离子交联制备药物缓释用壳聚糖微球的方法
专利名称：离子交联制备药物缓释用壳聚糖微球的方法
技术领域：
本发明涉及一种离子交联制备药物缓释用壳聚糖微球的方法。
壳聚糖是一种从虾蟹壳等提取的天然生物高分子，自然界储量丰富，且取之不尽，用之不竭。壳聚糖拥有很多优异的性能，如良好的生物相容性、生物降解性、成膜性、生物粘结性等。并且还具有独特的聚阳离子特性。所以壳聚糖在化工、农业、化妆品、药剂工业得到了广泛的研究和应用。
制备聚合物含药微球是实现药物控释的重要途径之一。到目前为止，已有很多方法用于制备壳聚糖微球，其中主要有以下三种第一种是最常用的乳化交联法。把含壳聚糖的有机酸溶液乳化于油相形成W／O微乳，加入化学交联剂(戊二醛等)交联固化。此法制备的壳聚糖微球粒径可以小至几个微米，但有机交联剂的残余会对生物体产生毒副作用，同时有机交联剂也可能使多肽蛋白等药物发生交联而失去生物活性。第二种方法称为简单共凝聚法。把壳聚糖溶液从喷嘴挤出形成微小液滴，然后使小液滴在凝固液中凝固。所使用的凝固液一般为NaOH，NaOH-methanol等。此法适合于制备较大粒径的壳聚糖微球(几百微米～几千微米)。但较高浓度的NaOH和有机溶剂的使用也会导致很多副效应，尤其是不适合作为多肽蛋白等生物活性药物的控释微球。
为了克服上述方法的缺陷，人们发展了温和的离子交联法用于制备壳聚糖微球。其基本原理是利用多价阴离子与壳聚糖阳离子基团之间的静电相互作用使壳聚糖溶液产生可逆的物理交联，从而避免了化学共价交联剂和其它有机溶剂的使用。离子交联法所制备的壳聚糖微球不仅可以作为一般药物的缓释载体，而且在多肽蛋白等生物活性药物的缓释方面更具有其优越性。
1989年Bodmeier等把壳聚糖溶液滴加入三聚磷酸钠凝固液，制备了大粒径的离子交联壳聚糖微球。之后，这个过程在药剂方面的应用得到了研究。例如1993年Shiraish等把三聚磷酸钠交联的壳聚糖微球用于indomethacin的口服缓释制剂，动物试验结果良好。1995年Sezer等则研究了三聚磷酸钠交联壳聚糖微球作为piroxicam缓释载体的可行性。同时，离子交联壳聚糖微球在多肽蛋白药物缓释方面也取得了较大的进展，所采用的药物种类包括牛血清白蛋白，salmon calcitonin，tetanus toxoid等等。
然而，迄今为止，离子交联壳聚糖微球一般都是直接把壳聚糖溶液滴加入交联离子溶液来制备，这个过程存在两个主要问题。一是难以制备小粒径(几十微米)壳聚糖微球；二是所制备的大粒径微球机械强度很差，在制备过程中极易破碎。为了解决第二个问题，1998年Aral等希望通过在大粒径三聚磷酸钠交联壳聚糖微球表面复合海藻酸钠膜来提高微球机械强度，但未取得理想的结果。
本发明的目的是提供一种离子交联制备药物缓释用壳聚糖微球的方法。
为了达到上述目的本发明采取下列措施一种离子交联制备药物缓释用壳聚糖微球的方法，它是将1～8％含药物的壳聚糖溶液，再加入1～8％明胶或琼脂糖或者琼脂，搅拌均匀，然后在30～60℃恒温2～5小时，通过针头滴加入-10～15℃冷的植物油中，20～40分钟后，加入0．1～5％冷的三聚磷酸钠或硫酸钠或柠檬酸钠交联离子溶液，轻微搅拌20～40分钟后过滤，水洗干燥即可。
另一种离子交联制备药物缓释用壳聚糖微球的方法，它是将1～8％含药物的壳聚糖溶液，再加入1～8％明胶或琼脂糖或者琼脂，搅拌均匀后在30～60℃恒温2～5小时，然后加入5～20倍体积的植物油，在30～60℃下搅拌5～15分钟，形成W／O乳液，在-10～15℃冷却20～40分钟，加入0．1～5％冷的三聚磷酸钠或硫酸钠或柠檬酸钠交联离子溶液，搅拌20～40分钟，离心分离，水洗干燥即可。
