包裹5-氟尿嘧啶的可生物降解性聚乳酸/納米羥基磷灰石複合微球製備方法

2023-12-05 12:46:51

專利名稱：包裹5-氟尿嘧啶的可生物降解性聚乳酸/納米羥基磷灰石複合微球製備方法
技術領域：
本發明涉及一種可生物降解性聚乳酸/納米羥基磷灰石複合微球包裹5-氟尿嘧啶的製備方法。
背景技術：
5-氟尿嘧啶(5-Fu)能抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶，阻斷脫氧嘧啶核苷酸轉換成 胸腺嘧啶核苷核，幹擾DNA合成，起抗癌作用；而且又能以偽代謝物摻入RNA中從而抑制腫 瘤細胞的增殖。它是近三十多年來臨床最常用的抗癌藥，對結腸癌、直腸癌、胃癌、乳腺癌、 卵巢癌、絨毛膜上皮癌、惡性葡萄胎、頭頸部鱗癌、皮膚癌、肝癌、膀胱癌等均有較好的療效， 即使到目前為止，它仍然是一種不可替代的最有效抗腫瘤藥物之一。一般以靜脈注射或 滴注給藥，但對腫瘤細胞的選擇性差、毒副作用大、代謝快、半衰期短，限制了使用劑量和周 期。高分子載藥微球是近年來發展起來的新劑型，可控釋藥物並延長藥物的生物半衰期，減 輕毒副作用，易於實現靶向或定位給藥。國內外關於載5-Fu高分子微球報導很多，主要集 中在殼聚糖、牛血清白蛋白、明膠、PLA、PLGA，但大部分都存在藥物緩釋時間短或包封率低 等問題，如梁桂媛等採用乳化交聯製備了 5-Fu殼聚糖微球，粒度主要分布在3. 5 6. 5 μ m， 藥物大約半個小時完全釋放(梁桂媛，方華豐，劉志偉，廣東藥學院學報，2000，16:7-10)； Zhu. L. Z等採用反乳液法製備了 5-Fu的殼聚糖磁性納米粒子，藥物只能持續釋放60 80h (Zhu. L. Ζ, Ma. J. W, et al，Colloids and Surfaces B :Biointerfaces,2009,68 1-6), 因此需要繼續研究更為理想的載體。無機材料羥基磷灰石(HA)由於具有良好的生物相容性和生物活性而被廣泛用作 藥物控釋載體研究，然而這種載體只是通過吸附或機械混合的方式載藥，釋放時總是在初 始階段造成大量的突釋，隨後的釋放速度很慢甚至沒有，不能滿足長效局部給藥的目的。而 聚合物微球具有方便的控制藥物釋放的優勢，另外還能在一定程度上增強無機材料的機械 性能。因此，無機材料/聚合物材料的複合微球能綜合兩種材料的長處，為長效控釋給藥提 供的途徑。聚乳酸(PLA)由於具有良好的生物相容性和生物降解性而被廣泛用作藥物載體， 但其有一個缺點是因降解產物呈酸性，PH值降低而易致發炎。生物陶瓷羥基磷灰石在水溶 液中釋放鹼性離子，可以用來中和PLA降解產物的酸性，另外還可以提高材料的生物活性， 因此可以用在PLA載體材料中引入HA解決酸性問題。目前關於PLA和HA共同作為載體報 道較少，但PLA/nHA作為5_Fu載體並製成複合微球在國內外尚未見報導。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術存在的上述不足，提供包裹5-氟尿嘧啶的可生 物降解性聚乳酸/納米羥基磷灰石複合微球製備方法。本發明通過如下技術方案實現包裹5-氟尿嘧啶的可生物降解性聚乳酸/納米羥基磷灰石複合微球製備方法，具體步驟如下將納米羥基磷灰石(即nHA)和5-氟尿嘧啶(即5-Fu)的混合物加入到鹼性 溶液中，先超聲混合，再磁力攪拌12 48h，凍幹，得到白色凍乾粉(即nHA-5-Fu)；將該白 色凍乾粉加入到含1 20% g/mL聚乳酸的揮發性有機溶劑中，1000 IOOOOrpm高速攪拌 1 lOmin，超聲混合分散後，形成S/0乳液；再將S/0乳液倒入含0. 1 4% g/ml甲基纖 維素的去離子水溶液中，得到S/0/W乳液，以200 IOOOrpm磁力攪拌1 6h，使有機溶劑 直至揮發完全；離心，洗滌，然後凍幹，即得所述微球。
