一种多孔高溶胀性明胶微球的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种多孔高溶胀性明胶微球的制备方法，将明胶配制成质量浓度为30％的水溶液，然后加入另一组分做致孔剂，致孔剂的选择包括无机物例如纳米碳酸钙粉末，以及水溶性高聚物例如聚乙二醇、聚乙烯醇，聚甲基丙烯酸-2-(N,N-二甲基)氨基乙酯,将明胶水溶液与致孔剂混合均匀，在石蜡油中悬浮分散，添加斯潘-80和吐温-60混合稳定剂，搅拌状态下缓慢滴加甲醛溶液，反应数小时使明胶交联，然后过滤分离微球，除去致孔剂，经纯化和干燥得到多孔高溶胀性明胶微球。当微球用作载药栓塞剂时，可提高药物载药率和载药速度，增强使用性能。
【专利说明】一种多孔高溶胀性明胶微球的制备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多孔高溶胀性明胶微球的制备方法，属于生物材料与缓释【技术领域】。
【背景技术】
[0002]普通的化疗方法对于恶性肿瘤的治疗具有较大的毒副作用，因此介入疗法成为治疗中晚期恶性肿瘤的优选方法。例如栓塞微球可以作为治疗中晚期不能手术肝癌的一种药物剂型。通过选择性动脉插管，将微球输入靶组织，阻断肿瘤的供血动脉，从而达到治疗肝癌的目的。
[0003]聚合物栓塞微球在医学领域有广泛的应用。目前国内外对于空白栓塞微球研究较多，传统动脉栓塞剂不能负载化疗药物，只能起到机械栓塞肿瘤供血动脉的作用。如果能够将化疗药物负载到微球上,通过动脉插管,将其输送到肿瘤局部,将会发挥高浓度局部化疗和肿瘤供血动脉机械栓塞的二重作用，理论上疗效会得到提高。目前对于负载药物栓塞微球的研究虽有少量报道，但是存在载药方式单一、载药量不高等问题。
[0004]明胶是一种生物相容性好，无毒，无害，可以生物降解的大分子，与二醛类物质容易发生交联反应，性能稳定，可生物降解，是比较理想的药物载体，被广泛用做医用材料。明胶交联方法简单，所得微球形貌较好，是制备栓塞微球原材料的理想选择。明胶微球的制备方法主要有物理化学法(喷雾干燥法、冷冻干燥法、单凝聚法、复凝聚法、乳化法等)和化学交联法(喷雾交联)。 在已经报道的文献中，虽然对明胶微球制备方法做了相关研究，但整体上存在载药率过低的缺点。目前明胶海绵溶胀性好，但是明胶海绵不成球型，用做血管栓塞剂使用不便。
[0005]作为一种理想的血管微球栓塞剂，要满足以下要求:外观上球型规整、粒径分布均匀，性能上要溶胀性好、对于抗癌药物负载量高、具有缓释作用，同时要满足可生物降解、安全可靠等要求。针对目前明胶微球载药率过低、载药速度慢的缺点，本发明解决此问题的方案是通过添加致孔剂的手段，采用悬浮交联的方法制备明胶微球。致孔剂的选择包含无机物粉末，例如纳米碳酸钙粉末、水溶性高聚物等。预先将明胶溶液与致孔剂混合均匀，然后添加交联剂使明胶交联，再根据致孔剂的性质，选择合适方法将其除去，最后制备内部具有多孔性、且微球整体结构略微松散的明胶微球，从而提高微球对于药物的载药率和载药速度，提升栓塞微球的使用效果。
【发明内容】
[0006]1.提供一种多孔高溶胀性明胶微球的制备方法，技术方案是预先配制明胶水溶液，然后加入另一组分做致孔剂，将明胶水溶液与致孔剂混合均匀，在石蜡油中悬浮分散，缓慢滴加甲醛溶液反应使明胶交联，然后过滤分离、洗涤，除去致孔剂、真空干燥，得到多孔高溶胀性明胶微球。
[0007]2.致孔剂的选择包括无机物例如纳米碳酸钙粉末，以及水溶性高聚物例如聚乙二醇、聚乙烯醇，聚甲基丙烯酸-2-(N，N-二甲基)氨基乙酯(TOEMA)，在除去致孔剂的时候，根据其性质不同而选用不同的方法。对于纳米碳酸钙粉末，用弱酸，即用5%醋酸溶液浸泡微球，从而将碳酸钙溶解除去；对于水溶性高聚物例如聚乙二醇、聚乙烯醇，通过用去离子水反复浸泡清洗除去致孔剂；对于与明胶相复合的组分，聚甲基丙烯酸-2-(N，N- 二甲基)氨基乙酯，用1%氯化钠溶液浸泡洗涤，通过屏蔽作用使聚甲基丙烯酸-2-(N，N-二甲基)氨基乙酯从明胶微球上解离，从而被除去。