本发明的优点1．通过在壳聚糖溶液中引入其它生物相容生物降解且在低温下发生凝聚的组份(如琼脂糖，明胶等)，壳聚糖大分子与多价阴离子发生均匀的静电交联，从而使制备的大粒径壳聚糖微球的机械性能得到显著的提高(几十～几百倍)，达到了实用的要求。
2．采用本发明可以非常方便地制备形态好、粒径小的离子交联壳聚糖微球(约几个微米)，宜于注射使用。同时制备过程容易放大。
3．在低温凝聚条件下制备微球，所载药物在制备过程中的损失减少，显著提高了药物的包埋率(大于90％)，并可在一定程度上延长药物的缓释效果。
4．在低温和无溶剂等温和条件下制备微球，可有效保持蛋白类药物的生物活性。所以，本发明所制备的微球不仅适合于作为一般小分子药物的缓释载体，并且在多肽蛋白类药物(如GCSF、干扰素、疫苗等)的缓释更具有优越性。
下面结合实施例作详细说明实例1．4％壳聚糖溶液，再加入4％明胶，搅拌均匀。然后在30～40℃恒温4小时，通过7号针头滴加入冷的植物油中。30分钟后，加入1．0％冷的三聚磷酸钠的溶液，轻微搅拌30分钟后过滤，水洗，得到粒径约3mm的大粒径离子交联壳聚糖微球。微球的单轴抗压性能可达0．85牛顿／颗，比传统方法制备的微球高50～100倍。
实例2．4％壳聚糖和1％模型药物(荧光葡聚糖，Mw 71200)的溶液中，加入4％琼脂糖，搅拌均匀。然后在50～60℃恒温4小时，通过7号针头滴加入冷的植物油中。30分钟后，加入1．0％冷的硫酸钠溶液，轻微搅拌30分钟后过滤，水洗，得到粒径约3mm的大粒径离子交联壳聚糖微球。荧光葡聚糖的包埋率高达90％，比在传统方法条件下制备高20％～40％。同时微球对药物的缓释效果也有一定的提高。
实例3．3％壳聚糖和1％模型药物(荧光葡聚糖，Mw 71200)的溶液中，加入3％琼脂，搅拌均匀。然后在50～60℃恒温4小时，通过8号针头滴加入冷的植物油中。30分钟后，加入2．5％冷的柠檬酸钠溶液，轻微搅拌30分钟后过滤，水洗，得到粒径约4mm的大粒径离子交联壳聚糖微球。荧光葡聚糖的包埋率高达90％，比在传统方法条件下制备高20％～40％。同时微球对药物的缓释效果也有一定的提高。
实例4．4％壳聚糖和1％模型药物(亮兰)溶液中，再加入4％明胶，搅拌均匀后在30～40℃恒温4小时。然后加入10倍体积的植物油，在30～40℃下搅拌10分钟(转速100转／分)，形成W／O乳液。在4℃冷却30分钟，加入1．0％冷的三聚磷酸钠溶液，再搅拌30分钟，离心分离，水洗干燥，得到形态较好，粒径小(约10微米)且分布很窄的微球。同时模型药物的包埋率超过80％。
实例5．4％壳聚糖和1％模型药物(亮兰)溶液中，再加入3％琼脂糖，搅拌均匀后在50～60℃恒温4小时。然后加入15倍体积的植物油，在50～60℃下搅拌10分钟(转速100转／分)，形成W／O乳液。在10℃冷却30分钟，加入1．5％冷的硫酸钠溶液，再搅拌30分钟，离心分离，水洗干燥，得到形态较好，粒径小(约15微米)且分布很窄的微球。同时模型药物的包埋率超过80％。
实例6．3％壳聚糖和1％模型药物(亮兰)溶液中，再加入2％琼脂，搅拌均匀后在50～60℃恒温4小时。然后加入15倍体积的植物油，在50～60℃下搅拌10分钟(转速200转／分)，形成W／O乳液。在10℃冷却30分钟，加入2％冷的柠檬酸钠溶液，再搅拌30分钟，离心分离，水洗干燥，得到形态较好，粒径小(约8微米)且分布很窄的微球。同时模型药物的包埋率超过80％。
