复配型生物交联剂交联壳聚糖的缓控释微球及其制备方法

摘要

本发明公开了一种复配型生物交联剂交联壳聚糖的缓控释微球，所述微球为球形，微球表面为多孔型结构，它由：壳聚糖3～20重量份，京尼平0.1～1重量份，香草醛0.01～25重量份，乳化剂20～30体积份，分散介质1000～3000体积份等原料制成；其制备方法包括壳聚糖溶液的配制、京尼平溶液的配制、香草醛溶液的配制、乳化制备缓控释微球等步骤。本发明使用京尼平和香草醛复配作为交联剂与壳聚糖共同交联得到缓控释微球，具有生物相容性和生物可降解性，克服了京尼平交联微球强度过高而释放缓慢以及香草醛交联微球极低的溶胀耐受性等缺点，使得微球的释放时间更适合人体对药物的释放要求，提高了微球释放的可控性。本发明适用于复配型生物交联剂交联壳聚糖的缓控释微球的制备。

说明书

技术领域

本发明属于医药领域，涉及一种缓控释微球及其制备方法，具体涉及一种复配型 生物交联剂交联壳聚糖的缓控释微球及其制备方法。

背景技术

目前，在壳聚糖利用乳化交联法制备缓控释微球的领域中，大部分交联剂采用的 是化学合成的交联剂，如甲醛、戊二醛、乙二醛等醛类化合物，其特征反应为碳氧双键的亲 核加成反应，交联键是亚胺键，由于交联剂都是直链结构，因此交联比较容易，成球效果较 好。这些化学合成的醛类交联剂被归为有毒试剂，使制得的壳聚糖微球在体内释放过程中 存在一定的安全问题，使其市场应用受到极大的限制。

京尼平为一种天然交联剂，具有羟基、酯基以及缩醛等多个活性官能团，其中主要 是京尼平的酯基和烯碳原子分别与壳聚糖分子中氨基发生交联反应，交联键主要是酰胺 键，因此形成的微球网状结构非常紧密，硬度较大，在体内对药物的释放主要通过微球溶胀 后的孔道，因此，不容易被降解而使释放过于缓慢，如文献ZhangY,YuY,ShiX,etal. Studyonthepreparationofgenipincrosslinkedchitosanmicrospheresof resveratrolandinvitrorelease[J].JournalofPolymerResearch,2013,20 (7):1-10.中所述的京尼平单一交联的壳聚糖缓控释微球在pH7.4时释放药量约为10%左 右，在pH3.6时释放药量约为30%左右，以此可得知单一京尼平交联壳聚糖微球的溶胀性较 差，微球释放药物缓慢且释放量低。另一种生物交联剂香草醛也被用于制备壳聚糖的缓控 释微球中。香草醛的活性基团羰基与壳聚糖分子中氨基发生Schiff反应形成亚胺，同时香 草醛中的羟基与壳聚糖之间形成氢键，由于在此交联过程中形成的氢键的强度低，对环境 条件非常敏感，容易被破坏，使得微球进入人体后极短的时间内迅速溶胀降解，将药物释 放，往往达不到预期的缓释时间。比如单一香草醛交联壳聚糖的缓控释微球加入到在水溶 液中，10分钟后已经完全崩解成不均匀的液态物，因此香草醛交联壳聚糖微球的缓释性能 差，不适合制备包覆药物的微球。由上述可知，京尼平和香草醛均为在植物中分离纯化得到 的天然生物提取物，较化学交联剂的毒性均低，但是单独使用京尼平或单独使用香草醛制 备出的缓控释微球的缓控释效果较差，要么释放太慢，要么释放太快，因此研究一种能够控 制缓控释释放时间的微球具有重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种复配型生物交联剂交联壳聚糖的缓控释微 球及其制备方法，使用京尼平和香草醛复配作为交联剂与壳聚糖共同交联得到缓控释微 球，其缓控释性能介于京尼平或香草醛单一交联壳聚糖微球的缓控释性能之间，使用复配 交联剂制备的微球进入人体后经酶代谢释放出的壳聚糖具有生物相容性和生物可降解性， 交联剂京尼平无任何细胞毒性，香草醛作为国家规定允许的食用香料，具有无毒无害等特 点。复配交联剂制备的微球与传统的单一交联剂所制备的微球相比，克服了京尼平交联微 球强度过高而释放缓慢以及香草醛交联微球极低的溶胀耐受性等缺点，使得微球的释放时 间更适合在人体对药物的释放要求，同时调整复配交联剂的比例，提高了微球释放的可控 性，有利于壳聚糖缓控释剂型在生物医学领域中的应用。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种复配型生物交联剂交联壳聚糖的缓控释微球，所述微球为球形，微球表面为多孔 型结构，制成其有效成分的原料包括：