[0008]本发明的有益效果:
[0009]1.在明胶溶液中添加致孔剂后再使明胶交联，由于致孔剂的阻隔，使所得明胶微球交联密度得以控制，内部具有大量微孔，增加了微球的溶胀度，溶胀后微球的直径较溶胀前超过16%，有利于药物分子的进入，从而提高载药率，增强应用效果。
[0010]2.合成中选用的原材料和试剂，例如明胶、纳米碳酸钙粉末、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸-2-(N，N- 二甲基)氨基乙酯均无毒安全，且价格低廉，使本技术产品具有实际应用的前景。
[0011]3.合成方法简单，常温常压反应，条件便于实现，有利于成果转化，容易实现工业化生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1多孔高溶胀性明胶微球的显微镜照片
[0013]图2以纳米碳酸钙为致孔剂的微球粒径分布图；a，b, c, d分别表示合成时纳米碳酸钙粉末重量占明胶重量的33 %，50 %，67 %，90 %
[0014] 图3以纳米碳酸钙为致孔剂的微球的溶胀曲线；a，b, c, d分别表示合成时纳米碳酸钙粉末重量占明胶重量的33 %，50 %，67 %，90 %
【具体实施方式】
[0015]以下结合实例对本发明进一步详细说明，但本发明并不局限于此。
[0016]实施例1
[0017]在250ml的二口烧瓶中置入50毫升石腊油，加入0.4毫升斯潘-80和0.2毫升吐温-60，室温搅拌10分钟。另外在一 100毫升烧杯中，用蒸馏水配制10毫升30%的明胶水溶液，再加入纳米碳酸钙粉末1.5克混合均匀；将此溶液倒进事先混合均匀的石蜡油与斯潘-80和吐温-60的分散液，继续搅拌I小时，滴加IM NaOH溶液调节pH至8~9，缓慢滴加36%甲醛溶液2.5毫升，反应2小时，过滤分离微球，用15毫升5%醋酸溶液浸泡微球，搅拌此悬浮液半小时，过滤分离微球，如此反复循环操作三次，将碳酸钙完全溶解除去，减压抽滤，真空干燥48h，得到浅黄色明胶微球。
[0018]实施例2
[0019]同实施例1，但是加入纳米碳酸钙粉末的重量分别为I克、2.0克、2.7克进行反应，再除去致孔剂，纯化干燥。
[0020]实施例3
[0021]在250ml的二口烧瓶中置入50毫升石腊油，加入0.4毫升斯潘-80和0.2毫升吐温-60，室温搅拌10分钟。另外在一 100毫升烧杯中，用蒸馏水配制10毫升30%的明胶水溶液，再加入PEG200液体4.5克混合均匀；将此溶液倒进事先混合均匀好的石蜡油与斯潘-80和吐温-60的分散液，继续搅拌I小时，滴加IM NaOH溶液调节pH至8~9，缓慢滴加36%甲醛溶液2.5毫升，反应2小时，过滤分离微球，用去离子水浸泡加搅拌微球悬浮液半小时，过滤分离微球，如此反复循环操作三次，将PEG200完全溶解除去，减压抽滤，真空干燥48h，得到浅黄色明胶微球。
[0022]实施例4
[0023]同实施例3，但是以PEG400、PEG1000、分别代替PEG200。
[0024]实施例5
[0025]同实施例3，但是以 PVA124, PVA0588, PVA1750, PVA1788, PVA1799,分别代替PEG200 ;在操作上将聚乙烯醇预先配成10%的水溶液，然后与明胶溶液混合。
[0026]实施例6
[0027]将2.5克甲基丙烯酸-2-(N，N-二甲基)氨基乙酯加入到100毫升烧杯中，再加入10毫升去离子水并搅拌使之混合均匀，再加入0.025克偶氮二异丁腈，加热到65°C水浴中加热搅拌4小时，得到聚甲基丙烯酸-2-(N，N- 二甲基)氨基乙酯溶液，然后用氨水沉淀聚合物，用去离子水洗涤，真空干燥聚合物，用pH = 6的缓冲溶液配制成浓度为25%的溶液，同实施例3，但是在合成反应中以聚甲基丙烯酸-2-(N，N-二甲基)氨基乙酯溶液代替PEG200。在除去致孔剂的时候，加入I %氯化钠溶液浸泡洗涤，通过电荷屏蔽作用使聚甲基丙烯酸-2-(N，N-二甲基)氨基乙酯从明胶微球上解离，从而被除去。最后用去离子水浸泡洗涤，干燥得到纯净的明胶微球。
