一種pH敏感型藥物微球的制備方法及由該方法制備的pH敏感型藥物微球的制作方法

一種pH敏感型藥物微球的制備方法及由該方法制備的pH敏感型藥物微球的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種制備海藻酸鈉(SA)/羥丙基甲基纖維素(HPMC)/膨潤土pH敏感型藥物緩釋微球的方法。根據本發明的方法通過先將海藻酸鈉和羥丙基甲基纖維素聚合改性，然后再與雙氯芬酸結合了制備pH敏感型藥物緩釋微球。本發明制備的pH敏感型藥物緩釋微球成球性較好，對藥物釋放媒介有明顯的選擇性，特別是在酸性環境中藥物累積釋放量不足1％，能保護治療腸道疾病的藥物不被胃吸收或被胃酶所破壞，延長療效，提高藥物的穩定性，在醫藥工程領域及生物基材料方面具有廣泛的應用前景與優勢。
【專利說明】
一種pH敏感型藥物微球的制備方法及由該方法制備的pH敏感 型藥物微球
技術領域
[0001] 本發明涉及醫藥材料制備領域，具體而言，涉及一種制備海藻酸鈉(SA)/羥丙基甲 基纖維素(HPMC)/膨潤土 pH敏感型藥物緩釋微球的方法及由該方法制備的pH敏感型藥物微 球。
【背景技術】
[0002] 隨著醫藥工業水平的發展，天然化合物以其良好的生物相容性和生物可降解性越 來越受到人們的重視，應用于醫藥衛生制品及食品添加劑的各個領域。而在醫藥行業的發 展過程中，研究開發新型藥用輔料，將天然聚合物應用于處方設計中是一個很重要領域。藥 用輔料的發展在整個制劑技術發展過程中起到關鍵的作用。同時由于臨床需求的不斷提 高，對緩控釋制劑的需求量也在與日倶增。但緩控釋材料的局限使得目前能夠廣泛應用于 臨床的緩控釋制劑的數量還不夠理想。
[0003] 海藻酸鈉是天然多糖類化合物，生物相容性好、毒性低，在長期的食品工業生產中 已得到廣泛的應用，如今在藥學領域也展現出很高的應用前景，成為藥物研究的又一熱點。 國內外將海藻酸鈉應用于緩釋制劑的研究報道有許多：如親水凝膠骨架片、微球、微囊、月旨 質體、納米粒等。海藻酸鈉是由I，4-a-D-甘露糖醛酸(M)和I，4-0-L-古羅糖醛酸(G)結構單 元組成的線性聚合物，是包括GG以及MM形成的均聚物以及GM形成的交替共聚物。海藻酸鈉 的分子結構通式式為(C6H7〇6Na)m，其化學結構式：
[0004]
[0005] 相對分子量在32000-200000范圍內。目前，海藻酸鈉作為生物醫藥材料可以和不 同的交聯劑進行交聯而制備出具有一定結構和功能性的水凝膠，尤其是以鈣離子交聯形成 的水凝膠最為常見。這類水凝膠雖然快速方便，但由離子鍵交聯形成的水凝膠在酸性環境 和緩沖溶液中不穩定，作為藥物載體時容易發生突釋現象，并且海藻酸鈉的親水性本身就 極強，也是藥物突釋的一個重要原因。現有技術中藥物微球還往往含有重金屬離子，如Pb 2+、 Cd2+、Cu2+等，其對人體健康不利。
[0006] 因此需要開發一種能夠克服現有技術存在的問題，對pH敏感且不含重金屬離子的 新型的pH敏感型藥物緩釋微球的新的制備方法。

【發明內容】

[0007] 根據本發明的一個方面，本發明的一個目的是提供一種新型且簡單的pH敏感型藥 物緩釋微球制備方法，所述方法包括以下步驟：
[0008] (1)將海藻酸鈉加入到蒸餾水中，攪拌、溶解形成質量百分比濃度為0.1至lwt%海 藻酸鈉溶液。
[0009] (2)將羥丙基甲基纖維素加入到步驟(1)的海藻酸鈉溶液中，繼續攪拌、溶解，使羥 丙基甲基纖維素的質量百分比濃度為〇. 1至lwt%。
