一种多孔高溶胀性明胶微球的制备

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。

说明书

技术领域

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

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。

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。

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。

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

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。

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(PDEMA),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。

本发明的有益效果：

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。

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。

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。

附图说明

图1多孔高溶胀性明胶微球的显微镜照片

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％

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

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。

实施例1

在250ml的三口烧瓶中置入50毫升石蜡油，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1小时，滴加1M 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。

实施例2

同实施例1，但是加入纳米碳酸钙粉末的重量分别为1克、2.0克、2.7克进行反应，再除去致孔剂，纯化干燥。

实施例3

在250ml的三口烧瓶中置入50毫升石蜡油，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1小时，滴加1M 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。

实施例4

同实施例3，但是以PEG400、PEG1000、分别代替PEG200。

实施例5

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。

实施例6

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℃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。最后用去离子水浸泡洗涤，干燥得到纯净的明胶微球。

实施例7

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。

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℃，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。