壳聚糖3～20重量份，京尼平0.1～1重量份，

香草醛0.01～25重量份，乳化剂20～30体积份，

分散介质1000～3000体积份；

上述重量份数与体积份数的比例关系为克：毫升；

所述的分散介质为紫苏籽油，或为紫苏籽油与其它分散介质组成的复配型分散介质； 所述的其它分散介质为大豆油、橄榄油、月见草油或榛子油中的一种，或至少两种的混合 物。

作为本发明的一种限定，所述的乳化剂为Span-80、Span-85、Twen-80、Twen-85、 Poloxamer、OP-10中的一种，或至少两种的混合物。

作为本发明的另一种限定，所述的复配型分散介质为体积比为1：1～25的紫苏籽 油和其它分散介质。

本发明还提供了上述的复配型生物交联剂交联壳聚糖缓控释微球的一种制备方 法，按照以下步骤顺序进行：

(1)壳聚糖溶液的配制

将质量浓度为1～20%的乙酸溶液60～1000ml和壳聚糖混合搅拌均匀，静置待气泡消 去，得重量体积比浓度为2～5%的壳聚糖溶液A；

(2)京尼平溶液的配制

将京尼平加入到蒸馏水中，25～60℃下搅拌0.5～3h，降至室温，得重量体积比浓度 为0.5～2%的京尼平溶液B；

(3)香草醛溶液的配制

将香草醛加入到丙酮中，室温下搅拌，得重量体积比浓度为1～5%的香草醛溶液C；

(4)乳化制备缓控释微球

将壳聚糖溶液A加入到事先配好的含乳化剂的分散介质中，搅拌，调节混合物的温度， 得混合均匀的混合液D；

另取上述京尼平溶液B和香草醛溶液C加入混合液D中,搅拌，进行固化，控制固化过程 中的温度和固化时间，离心分离，乙酸乙酯清洗，抽滤，干燥，即得复配型生物交联剂交联壳 聚糖的缓控释微球。

作为本发明的一种限定，所述的步骤（4）中调节混合物的温度为15～60℃；固化 温度为25～50℃；固化时间为2～10h。

作为本发明的另一种限定，所述的步骤（4）中的乳化剂与分散介质的体积份数比 为1：50～100。

本发明还有一种限定，所述的步骤（4）中的京尼平溶液B和香草醛溶液C的体积比 为1：0.05～10。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

本发明所提供的微球由香草醛和京尼平复配交联壳聚糖制得，其溶胀性要高于京尼平 单一交联壳聚糖微球的溶胀性，并且没有出现崩解成不均匀液态的现象，实现了制备微球 的缓控释性能介于京尼平或香草醛单一交联壳聚糖微球的缓控释性能之间；并且微球表面 为多孔型结构，微球品质均一，粒径在1～80微米之间，溶胀率为210～320%。在生物交联剂 的选择过程中发现并非所有的生物交联剂都能够制备出粒径和溶胀率均合适的微球。

本发明反应过程中的操作条件比较容易控制，香草醛和京尼平复配与壳聚糖分子 之间发生的交联是多基团、多种交联机理交联，为了保证交联的顺利进行，实现微球在体内 释放药物的缓控释目的，整个制备过程需要调整京尼平和香草醛复配交联剂的比例，并同 时调节复配交联剂与壳聚糖的重量比，控制搅拌的强度和反应温度，调节京尼平和香草醛 复配交联剂加入乳化分散介质的速度，同时调整京尼平和香草醛之间的比例以及加入到乳 化分散介质中的先后顺序，使壳聚糖缓控释微球的粒径和表面状态可控，实现壳聚糖缓控 释微球溶胀的可控性，从而控制药物在体内达到更合适的缓慢释放。

本发明反应过程中使用了复配型分散介质，从而使制备的缓控释微球分散的更加 均匀，紫苏籽油中高含量的多元不饱和脂肪酸亚麻酸调整了原有体系中不饱和脂肪酸的比 例，从而使壳聚糖溶液均匀地分散到分散介质中，这也是使微球粒径小且分散均匀的原因 之一。