[0010] (3)室溫至60 °C的溫度下向（2)中配制的海藻酸鈉/羥丙基甲基纖維素加入酸催化 劑，將溶液的pH值調到3左右，攪拌進行反應4至8小時。
[0011] (4)將雙氯芬酸鈉加入步驟(3)得到的反應混合溶液中攪拌4至8小時直到雙氯芬 酸充分溶解，其中所述雙氯芬酸鈉與所述海藻酸鈉溶液和羥丙基甲基纖維素兩者的總質量 比例為2:1至1:2。
[0012] (5)然后向步驟(4)得到的反應混合溶液中加入分散好的質量分數為5%的鈣基膨 潤土懸濁液，繼續攪拌至形成均一的溶液。
[0013] (6)將步驟(5)中得到的反應混合溶液逐滴滴入到質量百分比濃度為5%的氯化鈣 溶液中，形成微球。
[0014] (7)將步驟(6)中得到的微球用蒸餾水洗滌3-5次，去除殘留在微球表面的離子。
[0015] (8)將步驟(7)中洗滌后的微球先用液氮冷凍處理，待微球完全冷凍后放入冷凍干 燥機，進行冷凍干燥，制得pH敏感型藥物緩釋微球。
[0016] 優選地，步驟(1)中所述海藻酸鈉溶液的質量百分比濃度為0.4至0. Swt %。
[0017] 優選地，步驟（2)中溶液中所述羥丙基甲基纖維素的質量百分比濃度為0.4至 0.8wt% 〇
[0018] 優選地，步驟(2)中所述混合溶液中所述海藻酸鈉和所述羥丙基甲基纖維素干重 比例為2:1至1:2,例如為2:1、1: 1、1:2,優選為1: 1。
[0019] 優選地，步驟（3)中反應為6小時；攪拌速度為400-600rpm/min，優選為500rpm/ min〇
[0020] 優選地，步驟(3)中所述酸催化劑為選自鹽酸、硫酸和硝酸，優選為硫酸，
[0021] 優選地，步驟(3)中反應溫度為40°C。
[0022] 優選地，根據本發明的制備方法中僅用水作為溶劑，全程不采用任何有機溶劑。 [0023]根據本發明的另一個方面，本發明的一個目的是提供一種新型且簡單的pH敏感型 藥物緩釋微球制備方法，所述方法包括以下步驟：
[0024] 1、海藻酸鈉/羥丙基甲基纖維素溶液配制
[0025]將2g粉末狀的海藻酸鈉溶解在250ml的蒸餾水中，于室溫、常壓下采用磁力攪拌 器，進行攪拌處理，待完全溶解后將Ig羥丙基甲基纖維素加入上述溶液中，繼續攪拌直至完 全溶解，制得透明粘稠的混合溶液，其中，攪拌時間為6h，攪拌速度為500rpm/min。
[0026] 2、化學改性
[0027]用質量百分比為95%-98%、濃度為18.4mol/L的硫酸調節上述混合溶液的pH值為 3,然后將燒杯置于恒溫水浴鍋內，在常壓下，采用磁力攪拌器攪拌，進行海藻酸鈉的化學改 性處理，其中改性處理溫度為40°C，攪拌速度為500rpm/min，改性處理時間為6小時，靜置冷 卻至室溫以備用。
[0028] 3、微球形成
[0029] 將上述酯化反應的溶液取20ml置于燒杯中，精確稱取0.2g的雙氯芬酸鈉倒入燒 杯，攪拌6h直到雙氯芬酸充分溶解，然后再加入已配好的2ml質量分數為5%的鈣基膨潤土 溶液，繼續攪拌至形成均一的溶液。之后用一次性注射器將混合溶液逐滴滴入質量分數為 5 %的500ml氯化鈣溶液中，形成的微球在氯化鈣溶液中保留30min后，過濾并用蒸餾水洗滌 3次，去除殘留在微球表面的離子。
[0030] 4、干燥處理
[0031]將得到的微球轉移至培養皿中，先用液氮對其冷凍處理，待微球完全冷凍后放入 冷凍干燥機，進行冷凍干燥，制得pH敏感型藥物緩釋微球。
[0032]根據本發明的另一個方面，本發明的一個目的是提供一種新型pH敏感型藥物緩釋 微球，所述pH敏感型藥物緩釋微球由根據本發明的制備方法制備。
