專利名稱：一種生物活性控釋微球及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物藥物及其制劑，用于制備靶向控釋生物活性藥物，屬于生物醫(yī)用高分子材料及靶向藥物控釋系統(tǒng)領(lǐng)域。
生物活性藥物，如蛋白質(zhì)和多肽類藥物，它們的療效十分明顯，已經(jīng)成為治療某些疾病必不可少的藥物，盡管價(jià)格昂貴，但仍有廣闊的市場。干擾素是機(jī)體感染病毒時(shí)，宿主細(xì)胞通過抗病毒應(yīng)答產(chǎn)生的一組結(jié)構(gòu)類似、功能相近的低分子糖蛋白，是抗病毒感染最重要的一種免疫因子。重組人α干擾素，是從人白細(xì)胞中克隆出α干擾素基因，通過先進(jìn)的生物工程技術(shù)，在體外大規(guī)模生產(chǎn)出人α干擾素。重組人α干擾素與天然型具有相同的分子結(jié)構(gòu)和生物學(xué)作用。30多年的應(yīng)用證實(shí)α干擾素具有四大功能免疫調(diào)節(jié)作用、抗病毒作用、抗細(xì)胞增殖作用和抗肝纖維化作用。因而α干擾素可用于治療病毒或感染性疾病、腫瘤的生物治療及阻斷或延緩肝纖維化和肝硬化的進(jìn)展。雖然干擾素作為抗病毒與抗腫瘤制劑，目前已較廣泛地應(yīng)用于臨床，但由于干擾素類多肽藥物在血液中的半衰期一般很短，靜脈注射后很快就被清除或降解。為了達(dá)到療效，需要經(jīng)常、大劑量及長時(shí)間給藥。因此引發(fā)了較為普遍的毒副作用。最常見的是發(fā)熱及流感樣綜合征，患者體重減輕、脫發(fā)、情緒激動，骨髓抑制致血細(xì)胞、血小板減少，輕度貧血，偶而可發(fā)生神經(jīng)系統(tǒng)損傷，影響內(nèi)分泌系統(tǒng)功能，體內(nèi)酶的作用活性易受到破壞，亦有產(chǎn)生干擾素抗體者，這不僅給患者帶來了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，而且給肉體帶來了巨大的痛苦。
口服緩釋、控釋制劑是近代國內(nèi)外醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展的重要方向，由于開發(fā)周期短，投入較少，經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)低，且因產(chǎn)品技術(shù)含量增加而附加值顯著提高等優(yōu)點(diǎn)而被制藥行業(yè)看好。微球技術(shù)已廣泛用于藥物、多肽和蛋白疫苗的研究與開發(fā)。基于核-殼結(jié)構(gòu)的生物活性物質(zhì)微球控制釋放體系不僅能提高藥物的生物利用度，降低藥物的毒副作用，簡化給藥方式，提高和延長藥物的生物活性，而且藥物的釋放可通過聚合物的降解控制，進(jìn)行緩慢釋放或脈沖釋放，藥物釋放完畢后，載體材料不需取出。本發(fā)明制備的核-殼結(jié)構(gòu)的生物活性物質(zhì)微球控制釋放劑型，將克服傳統(tǒng)藥物制劑需每天，大劑量注射方能湊效的缺點(diǎn)，這種微球制劑只需每月注射或口服一次，其療效高副作用小。
生物活性物質(zhì)可生物降解聚合物緩釋微球的優(yōu)越性是十分明顯的，對靶向控制釋放體系的載體材料，國內(nèi)外曾采用聚苯乙烯和白蛋白、脂質(zhì)體等作為載體，前者不能生物降解，后者其生物降解周期短；顯然，這些材料用于制備緩釋靶向控釋制劑是不合適的。近年來，國外已著手研究以可生物降解聚合物免疫佐劑材料，如聚乳酸(PLA)，聚乳酸-聚乙醇酸共聚物(PLGA)等，來制備靶向藥物控制釋放體系，取得了一些令人滿意的結(jié)果。1984年，Allen等的研究證實(shí)用聚乳酸微粒作為抗原提呈系統(tǒng)的可能性；1991年，Eldridge研究組及O’Hagan等的研究證實(shí)口服具有特定粒徑及分布和表面性質(zhì)的微球，可通過消化道進(jìn)入人體，對網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)達(dá)到良好的靶向性，同時(shí)具有緩釋抗原和佐劑效應(yīng)，能在較長時(shí)間內(nèi)刺激機(jī)體產(chǎn)生較強(qiáng)的免疫效應(yīng)；S.Cohen等用PLGA為載體材料包裹蛋白制備微球也取得了滿意的結(jié)果；Chang等的研究采用復(fù)乳溶劑揮發(fā)法制備破傷風(fēng)毒素(TT)PLGA微球，TT包封率超過90％，載藥量為0.48-0.9％；但是，研究表明目前用于制備微球的可生物降解聚合物載體仍存在一些不足，如蛋白包裹量低(約1％左右)，特別是藥物的生物學(xué)活性保持率低，且生物活性時(shí)間維持短等。國內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道的用聚乳酸及其共聚物制備的微球，主要存在以下不足(1)作為藥物載體材料的聚乳酸及其共聚物是疏水性材料，對親水性的疫苗或藥物親合性不強(qiáng)，導(dǎo)致包裹量和包裹效率低；(2)工藝條件不穩(wěn)定；