[0028]实施例7
[0029]精确称取一定量的空白明胶微球，加入一定量浓度的阿霉素溶液，饱和吸附后通过紫外分光光度计在483nm处检测微球中药物的含量，计算微球的载药率和包封率。
[0030]精密称取20mg载药微球于250ml烧杯中，置于100 mL pH为7.4的PBS中；控制水浴温度为37±0.5°C，慢速磁力搅拌，每隔一定时间取样5 mL并加入相同体积相同温度的新鲜释放介质，通过紫外分光光度计检测样品中药物的浓度。计算累计释放量。
【权利要求】
1.一种多孔高溶胀性明胶微球，其特征是以明胶为原料制成，微球的粒径分布在100-700微米之间，其中300~500微米的组分占58%~63%，微球内部有大孔结构，在水中快速溶胀，溶胀后微球的直径较溶胀前超过16%。
2.—种权利要求1所述的多孔高溶胀性明胶微球的制备方法，其特征是首先配制质量浓度为30 %的明胶水溶液，然后加入致孔剂，致孔剂的选择有纳米碳酸钙粉末、聚乙二醇、聚乙烯醇，聚甲基丙烯酸-2-(N，N-二甲基)氨基乙酯，将明胶水溶液与致孔剂混合均匀，倒入到事先与斯潘-80与吐温-60混合均匀、体积是明胶水溶液5倍的石蜡油中，搅拌I小时，滴加IM NaOH溶液调节pH至8~9，缓慢滴加36%甲醛溶液，反应2小时，过滤分离微球，用选择的溶剂浸泡洗涤微球，减压抽滤，真空干燥48h，得到浅黄色明胶微球。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中纳米碳酸钙粉末用量占明胶重量的20%~90%。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其中聚乙二醇的品种有PEG200、PEG400、PEG1000，聚乙二醇与30%的明胶水溶液的体积比为:1:1~1:6。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其中聚乙烯醇的品种有PVA124，PVA0588,PVA1750，PVA1788，PVA1799，聚乙烯醇预先配成8%~15%的水溶液，然后与30%的明胶水溶液混合，聚乙烯醇水溶液与30%的明胶水溶液的体积比为为:1:1~1:10。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其中聚甲基丙烯酸-2-(N，N-二甲基)氨基乙酯分子量为25，000，预先用pH = 6的缓冲溶液配制成浓度为25%的溶液，然后与30%的明胶水溶液混合，聚甲基丙烯酸-2- (N，N- 二甲基)氨基乙酯溶液与30 %的明胶水溶液的体积比为为:1:1 ~1:4。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其中斯潘-80与吐温-60按2:1体积比混合做稳定剂，用量为石蜡油体积的0.5%~3%，甲醛加入量占明胶重量的10%~50%。
8.根据权利要求2所述的制备方法，针对不同的致孔剂，选用不同的溶剂除去，对于纳米碳酸钙粉末，用5%醋酸溶液浸泡微球，从而将碳酸钙溶解除去；对于水溶性高聚物例如聚乙二醇、聚乙烯醇，用去离子水反复浸泡清洗除去；对于聚甲基丙烯酸-2-(N，N-二甲基)氨基乙酯，用1%氯化钠溶液浸泡洗涤，通过电荷屏蔽作用使聚甲基丙烯酸-2_(N，N-二甲基)氨基乙酯从明胶微球上解离，从而被除去。
9.权利要求1所述的多孔高溶胀性明胶微球作为血管栓塞剂在介入疗法中的应用。
【文档编号】C08J9/28GK104177643SQ201410395973
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】倪才华, 张丽萍, 石刚, 王佳敏 申请人:江南大学