[0033] 有益效果
[0034] 1、本發明制備的pH敏感型藥物緩釋微球成球性較好，對藥物釋放媒介有明顯的選 擇性，特別是在酸性環境中藥物累積釋放量不足1%，能保護治療腸道疾病的藥物不被胃吸 收或被胃酶所破壞，延長療效，提高藥物的穩定性，在醫藥工程領域及生物基材料方面具有 廣泛的應用前景與優勢。
[0035] 2、本發明中采用蒸餾水作為溶解體系，僅需l_2h即可達到完全溶解，并且提供海 藻酸鈉化學改性均勻的反應介質，無需復雜昂貴的設備，成本、能耗低。
[0036] 3、本發明中海藻酸鈉的化學改性處理在均相體系中進行，反應效率高;本發明使 用5%的氯化鈣溶液對改性后的混合物進行處理，使得改性后的海藻酸鈉以微球的形式再 生，雜質含量少，產物純化及處理步驟減少。
[0037] 4、本發明制備pH敏感型藥物緩釋微球的方法工藝簡單、反應條件溫和、工藝條件 容易控制、方便易行、反應效率高、反應過程清潔，后處理簡便，整個過程綠色無污染等優 點，而且制備過程中不需要復雜昂貴的設備，生產成本低。
【附圖說明】
[0038] 圖1為根據本發明的pH敏感型藥物緩釋微球制備方法的流程示意圖。
[0039] 圖2為根據本發明實施例制備pH敏感型藥物緩釋微球的掃描電子顯微鏡圖像;其 中，照片a和照片d分別為實施例1的微球的表面及截面圖像;照片b和照片e分別為實施例2 的微球的表面及截面圖像;照片c和照片f分別為實施例3微球的表面及截面圖像。
[0040] 圖3為根據本發明的實施例制備pH敏感型藥物緩釋微球的紅外光譜圖；其中，曲線 a為海藻酸鈉的紅外光譜圖；曲線b為羥丙基甲基纖維素的紅外光譜圖；曲線c為實施例1 (SH-I)微球的紅外光譜圖；曲線d為實施例2(SH-2)的微球的紅外光譜圖；曲線e為實施例3 (SH-3)的微球的紅外光譜圖。
[0041] 圖4為根據本發明的實施例制備pH敏感型藥物緩釋微球的熱重量分析圖；其中，圖 4a中曲線SH-I、SH-2和SH-3分別為實施例1、實施例2和實施例3的樣品微球的熱重量分析 圖；圖4b中曲線SH-I、SH-2和SH-3分別為實施例1、實施例2和實施例3的樣品微球的微分熱 重分析圖。
[0042] 圖5為根據本發明實施例和對照例制備pH敏感型藥物緩釋微球在不同介質中雙氯 芬酸鈉的累積釋放量與時間的函數關系圖；其中，圖5a中曲線SH-l'、SH-2'和SH-3'分別為 對照例I、對照例2和對照例3的未改性微球在不同介質中雙氯芬酸鈉的累積釋放量與時間 的函數關系圖；圖5b中曲線SH-I、SH-2和SH-3分別為實施例1、實施例2和實施例3的改性微 球在不同介質中雙氯芬酸鈉的累積釋放量與時間的函數關系圖。
[0043]圖6為根據本發明實施例1、2和3制備pH敏感型藥物緩釋微球的釋放動力學擬合曲 線圖。其中：
[0044]圖6a為零階方程擬合曲線，其中曲線SH-I、SH-2和SH-3分別為實施例1、實施例2和 實施例3制備的pH敏感型藥物緩釋微球的釋放動力學擬合曲線；
[0045]圖6b為一階方程擬合曲線，其中曲線SH-I、SH-2和SH-3分別為實施例1、實施例2和 實施例3制備的pH敏感型藥物緩釋微球的釋放動力學擬合曲線；
[0046]圖6c為Higuchi方程擬合曲線，其中曲線SH-I、SH-2和SH-3分別為實施例1、實施例 2和實施例3制備的pH敏感型藥物緩釋微球的釋放動力學擬合曲線；
