、优选地，所述干燥之前，还包括用短链醇或含电解质水溶液浸泡微球，然后进行程序梯度预冻。

39、优选地，所述短链醇包括甲醇、乙醇、丙醇中的至少一种。

40、优选地，所述含电解质水溶液包括酸溶液、碱溶液、盐溶液中的至少一种。

41、优选地，所述酸溶液为盐酸、硫酸、醋酸、磷酸中的至少一种。

42、优选地，所述碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵溶液中的至少一种

43、优选地，所述盐溶液为氯化钠、醋酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种。

44、优选地，所述程序梯度预冻为：从25-30℃降至-20-0℃，保温1-2h，再降低至-80--40℃，保温1-2h。

45、本发明的第二方面提供一种栓塞微球。

46、一种栓塞微球，由上述制备方法制得，所述栓塞微球的粒径为100-1200μm。

47、优选地，所述栓塞微球具有如下式(ⅰ)或式(ⅱ)所示分子结构：

48、

49、本发明的第三方面提供一种载药栓塞微球。

50、一种载药栓塞微球，包括栓塞微球和药物，所述栓塞微球由上述制备方法制得，所述栓塞微球的粒径为100-1200μm。

51、优选地，所述药物为化疗药物。

52、进一步优选地，所述药物为阿霉素(dox)。

53、本发明的第四方面提供一种载药栓塞微球的制备方法。

54、一种载药栓塞微球的制备方法，包括如下步骤：

55、将所述栓塞微球浸泡于含有药物的溶液中，取出，制得所述载药栓塞微球。

56、本发明的第五方面提供一种载药栓塞微球的应用。

57、一种栓塞微球在制备治疗癌症栓塞剂中的应用。

58、一种栓塞微球在制备治疗肝细胞癌栓塞剂中的应用。

59、相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

60、本发明采用氨基缩醛类化合物交联剂将阴离子型聚合物和多羟基聚合物两种聚合物交联成球，不涉及单体的使用，因此不涉及复杂且难以控制的聚合反应，反应过程简单，反应条件温和可控，所制得的栓塞微球的弹性好，可压缩程度高(压缩形变距离达到栓塞微球直径的80％后仍可回弹至原状)，载药速度快，载药率高(载药5min载药量不低于90.63％，15min载药率不低于97.19％，30min载药量不低于98.14％)，释药持久(载药栓塞微球的药物释放时间可长达30天左右)，生物相容性好。另外，本发明采用的方法步骤少，简便易操作，所采用的原料试剂毒性低，生物安全性高。本发明所制得的栓塞微球载药后得到的载药栓塞微球能够进一步用于肿瘤血管栓塞及持续给药，实现优异的肿瘤治疗效果。