(3)具有生物活性的疫苗或藥物經(jīng)包裹后易喪失活性；(4)微球制備技術(shù)不穩(wěn)定，難于放大。
本發(fā)明的目的是為了解決以上問題，開發(fā)新一代方便可靠、安全、生物活性保持率高的長效控釋生物活性微球制劑。為了提高聚合物與藥物的親合性，本發(fā)明將親水性的聚乙二醇引入疏水性的聚乳酸鏈段中，制備出了可生物降解的雙親性聚-D，L-乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物(PELA)作為微球的外殼材料，將電荷相反的親水性甲殼素-海藻酸鹽復(fù)合物微球的內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)了核-殼結(jié)構(gòu)的生物活性物質(zhì)控制釋放微球制劑的制備。該核-殼結(jié)構(gòu)的微球粒徑在10微米以下，表面光滑無粘連，藥物攜載量為2％以上，生物學(xué)活性保持率在60％以上，每月注射或口服一次，療效高副作用小。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容(1)聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物(PELA)載體材料的合成摒棄了以辛酸亞錫為催化劑制備PELA的傳統(tǒng)方法。采用無毒的非錫催化劑，通過常壓溶液聚合法制備醫(yī)用PELA，大大降低了微球制劑的生產(chǎn)成本，具有較強(qiáng)的技術(shù)創(chuàng)新性；(2)用電荷相反的天然高分子與干擾素制備納米級復(fù)合物內(nèi)核，再在其外層用雙乳液溶劑抽提法包覆PELA外殼材料，制備出了包裹量2％，包裹效率70％左右，生物活性保持60％以上效果明顯且具有良好靶向性的核-殼結(jié)構(gòu)生物活性物質(zhì)控制釋放微球制劑，這種方法具有原始創(chuàng)新性。
(3)本發(fā)明的積極效果是A、由于采用親水性甲殼素-海藻酸鹽和干擾素復(fù)合物為微球的內(nèi)核材料，再在其外層包覆雙親性的聚乳酸-聚醚嵌段共聚物(PELA)作為微球的外殼載體，避免了生物活性藥物直接與有機(jī)溶劑接觸，有效的保持了藥物的生物學(xué)活性。
B、發(fā)明微球基質(zhì)外殼材料選用粘均分子量6,000，聚乙二醇(PEG)嵌段為10％(W/W)的PELA共聚物。與目前的其它可生物降解聚合物載體相比，可提高微球中蛋白疫苗包裹量及包裹效率，提高微球中包裹蛋白的比活性及制備過程蛋白活性收率等。
本發(fā)明選擇的乳酸類共聚物分子量在8×103～10×104；水相分散介質(zhì)采用水解度為80％～95％的聚乙烯醇(PVA)水溶液，PVA的重均分子量為10,000～100,000，其濃度范圍是1％～50％；
作為本發(fā)明基質(zhì)材料的有機(jī)溶劑是丙酮，甲醇和二氯甲烷或它們的混合溶劑；作為本發(fā)明的功能輸入裝置采用電子恒速攪拌器，其攪拌速度為200～2000轉(zhuǎn)/分；作為本發(fā)明的前期乳化時(shí)間為1～30分鐘；采用本發(fā)明可制得具有良好生物相容性，可生物降解，藥物結(jié)構(gòu)保持完整，生物學(xué)活性保持率高，每月注射或口服一次，療效更高副作用小的生物活性物質(zhì)控制釋放微球制劑。該微球粒徑在10微米以下，表面光滑無粘連(
圖1)，粒徑分布在0.5～10微米(圖2)，可口服或注射靶向給藥。
圖2.采用本發(fā)明制備的核-殼結(jié)構(gòu)的干擾素微球的粒徑分布圖。用激光粒度散射儀(Mastersizer 2000英國)測定粒徑大小及分布。
準(zhǔn)確移取1.5ml海藻酸鈉(1.5％)在攪拌下慢慢加入4ml甲殼素水溶液(2.0％)形成復(fù)合物。準(zhǔn)確稱量PELA10g，溶于100ml二氯甲烷中。量取PVA水溶液(12％)150ml，裝入500ml的三頸瓶。開動電子恒速攪拌，轉(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分。將完全溶解的PELA溶液慢慢滴加入復(fù)合物中，然后再將此混合液加入水相分散介質(zhì)。加料完畢后，轉(zhuǎn)速增至800轉(zhuǎn)/分，維持此攪拌速度25分鐘，然后將轉(zhuǎn)速降至200轉(zhuǎn)/分，持續(xù)攪拌8小時(shí)。待溶劑揮發(fā)完畢，將乳液離心分離，離心速度5000轉(zhuǎn)/分，時(shí)間10分鐘，倒去上層清液，用蒸餾水洗滌沉淀。重復(fù)三次，收集白色沉淀，冷凍干燥，產(chǎn)率95％。