[0047]圖6d為Peppas方程擬合曲線，其中曲線SH-I、SH-2和SH-3分別為實施例1、實施例2 和實施例3制備的pH敏感型藥物緩釋微球的釋放動力學擬合曲線。
[0048]圖7為根據本發明的實施例和對照例制備的pH敏感型藥物緩釋微球的銅離子吸附 率與時間的函數關系圖，其中，圖7a中曲線SH-I、SH-2和SH-3分別為實施例1、實施例2和實 施例3制備的添加了膨潤土的pH敏感型藥物緩釋微球的銅離子吸附率與時間的函數曲線； 圖7b中曲線SH-l"、SH-2"和SH-3"分別為對照例4、對照例5和對照例6制備的不添加了膨潤 土的pH敏感型藥物緩釋微球的銅離子吸附率與時間的函數曲線。
【具體實施方式】
[0049]此外，隨著環境污染的加劇，一些有毒重金屬離子(如Pb2+Cd2+, Cu2+等)存在于水生 環境中，嚴重威脅著人類的健康。這些有毒重金屬半衰期較長，容易在人體內長時間的累 積。而膨潤土因其具有高的比表面積、粒徑小、高孔隙度和比較強的陽離子交換能力而被廣 泛用作吸附材料。不僅如此，膨潤土也有著良好的藥用價值，可以用來幫助緩解腹脹和便秘 癥狀，腸易激綜合征患者口服鈣基膨潤土可以緩解不適和疼痛相關的癥狀。因此，在藥物載 體材料中加入適量的膨潤土可以吸附聚集在人體內的重金屬離子達到排毒的效果。
[0050] 通過引入一種水溶性纖維素一羥丙基甲基纖維素與海藻酸鈉在酸性條件下進行 酯化反應，使兩者之間形成較離子鍵更為穩定的共價鍵。而在共價鍵交聯過程中能夠形成 具有多孔三維網絡空間結構，不僅大大提高了微球負載藥物的能力和微球載體材料的穩定 性，而且能夠實現pH敏感藥物釋放。
[0051] 在本發明的優選實施方式中，所述海藻酸鈉與羥丙基甲基纖維素的干重比例為2: 1至1: 2，例如為2:1、I: I、1: 2，優選為1:1，所述干重比例在2:1至1: 2的范圍內時，能夠保證 海藻酸鈉與羥丙基甲基纖維素充分發生酯化反應，同時又能保證在后期的微球形成步驟 中，將反應液滴加入氯化鈣溶液中時很好地形成微球結構。如果羥丙基甲基纖維素過量或 者過少時，則反應溶液粘度變大或者變小，這一方面不利于充分的酯化反應，即酯化反應不 充分，另一方面在后續過程中不利于微球的形成，形成的微球往往形貌不規整或容易破碎。 [0052]在本發明的優選實施方式中，雙氯芬酸鈉是一種常用的治療關節炎癥的強效非甾 體抗炎藥，除了可以治療急慢性關節炎、骨關節炎等炎癥，還可以用于緩解各種術后和創傷 后疼痛，此外亦有解熱作用。雙氯芬酸鈉的消炎鎮痛及解熱作用是乙酰水楊酸的26-50倍， 吲哚美辛的210-215倍，因此目前的應用范圍比較廣泛。對于雙氯芬酸鈉作為藥物活性成分 來說，其口服吸收迅速完全，長期應用無蓄積作用。
[0053] 但鑒于其自身又有許多缺點不適宜制備成傳統劑型，如雙氯芬酸鈉的半衰期很 短，大約為2小時，并且有較明顯的胃腸道刺激反應，嚴重者可導致胃穿孔。為了減少給藥次 數、減輕不良反應現象的發生和提高患者順應性，雙氯芬酸鈉緩控釋制劑的研究有相當的 發展前景，不僅可以為患者提供更簡單方便、安全有效的治療體驗，還能為臨床提供更加豐 富的藥物劑型以達到完善該藥品的劑型庫的目的。
[0054] 本發明的發明人驚奇的發現，通過海藻酸鈉與羥丙基甲基纖維素酯化反應后，再 與雙氯芬酸鈉復合形成的PH敏感型微球，藥物緩釋效果明顯，且緩釋效果可根據體內pH的 變化而改變，提高藥物的穩定性，緩釋效果可控。
