一种羧甲基壳聚糖微球的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其具体操作为：使油相在油相管路中以一定流速流动，将羧甲基壳聚糖水相以缓慢速度从水相管路中垂直注入油相管路中，通过油相流体的剪切力将羧甲基壳聚糖水相分离成大小均匀的液滴，所述液滴随油相流动进入盛有交联剂乳液的容器，搅拌下交联固化成微球，分离，洗涤，干燥，即得。本发明所述方法制备的微球兼具有小粒径和高均一性的特点，能够提高介入疗法中栓塞的安全有效性，加强临床可操作性，降低临床安全事故率，产品无需进行过度筛分去除非目标粒径微球，降低生产成本，提高生产效率。
【专利说明】一种羧甲基壳聚糖微球的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于医疗器械【技术领域】，具体的涉及一种羧甲基壳聚糖微球的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着现代医学的快速发展，在常规的药物治疗和手术治疗之外，一种新的治疗方 式，即介入疗法日渐成熟。介入疗法的关键在于，采用适当粒径的微球对病变部位的血管进 行栓塞，切断病变组织供血，达到抑制疾病发展的目的，有的微球还包含治疗药物，使药物 在局部释放，发挥治疗作用。
[0003] 壳聚糖为一种天然多糖，其衍生物如羧甲基壳聚糖等也表现出低毒、高降解性、高 生物相容性等优良效果，近来，壳聚糖及其衍生物已被广泛应用于微球制备的研究。
[0004] 介入疗法中使用微球的目的是对病变部位血管进行栓塞，因此，对微球的粒径均 一性要求很高，一般偏差应在20%以下。但目前困扰医药【技术领域】人员的问题是，乳化-交 联法、乳化_溶剂蒸发法等传统微球制备工艺所制得的微球粒径大小不均一，尤其是对于 小粒径微球而言，介入栓塞疗法所需制备的微球粒径一般为50~500 y m，属于小粒径微球， 在这种粒径范围内，相同工艺下粒径差异将进一步增加，偏差往往在50%以上，为了将粒径 偏差控制在20%以内，成品需要经过粒径筛选，造成大量物料浪费，因此，普通工艺制备的 微球用于介入疗法疗效差，易造成异位栓塞，致死率高，安全性差，为弥补粒径不均一的缺 陷需进行精密筛分，不仅费时费力，且造成物料损失，成本高。
[0005] 因此，现有技术中缺少一种羧甲基壳聚糖微球的制备方法，可满足介入疗法栓塞 技术对于微球应具备的小粒径和高均一性的要求，提高介入疗法的安全有效性，降低生产 成本。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其制备的微球兼具有 小粒径和高均一性的特点，能够提高介入疗法中栓塞的安全有效性，加强临床可操作性，降 低临床安全事故率，产品无需进行过度筛分去除非目标粒径微球，降低生产成本，提高生产 效率。
[0007] 本发明提供的技术方案为： 一种羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其具体操作为：使油相在油相管路中以一定流速 流动，将羧甲基壳聚糖水相以缓慢速度从水相管路中垂直注入油相管路中，通过油相流体 的剪切力将羧甲基壳聚糖水相分离成大小均匀的液滴，所述液滴随油相流动进入盛有交联 剂乳液的容器，搅拌下交联固化成微球，分离，洗涤，干燥，即得。
[0008] 优选地，本发明所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其中，所述油相选自液体石 蜡、大豆油、花生油、航空煤油或其中任两种成分任意比例的混合物。
[0009] 进一步优选地，本发明所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其中，所述油相为液 体石蜡和大豆油的以体积比（1~4) :1的混合物。
[0010] 进一步优选地，本发明所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其中，所述油相为液 体石蜡和航空煤油以体积比（1~4) :1的混合物。
[0011] 进一步优选地，本发明所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其中，所述油相中进 一步添加占油相总体积百分比为2%的第一乳化剂，所述第一乳化剂选自月桂醇聚醚硫酸 酯、司盘80或十二烷基苯磺酸钠。
[0012] 优选地，本发明所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其中，所述羧甲基壳聚糖水 相为将羧甲基壳聚糖溶解于纯化水中制得的溶液，其中羧甲基壳聚糖的质量百分含量为 1?5%，优选为1. 5%。
[0013] 进一步优选地，本发明所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其中，所述羧甲基壳 聚糖水相中进一步添加占溶液质量百分含量为0. 5~1. 5%的NaCl、NaHCO3或Na2CO315