权利要求
1．一种离子交联制备药物缓释用壳聚糖微球的方法，其特征在于1～8％含药物的壳聚糖溶液，再加入1～8％明胶或琼脂糖或者琼脂，搅拌均匀，然后在30～60℃恒温2～5小时，通过针头滴加入-10～15℃冷的植物油中，20～40分钟后，加入0．1～5％冷的三聚磷酸钠或硫酸钠或柠檬酸钠交联离子溶液，轻微搅拌20～40分钟后过滤，水洗干燥即可。
2．一种离子交联制备药物缓释用壳聚糖微球的方法，其特征在于1～8％含药物的壳聚糖溶液，再加入1～8％明胶或琼脂糖或者琼脂，搅拌均匀后在30～60℃恒温2～5小时，然后加入5～20倍体积的植物油，在30～60℃下搅拌5～15分钟，形成W／O乳液，在-10～15℃冷却20～40分钟，加入0．1～5％冷的三聚磷酸钠或硫酸钠或柠檬酸钠交联离子溶液，搅拌20～40分钟，离心分离，水洗干燥即可。
全文摘要
本发明公开了一种离子交联制备药物缓释用壳聚糖微球的方法,它是将1～8%含药物的壳聚糖溶液,再加入1～8%明胶或琼脂糖或者琼脂,搅拌均匀,然后在30～60℃恒温2～5小时,通过针头滴加入－10～15℃冷的植物油中,20～40分钟后,加入0.1～5%冷的三聚磷酸钠或硫酸钠或柠檬酸钠交联离子溶液,轻微搅拌20～40分钟后过滤,水洗干燥即可。本发明使制备的大粒径壳聚糖微球的机械性能得到显著的提高,并可方便地制备形态好、粒径小的壳聚糖微球。
文档编号A61K9/30GK1290524SQ99121128
公开日2001年4月11日 申请日期1999年9月30日 优先权日1999年9月30日
发明者朱康杰, 舒晓正 申请人:浙江大学
技术领域：
本发明涉及一种离子交联制备药物缓释用壳聚糖微球的方法。
壳聚糖是一种从虾蟹壳等提取的天然生物高分子，自然界储量丰富，且取之不尽，用之不竭。壳聚糖拥有很多优异的性能，如良好的生物相容性、生物降解性、成膜性、生物粘结性等。并且还具有独特的聚阳离子特性。所以壳聚糖在化工、农业、化妆品、药剂工业得到了广泛的研究和应用。
制备聚合物含药微球是实现药物控释的重要途径之一。到目前为止，已有很多方法用于制备壳聚糖微球，其中主要有以下三种第一种是最常用的乳化交联法。把含壳聚糖的有机酸溶液乳化于油相形成W／O微乳，加入化学交联剂(戊二醛等)交联固化。此法制备的壳聚糖微球粒径可以小至几个微米，但有机交联剂的残余会对生物体产生毒副作用，同时有机交联剂也可能使多肽蛋白等药物发生交联而失去生物活性。第二种方法称为简单共凝聚法。把壳聚糖溶液从喷嘴挤出形成微小液滴，然后使小液滴在凝固液中凝固。所使用的凝固液一般为NaOH，NaOH-methanol等。此法适合于制备较大粒径的壳聚糖微球(几百微米～几千微米)。但较高浓度的NaOH和有机溶剂的使用也会导致很多副效应，尤其是不适合作为多肽蛋白等生物活性药物的控释微球。
为了克服上述方法的缺陷，人们发展了温和的离子交联法用于制备壳聚糖微球。其基本原理是利用多价阴离子与壳聚糖阳离子基团之间的静电相互作用使壳聚糖溶液产生可逆的物理交联，从而避免了化学共价交联剂和其它有机溶剂的使用。离子交联法所制备的壳聚糖微球不仅可以作为一般药物的缓释载体，而且在多肽蛋白等生物活性药物的缓释方面更具有其优越性。