[0055] 在本發明的優選實施方式中，鈣基膨潤土作為主要輔料成分，由于其獨特的化學 組成和礦物晶體結構，能起到其他化學合成藥劑輔料所不能替代的作用。其可以降低藥物 的毒副作用，減少用藥劑量，增強藥物的藥理活性，調節藥物在體內的釋放速度，減少刺激 性藥物對胃腸道的副作用等。不僅如此，由于鈣基膨潤土的主要成分是蒙脫石，而蒙脫石具 有層紋狀結構及非均勻性電性分布，能對消化道內的一些病毒、病菌及毒素產生較強的選 擇性吸附作用，還可用于清除體內的重金屬及放射性同位素。
[0056] 本發明選用蒸餾水作為溶解體系，是由于海藻酸鈉和羥丙基甲基纖維素在蒸餾水 中都能夠很好得分散、溶解，形成均相體系，有利于酯化反應的進行，而且蒸餾水不參與任 何的化學反應，可有效防止反應體系中發生副反應，對改性反應造成不良影響。
[0057] 以下，將詳細地描述本發明。在進行描述之前，應當理解的是，在本說明書和所附 的權利要求書中使用的術語不應解釋為限制于一般含義和字典含義，而應當在允許發明人 適當定義術語以進行最佳解釋的原則的基礎上，根據與本發明的技術方面相應的含義和概 念進行解釋。因此，這里提出的描述僅僅是出于舉例說明目的的優選實例，并非意圖限制本 發明的范圍，從而應當理解的是，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，可以由其獲得其 他等價方式或改進方式。
[0058] 以下實施例僅是作為本發明的實施方案的例子列舉，并不對本發明構成任何限 制，本領域技術人員可以理解在不偏離本發明的實質和構思的范圍內的修改均落入本發明 的保護范圍。
[0059] 實施例1
[0060] 1、海藻酸鈉/羥丙基甲基纖維素溶液配制
[0061]將2g粉末狀的海藻酸鈉溶解在250ml的蒸餾水中，于室溫、常壓下采用磁力攪拌 器，進行攪拌處理，待完全溶解后將Ig羥丙基甲基纖維素加入上述溶液中，繼續攪拌直至完 全溶解，制得透明粘稠的混合溶液，其中，攪拌時間為6h，攪拌速度為500rpm/min。
[0062] 2、化學改性
[0063]用質量百分比為95%-98%、濃度為18.4mol/L的硫酸調節上述混合溶液的pH值為 3,然后將燒杯置于恒溫水浴鍋內，在常壓下，采用磁力攪拌器攪拌，進行海藻酸鈉的化學改 性處理，其中改性處理溫度為40°C，攪拌速度為500rpm/min，改性處理時間為6小時，靜置冷 卻至室溫以備用。
[0064] 3、微球形成
[0065] 將上述酯化反應的溶液取20ml置于燒杯中，精確稱取0.2g的雙氯芬酸鈉倒入燒 杯，攪拌6h直到雙氯芬酸充分溶解，然后再加入已配好的2ml質量分數為5%的鈣基膨潤土 溶液，繼續攪拌至形成均一的溶液。之后用一次性注射器將混合溶液逐滴滴入質量分數為 5 %的500ml氯化鈣溶液中，形成的微球在氯化鈣溶液中保留30min后，過濾并用蒸餾水洗滌 3次，去除殘留在微球表面的離子。
[0066] 4、干燥處理
[0067]將得到的微球轉移至培養皿中，先用液氮對其冷凍處理，待微球完全冷凍后放入 冷凍干燥機，進行冷凍干燥，制得pH敏感型藥物緩釋微球。
[0068] 實施例2
[0069]除了海藻酸鈉的用量為1.5g和羥丙基甲基纖維素的用量為1.5g以外，其他條件和 操作均和實施例1相同。
[0070] 實施例3
[0071] 除了海藻酸鈉的用量為Ig和羥丙基甲基纖維素的用量為2g以外，其他條件和操作 均和實施例1相同。
[0072] 對照例1
[0073] 在制備微球過程中，除了沒有進行化學改性步驟以外，其他條件和操作均和實施 例1相同。
[0074] 對照例2
[0075] 在制備微球過程中，除了沒有進行化學改性步驟以外，其他條件和操作均和實施 例2相同。