[0014] 优选地，本发明所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其中，所述交联剂乳液由交 联剂水溶液：油相：第二乳化剂以体积比100 :1〇〇 :(〇. 5~2)的比例混合乳化而成，其中，交 联剂水溶液中交联剂的体积百分含量为1~1〇%，优选为5%，所述交联剂选自戊二醛、京尼平 或原花青素，所述第二乳化剂选自吐温20、卵磷脂或豆磷脂。
[0015] 进一步优选地，本发明所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其中，所述交联剂水 溶液中进一步加入占交联剂水溶液质量百分含量为〇. 5~2%的NaCl。
[0016] 优选地，本发明所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其中，交联固化的时间为 2?20h。
[0017] 优选地，本发明所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其中，所述干燥为冷冻干燥 或真空低温干燥。
[0018] 所述低温一般是指45°C以下，洗涤采用石油醚等脂溶性有机溶剂洗涤。
[0019] 优选地，本发明所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其中，所述羧甲基壳聚 糖水相溶液注入油相时的管孔内径为5(Tl50iim，注入时羧甲基壳聚糖水相溶液流速为 1-20 ii L/min ;油相流速为 200-2000 ii L/min。
[0020] 进一步优选地，本发明所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其中，所述油相管路 内径为 50(Tl000iim。
[0021] 优选地，本发明所述的壳聚糖微球的制备方法，其中，所述干燥步骤替换为将洗涤 后微球以Ig :(1~1〇) ml的比例置于生理盐水或PBS缓冲溶液中保存。
[0022] 本发明技术方案可实现以下积极效果： (1)本发明方法所得的羧甲基壳聚糖微球粒径均一，粒径大小偏差达到20%以下，用于 制备栓塞剂，所得产品在临床上具有可操作性，安全系数高，异位栓塞致死率低。
[0023] (2)与普通工艺制成的微球相比，本发明所得微球产品圆整度高，表面光滑，手术 后微球更容易到达病变部位，因此栓塞有效率大大提高。
[0024] (3)所得产品分离干燥后粒径均一，不需精细筛分，产品收率高，物料损失小，与常 规乳化-交联工艺相比，物料成本降低85%甚至更高。
[0025] (4)本发明方法对羧甲基壳聚糖溶液浓度进行了选择，当浓度低于0. 5%时，微球 干燥后体积缩小为干燥前的20%以下，所得产品粒径过小；浓度高于8%则容易堵塞管路，产 品圆整度差，因此浓度范围优选为1~5%。
[0026] (5)本发明方法对油相进行了筛选，筛选对象包括液体石蜡、石油醚、二氯甲烷、矿 物油、大豆油、花生油、航空煤油等，其中，单独采用石油醚、矿物油制备出合格微球难度较 大，因而放弃，单独采用液体石蜡、大豆油、花生油或航空煤油能制备出合格微球，但工艺稳 定性非最优，最终，采用液体石蜡和大豆油或航空煤油配比作为油相效果最佳，所得油相剪 切力强，密度适中，流动性好，可在低流速下剪切出小粒径液滴，同时油相流体稳定性好，产 品质量稳定均一。加入第一乳化剂剪切液滴不拖尾，交联后微球圆整度好。
[0027] (6)交联剂的选择，本发明对比了几种交联剂，最终选择戊二醛、京尼平或原花青 素，其中戊二醛效果最佳，并且，交联剂浓度过小时，液滴交联较慢，液滴深部交联程度低， 成品微球强度差易碎裂，浓度过高造成浪费，且不易洗涤除去，因此最终确定1~1〇%，交联剂 中加入第二乳化剂，本发明优选了吐温20,卵磷脂或豆磷脂，优选的交联剂渗透力强，可以 促进交联溶液乳化，缩短交联时间，使交联反应过程更加稳定，微球深部交联完全，干燥产 品强度好，产品收率高，质量均一。
[0028] (7)在制备过程中意外的发现，配制交联剂溶液中加入氯化钠代替纯水能够使交 联过程中交联剂更好的渗透进液滴内部，配合合理选择的第二乳化剂，使微球内部交联完 全，产品强度好。
[0029] (8)本发明对于管路的直径、流速均作了考察，最终确定油相管路、水相管路的孔 径和各自流速的范围，在此范围内，可制得本发明优选的粒径大小的微球，且产品质量稳 定，圆整度、均一度、硬度均达到理想标准。
【专利附图】
【附图说明】
[0030] 图1本发明制备方法水相管路和油相管路连接示意图； 其中，1为油相管路，2为水相管路,3液滴； 图2本发明实施例1所得微球扫描电镜图。
【具体实施方式】
[0031] 以下结合附图及具体实施例对本发明做以下阐述，所述实施例仅为对本发明的解 释和说明，不作为对本发明保护范围的限制。