實(shí)施例2包裹量為2％，粒徑小于10微米的干擾素緩釋微球的制備準(zhǔn)確移取1.0ml海藻酸鈉(1.5％)和準(zhǔn)確量取1.5ml干擾素水溶液(1.0mg/ml)混合均勻，在攪拌下將混合水溶液慢慢加入2.5ml甲殼素水溶液(2.0％)形成復(fù)合物。準(zhǔn)確稱量PELA1.6g，溶于16ml二氯甲烷中。將共聚物有機(jī)溶液放入超聲分散裝置中，在超聲分散條件下，慢慢加入復(fù)合物水溶液，超聲分散20分鐘得到油包水乳液。量取PVA水溶液(12％)24ml，裝入100ml的三頸瓶。開動電子恒速攪拌，轉(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分。按實(shí)施例1將油包水乳液滴加入水相分散介質(zhì)，轉(zhuǎn)速增至800轉(zhuǎn)/分，維持此攪拌速度25分鐘，然后將轉(zhuǎn)速降至200轉(zhuǎn)/分，持續(xù)攪拌8小時(shí)，然后按實(shí)施例1洗滌處理。冷凍干燥，產(chǎn)率95％。
參考文獻(xiàn)1.Allen.et al.，Am.J.Nat.1984，170，483-4892.Eldridge.et al.，Molecular Immunology，1991，28，287-2923.O’Hagan.et al.，Immunology，1991，73，2394.S.Cohen.et al.，Pharm.Res.1991，8(6)，713-7205.Chang.et al.，J.Pharm.Sci，1996％，65，129
權(quán)利要求
1.一種生物活性物質(zhì)控制釋放微球及其制備方法，其特征為微球?yàn)楹藲そY(jié)構(gòu)，外層殼材料為可生物降解的聚-DL-乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物(PELA)，內(nèi)核為天然高分子與生物活性物質(zhì)復(fù)合物，微球作為攜載生物活性物質(zhì)的載體，可用于對生物的靶向給藥及控制釋放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，其特征在于微球制備方法是先通過相反電荷的親水天然高分子與生物活性物質(zhì)形成納米復(fù)合物核；再用復(fù)乳法將溶于有機(jī)溶劑的聚-DL-乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物(PELA)包覆在其外層；攪拌下，在水相分散介質(zhì)中揮去溶劑，冷凍干燥，制得核-殼結(jié)構(gòu)控釋微球粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的微球，其特征是聚乙二醇(PEG)在微球外殼材料中的重量百分比為5％～50％，分子量為4×102～2×104；PELA的粘均分子量為7×103～9×104。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，其特征是生物活性物質(zhì)為蛋白藥物、胰島素等多肽類藥物、疫苗和基因藥物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的生物活性物質(zhì)，其特征是干擾素及海藻酸鈉與親水性天然高分子甲殼素形成的納米級復(fù)合物微核。
6.根據(jù)權(quán)利要求2制得的微球，其特征是生物活性物質(zhì)包裹效率可達(dá)70％，生物活性保持率在60％以上，微球粒徑分布為0.5-10微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征是有機(jī)溶劑為丙酮，甲醇和二氯甲烷或它們的混合溶劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征是PELA有機(jī)溶液的濃度為1％～50％(W/W)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征是水相分散介質(zhì)為聚乙烯醇(PVA)水溶液，PVA的水解度為80～95％，重均分子量為10,000～100,000，濃度為1％～50％。
10.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征是攪拌速度為200～2000rpm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物活性物質(zhì)控制釋放微球及其制備方法。其特征是該微球以可生物降解的聚－DL－乳酸－聚乙二醇嵌段共聚物(Poly－dl－lactide－b－polyethyleneglycol，PELA)為殼，以親水性天然高分子與生物活性物質(zhì)復(fù)合物為核，用雙乳液體系溶劑抽提法，制得核－殼結(jié)構(gòu)的生物活性控釋微球制劑。所得微球外觀規(guī)整、光滑，粒徑大小和分布可控。藥物的生物活性保持率可達(dá)60％以上，包封率可達(dá)70％。
文檔編號A61K47/34GK1463696SQ02113878
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月14日
發(fā)明者周紹兵, 鄧先模 申請人:中國科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)研究所