作為上述製備方法進一步改進的技術方案，複合微球中載體聚乳酸的分子量為 1 10萬。作為上述製備方法進一步改進的技術方案，複合微球中納米羥基磷灰石是採用模 板法製備的，粒徑為20 50nm。作為上述製備方法進一步改進的技術方案，所述納米羥基磷灰石和5-氟尿嘧啶 質量比為1 1 50 1。作為上述製備方法進一步改進的技術方案，所述鹼性溶液為NaOH或KOH溶液，鹼 性溶液濃度為0. 1 3mol/L。作為上述製備方法進一步改進的技術方案，所述超聲的頻率均為40 100kHz。作為上述製備方法進一步改進的技術方案，所述有機溶劑與甲基纖維素的去離子 水溶液體積比為1 10 1000。作為上述製備方法進一步改進的技術方案，所述的揮發性有機溶劑為二氯甲烷、 丙酮、氯仿、或乙酸乙酯。作為上述製備方法進一步改進的技術方案，所述微球顆粒於乾燥狀態下保存。本發明相對於現有技術，具有如下優點和效果本發明採用可生物降解高分子聚乳酸(PLA)和生物無機材料納米羥基磷灰石 (nHA)共同作為載體，採用單乳化溶劑揮發法(S/0/W)製備包裹5-氟尿嘧啶的可生物降解 性聚乳酸/納米羥基磷灰石複合微球(PLA/nHA-5-Fu複合微球)。採用不同的nHA/5-Fu 質量比和不同的攪拌速度製備複合微球。對微球性能的評價，表明微球球形規整，表面有多 孔，微球大小分散均勻，而且可以控制；載藥量較高(3.0%以上)，包封率高(70%以上)； 釋藥時間長，達到27天以上，具有顯著的長效和緩釋作用。由於納米羥基磷灰石自身具有納米材料的高比表面，易吸附5-Fu包裹在其表面。 這兩點是nHA吸附5-Fu的主要機制。PLA/nHA-5-Fu複合微球比PLA_5_Fu微球載藥量高， 其包封率達到86. 78%，可見加入nHA極大的提高了微球對5_Fu的包封率。這主要是因為 nHA對5-Fu存在強吸附作用，在微球製備過程中，藥物不易擴散至水相中，減少了藥物損失。PLA/nHA-5-Fu微球和PLA_5_Fu微球都存在突釋，這主要是由於部分藥物分散微 球內表面和外表面，極易釋放出來。複合微球的藥物突釋效應較大是因為微球表面有吸附 藥物的nHA。突釋過後，PLA/nHA-5-Fu微球的藥物釋放速率小於PLA-5-Fu微球，這主要是 HA納米粒子對5-Fu較強的吸附作用，使得複合微球藥物緩釋效果更好。本發明提供一種載藥量和包封率高的、並可長期緩釋的可生物降解性聚乳酸/納 米羥基磷灰石複合微球包裹5-氟尿嘧啶的製備方法，利用納米羥基磷灰石對5-Fu的高吸 附性能和氫鍵作用，克服了 5-Fu製劑緩釋時間短或包封率低的缺陷，可用於治療癌症。


圖1是實例1中納米羥基磷灰石載藥前後的透射電子顯微鏡圖和掃描電子顯微鏡 圖。a，b，c分別為nHA的TEM照片、nHA-5-Fu的TEM和SEM照片。圖2是實例1中5-Fu和納米羥基磷灰石載藥前後的傅立葉紅外光譜圖，圖中a， b，c分別為nHA，nHA載藥，5_Fu的FTIR光譜圖。圖3是實例1中製備的複合微球掃描電子顯微鏡圖。圖4是實例1中複合微球的體外釋放曲線。
具體實施例方式以下的實施例是對本發明的進一步說明，但本發明的實施不限於此。實例1PLA/nHA-5Fu複合微球的製備①nHA-5-Fu的製備將0. 3gnHA和60mg5_Fu加入 到一定0. 3mol/l的氫氧化鈉水溶液中，先80kHz超聲混合，再磁力攪拌24h，凍幹，得到白 色凍乾粉nHA-5-Fu。②微球的製備nHA-5_Fu凍乾粉末加入到溶有IgPLA的IOml 二氯甲 烷溶液中，IOOOOrpm高速攪拌lmin，充分混合分散後，形成S/0乳液，再將上述混懸液迅速 倒入200ml的0.4% (w/v, g/ml)乳化劑甲基纖維素的去離子水溶液中，得到S/0/W乳液， 以400rpm磁力攪拌4h，使二氯甲烷直至揮發完全；靜置4h後以IOOOOrpm的速度離心，分 離出沉澱，以去離子水洗滌三次，然後凍幹，所得微球顆粒乾燥狀態下保存。微球載藥量為 3.8% (質量)，包封率為86. 78% (質量)，平均粒徑為219 μ m，在27天藥物釋放84. 87% (質量)，藥物釋放初期存在一定突釋效應。由圖1可知，從nHA的TEM照片觀察，nHA的形狀是無規則形，粒徑在20_50歷，在 PEG作用下分散均勻。