[0032] 实施例1 1、 物料准备：称取羧甲基壳聚糖0.5 g溶于50 mL生理盐水中制成羧甲基壳聚糖水相； 按体积比8 :2 :0. 2量取液体石蜡，大豆油和月桂醇聚醚硫酸酯混匀配制成油相I U可循环 使用）;量取40 mL体积百分含量50%的戊二醛水溶液溶解于160 mL生理盐水中，加入4ml 豆磷脂制成戊二醛溶液，与200mL制备好的油相混合，搅拌乳化制成戊二醛乳液，备用； 2、 制备过程：采用用保定兰格恒流泵有限公司生产的BT100-2J型蠕动泵将贮油罐中 的油相泵出，输入管径为800 y m的透明硅胶管中，如附图1所示，将盛有羧甲基壳聚糖水相 溶液的注射器(水相管路2)尖端从该透明硅胶管（油相管路1) 一侧垂直插入，注射器后连 接有注射泵，注射泵采用保定兰格恒流泵有限公司生产的LSP02-1B型注射泵，注射器针头 内径为120 y m，调节蠕动泵使油相在透明硅胶管内流速为800 y L/min，调节注射泵使羧甲 基壳聚糖水相流速为10 U L/min，羧甲基壳聚糖水相受油相剪切力作用成为液滴3进入油 相，和油相一起流动，从透明硅胶管末端进入盛有戊二醛溶液的成型罐中，搅拌反应，待所 有羧甲基壳聚糖水相溶液注入完毕后继续交联反应10小时，将所得的固化微球抽滤分离， 用石油醚洗涤，冷冻干燥，无需过筛，制得干燥微球0. 62g。
[0033] 3、理化检测结果见表1 : 表1实施例1微球理化检测结果
【权利要求】
1. 一种羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其特征在于：具体操作为：使油相在油相管路 中以一定流速流动，将羧甲基壳聚糖水相以缓慢速度从水相管路中垂直注入油相管路中， 通过油相流体的剪切力将羧甲基壳聚糖水相分离成大小均匀的液滴，所述液滴随油相流动 进入盛有交联剂乳液的容器，搅拌下交联固化成微球，分离，洗涤，干燥，即得。
2. 如权利要求1所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其特征在于：所述油相选自液 体石蜡、大豆油、花生油、航空煤油或其中任两种成分任意比例的混合物。
3. 如权利要求2所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其特征在于：所述油相为液体 石蜡和大豆油的以体积比（1~4) :1的混合物。
4. 如权利要求2所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其特征在于：所述油相为液体 石蜡和航空煤油以体积比（1~4) :1的混合物。
5. 如权利要求2~4中任一项所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其特征在于：所述 油相中进一步添加占油相总体积百分比为2%的第一乳化剂，所述第一乳化剂选自月桂醇 聚醚硫酸酯、司盘80或十二烷基苯磺酸钠。
6. 如权利要求1所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其特征在于：所述羧甲基壳聚 糖水相为将羧甲基壳聚糖溶解于纯化水中制得的溶液，其中羧甲基壳聚糖的质量百分含量 为1?5%，优选为1. 5%。
7. 如权利要求6所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其特征在于：所述羧甲基壳聚 糖水相中进一步添加占溶液质量百分含量为〇. 5~1. 5%的NaCl、NaHCO3或Na2CO315
8. 如权利要求1所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其特征在于：所述交联剂乳液 由交联剂水溶液：油相：第二乳化剂以体积比100 :1〇〇 :(〇. 5~2)的比例混合乳化而成，其 中，交联剂水溶液中交联剂的体积百分含量为1~1〇%，优选为5%，所述交联剂选自戊二醛、 京尼平或原花青素，所述第二乳化剂选自吐温20、卵磷脂或豆磷脂。
9. 如权利要求8所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其特征在于：所述交联剂水溶 液中进一步加入占交联剂水溶液质量百分含量为〇. 5~2%的NaCl。
10. 如权利要求1所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其特征在于：交联固化的时间 为2?20h。
11. 如权利要求1所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其特征在于：所述干燥为冷冻 干燥或真空低温干燥。
12. 如权利要求1~11中任一项所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其特征在于：所 述羧甲基壳聚糖水相溶液注入油相时的管孔内径为注入时羧甲基壳聚糖水相 溶液流速为1-20 U L/min ;油相流速为200-2000 ii L/min。
13. 如权利要求12所述的羧甲基壳聚糖微球的制备方法，其特征在于：所述油相管路 内径为 50(Tl000iim。
14. 如权利要求1~11所述的壳聚糖微球的制备方法，其特征在于：所述干燥步骤替换 为将洗涤后微球以Ig : (1~1〇) ml的比例置于生理盐水或PBS缓冲溶液中保存。
【文档编号】C08J3/12GK104208756SQ201410434230
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】李鹏达, 贾晓伟, 刘媞, 李璟, 李素哲 申请人:石家庄亿生堂医用品有限公司