[0076] 對照例3
[0077] 在制備微球過程中，除了沒有進行化學改性步驟以外，其他條件和操作均和實施 例3相同。
[0078] 對照例4
[0079] 微球形成步驟中，除了不加入質量分數為5 %的膨潤土溶液，其他條件和操作均和 實施例1相同。
[0080] 對照例5
[0081 ]微球形成步驟中，除了不加入質量分數為5 %的膨潤土溶液，其他條件和操作均和 實施例2相同。
[0082] 對照例6
[0083] 微球形成步驟中，除了不加入質量分數為5%的膨潤土溶液，其他條件和操作均和 實施例3相同。
[0084]試驗例1:電子顯微鏡掃描
[0085]取本發明實施例1、2、3制備的pH敏感型藥物緩釋微球進行電子顯微鏡掃描，如圖2 所示。從樣品表面SEM圖像中照片a至c可以看到，樣品都能夠很好維持球形的形態，而在樣 品微球的部分表面區域存在一些微小顆粒。這些微小顆粒應該是所加入的鈣基膨潤土混合 不均勻造成的。微球的平均尺寸一般在2mm左右。隨著羥丙基甲基纖維素量的增加，微球的 尺寸也隨之增加，這是由于溶液粘度的增大導致液滴平均尺寸的變大。此外，微球表面也隨 纖維素的增加而變得更加平滑，尤其是海藻酸鈉與纖維素比例為2:1。但截面SEM圖像照片d 至f)卻有顯著的差異，實施例1和實施例2的樣品呈現出均一的多孔網絡結構，這主要是因 為在酯化反應中海藻酸鈉分子鏈與纖維素分子鏈通過酯鍵交聯成三維的網絡空間結構。 [0086] 試驗例2:紅外光譜檢測
[0087]取本發明實施例1、2、3制備的pH敏感型藥物緩釋微球進行紅外光譜檢測。采用德 國TENS0R27傅立葉變換紅外光譜儀進行紅外光譜檢測，掃描范圍是400-4000(^-1，并且分辨 率速率為2CHT 1。
[0088]本發明實施例1、2、3制備的pH敏感型藥物緩釋微球的紅外光譜圖見圖3，由圖3的 檢測結果表明：在波數3456〇11^(-0!1伸縮振動)處實施例1、實施例2和實施例3的吸收峰有所 減弱，而在波數1732〇1^(酯鍵中C = O伸縮振動)處都出現了明顯的吸收峰。這充分說明了在 40°C、酸催化的條件下，海藻酸鈉與羥丙基甲基纖維素發生了酯化反應。而在波數1025至 1033CHT 1區域出現了新的吸收峰，這是由于海藻酸鈉與鈣離子通過離子鍵交聯引起-αχτ1 向更高的波數偏移，同時樣品微球譜圖中在995(-(1)0-1伸縮振動)處峰值強度有所下降。 [0089]試驗例3:熱重分析檢測
[0090] 取本發明實施例1、2、3制備的pH敏感型藥物緩釋微球進行紅外光譜檢測。精確稱 取樣品微球3_5mg放入天平槽內，設置好升溫程序:在氮氣條件下從室溫逐漸升溫至600°C， 升溫速率為I (TC/min。
[0091] 本發明實施例1、2、3制備的pH敏感型藥物緩釋微球的熱重分析圖見圖4a和圖4b， 由質量百分率和溫度的函數關系圖可知，樣品微球熱降解過程主要分為三個階段:27至100 °(：，200至350°(：和350至600°(：。第一階段的質量損失主要是由于水分的存在，而第二階段才 是最主要的熱降解過程。在這個階段，質量損失主要是歸因于酯類聚合物的降解，也有可能 是未參與酯化反應的海藻酸鈉和纖維素的降解。而第三階段質量損失趨于平衡，也就是說 此時微球中的主要成分是鈣基膨潤土。此外，隨著纖維素量的增加，最終的質量損失百分率 也隨之增大，但質量損失率最大時的溫度卻越來越高(實施例1〈實施例2〈實施例3)，這能夠 在圖得到清晰的反映。這足以證明樣品的熱穩定性隨著纖維素量的增加而提高。綜上所述， 該聚合材料的熱穩定性相對較好，能夠作為藥物載體而廣泛使用。