本发明适用于复配型生物交联剂交联壳聚糖的缓控释微球的制备。

本发明下面将结合具体实施例作进一步详细说明。

具体实施方式

实施例１一种复配型生物交联剂交联壳聚糖的缓控释微球及其制备方法

一种复配型生物交联剂交联壳聚糖的缓控释微球，所述微球为球形，微球表面为多孔 型结构，制成其有效成分的原料包括：

壳聚糖10g，京尼平0.5g，香草醛6g，Twen-8020ml，紫苏籽油2000ml；

制备上述的复配型生物交联剂交联壳聚糖缓控释微球的方法，按照以下步骤顺序进 行：

(1)壳聚糖溶液的配制

将质量浓度为5%的乙酸溶液200ml和10g的壳聚糖混合搅拌均匀，静置待气泡消去，制 得重量体积比的浓度为5%的壳聚糖溶液A；

(2)京尼平溶液的配制

将0.5g京尼平加入到25ml蒸馏水中，40℃下搅拌2h，搅拌均匀后，降至室温，即得重量 体积比的浓度为2%（g/ml）的京尼平溶液B；

(3)香草醛溶液的配制

将6g香草醛加入到200ml丙酮中，室温下搅拌，即得重量体积比浓度为3%（g/ml）的香草 醛溶液C；

(4)乳化制备缓控释微球

将壳聚糖溶液A加入到含Twen-80的紫苏籽油（Twen-80与紫苏籽油事先已经配好）中， 搅拌，调节混合物的温度为40℃，以得到混合均匀的混合液D；

等体积的取京尼平溶液B和香草醛溶液C，加入到混合液D中,之后进行搅拌和固化，控 制固化过程中的温度为30℃和固化时间为5h，技术后离心分离，乙酸乙酯清洗，抽滤，干燥， 即得复配型生物交联剂交联壳聚糖的缓控释微球，所制得的微球的粒径为30-50微米，溶胀 率为300%。

实施例2-6复配型生物交联剂交联壳聚糖的缓控释微球及其制备方法

实施例2-6分别为一种复配型生物交联剂交联壳聚糖的缓控释微球及其制备方法，其 与实施例1相似，区别之处仅在于原料的种类和用量、及制备方法中所涉及的技术参数不 同，具体见下表所示：

实施例2-8中所制得的微球的粒径均在1-8-微米之间，溶胀率均在210-320%之间。

实施例9不同交联剂所制得的微球效果比较

将选择与实施例2-8相同的制备微球的方法，但是使用不同的化学交联剂和生物交联 剂，制备方法为：将壳聚糖溶液滴加至搅拌的分散介质中，待乳化分散均匀后滴加交联剂进 行固化，反应结束后离心，乙酸乙酯清洗，干燥，即得交联的壳聚糖缓控释微球，结果如下所 示：

由上表可知，与化学交联剂相比，生物交联剂制备的微球进入体内后代谢产生的细胞 毒性大大减少，由此可以看出生物交联剂比化学交联剂更适合制备载药微球，但生物交联 剂氧化海藻酸钠和β-环糊精二醛制备的微球粒径较大且不均匀，香草醛交联制备微球进入 体内后迅速降解，京尼平交联制备的微球溶胀过于缓慢，但使用京尼平和香草醛进行复配 却能改变单一交联剂的不足，微球粒径分布均匀，溶胀耐受性较好。

实施例10复配型生物交联剂种类和用量的选择

由实施例9中的结果可以看出生物交联剂制得的微球的细胞毒性较化学交联剂的低， 选择不同种类的生物交联剂，结果表征也不同，明显可以看出复配型生物交联剂制得的微 球的粒径较小并且均匀，溶胀率能够达到较理想的状态，因此对复配型的生物交联剂进行 种类和用量的选择，具体如下表所示：

由上表可知，香草醛与氧化海藻酸钠或β-环糊精二醛交联不能制备出微球，京尼平与 氧化海藻酸钠或β-环糊精二醛交联制备的微球粒径较大且不易溶胀，氧化海藻酸钠与β-环 糊精二醛交联制备的微球粒径不均匀，而京尼平和香草醛复配交联制备的缓控释微球溶胀 性良好，微球粒径小且分散均匀。因此，并非所有的生物交联剂进行复配均可以进行微球的 制备并且能够制得粒径较均匀，溶胀率较合适，微球分散性较好的微球。

将京尼平和香草醛的用量进行选择，如下表所示：

由上表可知，京尼平和香草醛复配交联壳聚糖微球均能形成微球，且微球的粒径较小， 京尼平与香草醛的质量比为1:0.05和1:0.1制备的微球不易溶胀，京尼平与香草醛的质量 比1:3.0和1：4.0时制备的微球溶胀耐受性较差，而京尼平与香草醛的质量比在1：0.2～2时 制备的微球粒径分散的更加均匀且溶胀性能较好，更适合载药微球在人体内的释放要求。

实施例11分散介质的选择

现有技术中使用生物交联剂制备微球时往往均添加醇类的助乳化剂，但是并非所有的 助乳化剂在引入的过程中均无毒性，因此减少助乳化剂的使用，能够降低所制得的微球的 毒性，但是不使用助乳化剂在制备的过程中容易使得所制备的微球具有粘连、粒径分布不 均匀等现象，为了防止这种现象的产生，对分散介质进行了选择，最终发现使用紫苏籽油或 者使用复配的紫苏籽油作为分散介质能够很好地避免上述现象的发生，具体选择过程如下 所示：

由上表可知，无论是单独使用紫苏籽油，还是将紫苏籽油与一种、两种或两种以上的其 它分散介质进行复配，粒径与溶胀性的结果均较使用其它分散介质的效果更佳。单独使用 一种其它分散介质或两种、两种以上的其它分散介质所制得的微球均不理想，因此选择紫 苏籽油或复配的紫苏籽油作为分散介质，能够制得分散均匀，不粘连，且粒径范围较均一， 溶胀率较合适的微球。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任 何熟悉本专业的技术人员可能利用上述技术内容作为启示加以变更或改型为等同变化的 等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例 所作出的简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明权利要求的保护范围。