1989年Bodmeier等把壳聚糖溶液滴加入三聚磷酸钠凝固液，制备了大粒径的离子交联壳聚糖微球。之后，这个过程在药剂方面的应用得到了研究。例如1993年Shiraish等把三聚磷酸钠交联的壳聚糖微球用于indomethacin的口服缓释制剂，动物试验结果良好。1995年Sezer等则研究了三聚磷酸钠交联壳聚糖微球作为piroxicam缓释载体的可行性。同时，离子交联壳聚糖微球在多肽蛋白药物缓释方面也取得了较大的进展，所采用的药物种类包括牛血清白蛋白，salmon calcitonin，tetanus toxoid等等。
然而，迄今为止，离子交联壳聚糖微球一般都是直接把壳聚糖溶液滴加入交联离子溶液来制备，这个过程存在两个主要问题。一是难以制备小粒径(几十微米)壳聚糖微球；二是所制备的大粒径微球机械强度很差，在制备过程中极易破碎。为了解决第二个问题，1998年Aral等希望通过在大粒径三聚磷酸钠交联壳聚糖微球表面复合海藻酸钠膜来提高微球机械强度，但未取得理想的结果。
本发明的目的是提供一种离子交联制备药物缓释用壳聚糖微球的方法。
为了达到上述目的本发明采取下列措施一种离子交联制备药物缓释用壳聚糖微球的方法，它是将1～8％含药物的壳聚糖溶液，再加入1～8％明胶或琼脂糖或者琼脂，搅拌均匀，然后在30～60℃恒温2～5小时，通过针头滴加入-10～15℃冷的植物油中，20～40分钟后，加入0．1～5％冷的三聚磷酸钠或硫酸钠或柠檬酸钠交联离子溶液，轻微搅拌20～40分钟后过滤，水洗干燥即可。
另一种离子交联制备药物缓释用壳聚糖微球的方法，它是将1～8％含药物的壳聚糖溶液，再加入1～8％明胶或琼脂糖或者琼脂，搅拌均匀后在30～60℃恒温2～5小时，然后加入5～20倍体积的植物油，在30～60℃下搅拌5～15分钟，形成W／O乳液，在-10～15℃冷却20～40分钟，加入0．1～5％冷的三聚磷酸钠或硫酸钠或柠檬酸钠交联离子溶液，搅拌20～40分钟，离心分离，水洗干燥即可。
本发明的优点1．通过在壳聚糖溶液中引入其它生物相容生物降解且在低温下发生凝聚的组份(如琼脂糖，明胶等)，壳聚糖大分子与多价阴离子发生均匀的静电交联，从而使制备的大粒径壳聚糖微球的机械性能得到显著的提高(几十～几百倍)，达到了实用的要求。
2．采用本发明可以非常方便地制备形态好、粒径小的离子交联壳聚糖微球(约几个微米)，宜于注射使用。同时制备过程容易放大。
3．在低温凝聚条件下制备微球，所载药物在制备过程中的损失减少，显著提高了药物的包埋率(大于90％)，并可在一定程度上延长药物的缓释效果。
4．在低温和无溶剂等温和条件下制备微球，可有效保持蛋白类药物的生物活性。所以，本发明所制备的微球不仅适合于作为一般小分子药物的缓释载体，并且在多肽蛋白类药物(如GCSF、干扰素、疫苗等)的缓释更具有优越性。
下面结合实施例作详细说明实例1．4％壳聚糖溶液，再加入4％明胶，搅拌均匀。然后在30～40℃恒温4小时，通过7号针头滴加入冷的植物油中。30分钟后，加入1．0％冷的三聚磷酸钠的溶液，轻微搅拌30分钟后过滤，水洗，得到粒径约3mm的大粒径离子交联壳聚糖微球。微球的单轴抗压性能可达0．85牛顿／颗，比传统方法制备的微球高50～100倍。
实例2．4％壳聚糖和1％模型药物(荧光葡聚糖，Mw 71200)的溶液中，加入4％琼脂糖，搅拌均匀。然后在50～60℃恒温4小时，通过7号针头滴加入冷的植物油中。30分钟后，加入1．0％冷的硫酸钠溶液，轻微搅拌30分钟后过滤，水洗，得到粒径约3mm的大粒径离子交联壳聚糖微球。荧光葡聚糖的包埋率高达90％，比在传统方法条件下制备高20％～40％。同时微球对药物的缓释效果也有一定的提高。