載藥後nHA粒徑明顯變大，這是因為5_Fu通過吸附，包裹在nHA表 面。SEM顯示nHA吸附藥物後趨向於球形。圖 2 中 a 為 nHA 的紅外光譜，ΑΤΖαιΓ^δθδαιΓ^θ ^αιΓ^ΘΘΖαιΓ1、1035CHT1 對應的是 PO43"的振動峰，在3572CHT1和630CHT1，是O-H的伸縮振動和彎曲振動峰[14]。圖2中曲線c 的光譜中，5-Fu的特徵吸收峰為3072CHT1 (N-H的伸縮振動峰)[15UeeOcnT1 (C = 0和C = C 伸縮振動的重合吸收峰)，1245cm"1 (C-N伸縮振動峰)，879cm"1 (CF = CH中的C-H的面外彎 曲振動)。圖2中b nHA載藥的光譜中，在1641CHT1出現了 5_Fu中的C = 0伸縮振動峰，在 1253cm"1出現了 5-Fu中的C-N伸縮振動峰，875CHT1出現了 5-Fu中的CF = CH中的C-H的 面外彎曲振動峰，這些峰都存在一定的位移；另外，3572cm—1和630CHT1是O-H的伸縮振動和 彎曲振動峰，這與nHA的紅外光譜重合，但5-Fu在3072CHT1處N-H的伸縮振動峰消失。這 些峰的位移或消失是由於5-Fu與nHA之間形成氫鍵造成的。由圖3看出PLA/nHA複合微球粒徑大約為100 300 μ m，有的孔稍大或表面存在 少量的缺損，表面較粗糙，這是因為微球表面吸附nHA造成的。PLA-5-Fu微球和PLA/nHA-5_Fu微球在第Id後釋放藥物分別為9. 13 %和 15. 67%，存在較大的突釋。突釋過後，PLA/nHA-5-Fu微球的藥物釋放速率小於PLA-5-Fu微 球，第27d時PLA-5-Fu微球藥物釋放99. 87 %，PLA/nHA-5-Fuw微球為84. 87 %，這說明兩 種微球都能達到長期緩釋效果，但複合微球藥物釋放速度慢於單純PLA微球。
PLA/nHA-5-Fu微球在第Id後釋放藥物為15. 67%，存在較大的突釋。突釋過後， PLA/nHA-5-Fu微球的藥物釋放速率減緩，第27d時，PLA/nHA-5-Fuw微球藥物累積釋放為 84. 87 %，這說明複合微球都能達到長期緩釋效果。實例2PLA/nHA-5Fu 複合微球的製備① nHA-5-Fu 的製備將 0. 3gnHA 和 30mg5_Fu 力口 入到3mol/l的氫氧化鉀水溶液中，先IOOkHz超聲混合，再磁力攪拌24h，凍幹，得到白色 凍乾粉nHA-5-Fu。②微球的製備nHA-5-Fu凍乾粉末加入到溶有IgPLA的IOml 二氯甲 烷溶液中，5000rpm高速攪拌lmin，充分混合分散後，形成S/0乳液，再將上述混懸液迅速 倒入500ml的0. 1% (w/v, g/ml)乳化劑甲基纖維素的去離子水溶液中，得到S/0/W乳液， 以600rpm磁力攪拌4h，使二氯甲烷直至揮發完全；靜置4h後以IOOOOrpm的速度離心，分 離出沉澱，以去離子水洗滌三次，然後凍幹，所得微球顆粒乾燥狀態下保存。微球載藥量為 5. 3%，包封率為74. 2%，平均粒徑為178 μ m，在27天藥物釋放81. 87%，藥物釋放初期存在 一定突釋效應。實例3PLA/nHA-5Fu 複合微球的製備① nHA-5-Fu 的製備將 0. IgnHA 和 60mg5_Fu 力口 入到0. lmol/1的氫氧化鈉水溶液中，先40kHz超聲混合，再磁力攪拌24h，凍幹，得到白色 凍乾粉nHA-5-Fu。②微球的製備nHA-5-Fu凍乾粉末加入到溶有IgPLA的IOml 二氯甲 烷溶液中，IOOOrpm高速攪拌lmin，充分混合分散後，形成S/0乳液，再將上述混懸液迅速 倒入IOOml的3.0% (w/v, g/ml)乳化劑甲基纖維素的去離子水溶液中，得到S/0/W乳液， 以IOOOrpm磁力攪拌4h，使二氯甲烷直至揮發完全；靜置4h後以IOOOOrpm的速度離心，分 離出沉澱，以去離子水洗滌三次，然後凍幹，所得微球顆粒乾燥狀態下保存。微球載藥量為 3.0%,包封率為89. 