实例3．3％壳聚糖和1％模型药物(荧光葡聚糖，Mw 71200)的溶液中，加入3％琼脂，搅拌均匀。然后在50～60℃恒温4小时，通过8号针头滴加入冷的植物油中。30分钟后，加入2．5％冷的柠檬酸钠溶液，轻微搅拌30分钟后过滤，水洗，得到粒径约4mm的大粒径离子交联壳聚糖微球。荧光葡聚糖的包埋率高达90％，比在传统方法条件下制备高20％～40％。同时微球对药物的缓释效果也有一定的提高。
实例4．4％壳聚糖和1％模型药物(亮兰)溶液中，再加入4％明胶，搅拌均匀后在30～40℃恒温4小时。然后加入10倍体积的植物油，在30～40℃下搅拌10分钟(转速100转／分)，形成W／O乳液。在4℃冷却30分钟，加入1．0％冷的三聚磷酸钠溶液，再搅拌30分钟，离心分离，水洗干燥，得到形态较好，粒径小(约10微米)且分布很窄的微球。同时模型药物的包埋率超过80％。
实例5．4％壳聚糖和1％模型药物(亮兰)溶液中，再加入3％琼脂糖，搅拌均匀后在50～60℃恒温4小时。然后加入15倍体积的植物油，在50～60℃下搅拌10分钟(转速100转／分)，形成W／O乳液。在10℃冷却30分钟，加入1．5％冷的硫酸钠溶液，再搅拌30分钟，离心分离，水洗干燥，得到形态较好，粒径小(约15微米)且分布很窄的微球。同时模型药物的包埋率超过80％。
实例6．3％壳聚糖和1％模型药物(亮兰)溶液中，再加入2％琼脂，搅拌均匀后在50～60℃恒温4小时。然后加入15倍体积的植物油，在50～60℃下搅拌10分钟(转速200转／分)，形成W／O乳液。在10℃冷却30分钟，加入2％冷的柠檬酸钠溶液，再搅拌30分钟，离心分离，水洗干燥，得到形态较好，粒径小(约8微米)且分布很窄的微球。同时模型药物的包埋率超过80％。
权利要求
1．一种离子交联制备药物缓释用壳聚糖微球的方法，其特征在于1～8％含药物的壳聚糖溶液，再加入1～8％明胶或琼脂糖或者琼脂，搅拌均匀，然后在30～60℃恒温2～5小时，通过针头滴加入-10～15℃冷的植物油中，20～40分钟后，加入0．1～5％冷的三聚磷酸钠或硫酸钠或柠檬酸钠交联离子溶液，轻微搅拌20～40分钟后过滤，水洗干燥即可。
2．一种离子交联制备药物缓释用壳聚糖微球的方法，其特征在于1～8％含药物的壳聚糖溶液，再加入1～8％明胶或琼脂糖或者琼脂，搅拌均匀后在30～60℃恒温2～5小时，然后加入5～20倍体积的植物油，在30～60℃下搅拌5～15分钟，形成W／O乳液，在-10～15℃冷却20～40分钟，加入0．1～5％冷的三聚磷酸钠或硫酸钠或柠檬酸钠交联离子溶液，搅拌20～40分钟，离心分离，水洗干燥即可。
全文摘要
本发明公开了一种离子交联制备药物缓释用壳聚糖微球的方法,它是将1～8%含药物的壳聚糖溶液,再加入1～8%明胶或琼脂糖或者琼脂,搅拌均匀,然后在30～60℃恒温2～5小时,通过针头滴加入－10～15℃冷的植物油中,20～40分钟后,加入0.1～5%冷的三聚磷酸钠或硫酸钠或柠檬酸钠交联离子溶液,轻微搅拌20～40分钟后过滤,水洗干燥即可。本发明使制备的大粒径壳聚糖微球的机械性能得到显著的提高,并可方便地制备形态好、粒径小的壳聚糖微球。
文档编号A61K9/30GK1290524SQ99121128
公开日2001年4月11日 申请日期1999年9月30日 优先权日1999年9月30日
发明者朱康杰, 舒晓正 申请人:浙江大学
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