67 %，平均粒徑為140 μ m，在27天藥物釋放78. 87 %，藥物釋放初期存 在一定突釋效應。實例 4PLA/nHA-5Fu 複合微球的製備① nHA-5-Fu 的製備將 0. 15gnHA 和 60mg5_Fu 力口 入到1. Omol/1的氫氧化鈉水溶液中，先60KHz超聲混合，再磁力攪拌24h，凍幹，得到白色 凍乾粉nHA-5-Fu。②微球的製備nHA-5-Fu凍乾粉末加入到溶有IgPLA的IOml 二氯甲烷 溶液中，SOOOrpm高速攪拌lmin，充分混合分散後，形成S/0乳液，再將上述混懸液迅速倒 入IOOOml的1.0% (w/v, g/ml)乳化劑甲基纖維素的去離子水溶液中，得到S/0/W乳液， 以600rpm磁力攪拌4h，使二氯甲烷直至揮發完全；靜置4h後以IOOOOrpm的速度離心，分 離出沉澱，以去離子水洗滌三次，然後凍幹，所得微球顆粒乾燥狀態下保存。微球載藥量為 4.6%,包封率為92. 77 %，平均粒徑為195 μ m，在27天藥物釋放89. 87 %，藥物釋放初期存 在一定突釋效應。
權利要求
包裹5-氟尿嘧啶的可生物降解性聚乳酸/納米羥基磷灰石複合微球製備方法，其特徵在於將納米羥基磷灰石和5-氟尿嘧啶的混合物加入到鹼性溶液中，先超聲混合，再磁力攪拌12～48h，凍幹，得到白色凍乾粉；將該白色凍乾粉加入到含1～20％g/mL聚乳酸的揮發性有機溶劑中，1000～10000rpm高速攪拌1～10min，超聲混合分散後，形成S/O乳液；再將S/O乳液倒入含0.1～4％g/ml甲基纖維素的去離子水溶液中，得到S/O/W乳液，以200～1000rpm磁力攪拌1～6h，使有機溶劑直至揮發完全；離心，洗滌，然後凍幹，即得所述微球。
2.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於複合微球中載體聚乳酸的分子量為 1 10萬。
3.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於複合微球中納米羥基磷灰石是採用模 板法製備的，粒徑為20 50nm。
4.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述納米羥基磷灰石和5-氟尿嘧啶質 量比為1 1 50 1。
5.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述鹼性溶液為NaOH或KOH溶液，鹼 性溶液濃度為0. 1 3mol/L。
6.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述超聲的頻率均為40 100kHz。
7.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述有機溶劑與甲基纖維素的去離子 水溶液體積比為1 10 1000。
8.根據權利要求1 8任一項所述的製備方法，其特徵在於所述的揮發性有機溶劑為 二氯甲烷、丙酮、氯仿、或乙酸乙酯。
9.根據權利要求1 8任一項所述的製備方法，其特徵在於所述微球顆粒於乾燥狀態 下保存。
全文摘要
本發明提供了包裹5-氟尿嘧啶的可生物降解性聚乳酸/納米羥基磷灰石複合微球製備方法，採用可生物降解高分子聚乳酸和生物無機材料納米羥基磷灰石共同作為載體，採用單乳化溶劑揮發法(S/O/W)製備包裹5-氟尿嘧啶的可生物降解性聚乳酸/納米羥基磷灰石複合微球。採用不同的nHA/5-Fu質量比和不同的攪拌速度製備複合微球。所製得的微球球形規整，表面有多孔，微球大小分散均勻，而且可以控制；載藥量達3.0％以上，包封率達70％以上；釋藥時間長，達到27天以上，具有顯著的長效和緩釋作用，克服了5-Fu製劑緩釋時間短或包封率低的缺陷，有望用於治療癌症。
文檔編號A61K9/16GK101804032SQ20101014718
公開日2010年8月18日 申請日期2010年4月9日 優先權日2010年4月9日
發明者李像, 魏坤 申請人:華南理工大學