[0092]試驗例4:雙氯芬酸鈉釋放試驗
[0093]取本發明實施例1、2、3和對照例1、2、3制備的pH敏感型藥物緩釋微球進行目標藥 物雙氯芬酸鈉的釋放實驗。稱取一定量的樣品微球置于錐形瓶瓶中，先加入適量由HCl/ NaCl配制而成的pH=2酸性介質(模擬胃液環境），之后將錐形瓶瓶放入搖床中，設置搖床溫 度為37±1°C，轉速為100rpm/miru2h后將酸性介質換成由Na 2HP〇4/NaH2P〇4/NaCl配制而成 的pH=6.8緩沖溶液(模擬腸液環境），繼續放入搖床。在此期間，每隔半小時取出3ml上清液 并加入相同體積的新鮮介質，上清液經0.22μπι過濾頭過濾，并用紫外分光光度儀測定濾液 在最大吸收波長275nm處的吸光度。根據標準曲線法最終將藥物的吸光度轉算成其累積釋 放百分率。
[0094]圖5為不同pH條件下雙氯芬酸鈉累積釋放量與時間的函數關系圖。從圖5b中可以 看出，在酸性環境的2h內，雙氯芬酸鈉的累積釋放量還不足1%，這表明根據本發明實施例 1、2、3制備的樣品微球在酸性介質中幾乎不膨脹，有效地保護了酸敏感藥物免受胃液的侵 蝕。在磷酸緩沖液中，雙氯芬酸鈉逐漸從樣品微球中釋放出來，直到累積釋放量接近100%。 這是由于海藻酸鈉分子中的羧基與鈣離子在較高的PH值緩沖液中變得不穩定，并且磷酸鹽 離子的絡合作用要高于海藻酸鈣。而不同比例海藻酸鈉和纖維素制備出的微球釋放速率不 一樣，尤其當二者比例為1:1時釋放速率是最慢的。從圖5a中可以看出，由對照例1、2、3制備 的未改性的微球在酸性環境中的累積釋放率分別達到了3.41% (對照例1)、13.16% (對照 例2)、10.29% (對照例3)，pH敏感性明顯不如根據本發明的制備方法得到的經過改性處理 的微球，并且在磷酸緩沖液中，未改性的微球在很短的時間內藥物釋放率就達到了80%，并 沒有起到很好的緩釋效果。從以上結果分析中可知，酯化反應形成的海藻酸鈉和羥丙甲纖 維素微球具有pH敏感特性，對藥物釋放媒介有一定的選擇性。
[0095]下表1中列出了藥物釋放試驗的實驗數據。
[0096]表1:藥物釋放試驗數據
[0098]試驗例5:藥物釋放動力學
[0099] 藥物的溶出是一個比較復雜的過程，盡管很難用一種固定的數學模型對所有的溶 出數據都能進行很好的擬合，但就目前而言，研發人員還是傾向于用一些經典的數學模型 去預測其釋放規律，可用以下4種常用數學模型擬合即：
[0100] a)零級擬合方程=kt
[0101 ] b)一級擬合方程:Ln(l-Mt/M°°) =_kt
[0102] c)Higuchi 擬合方程:=kt1/2
[0103] d)Peppas 擬合方程:=ktn
[0104] 以上動力學方程中Mt為t時間的累積釋放量，Mm為m時間的累積釋放量，k、n為系 數，釋放指數η是表征釋放機制的參數。對于Peppas方程釋藥曲線中釋藥特征指數η值討論： (1)當η彡0.45,藥物的釋放機制為Fick擴散；（2)當0.45<n<0.89，藥物釋放機制為non-Fick擴散(Anomalous Transport)，即藥物擴散和骨架溶蝕的共同作用；（3)當nX).89,藥 物釋放機制為骨架溶蝕。
[0105] 由于雙氯芬酸鈉在酸性介質中累積釋放率很低（不足I % )，故在酸性介質中的釋 放不做深入研究。在磷酸緩沖溶液中，根據藥物釋放動力學方程擬合出雙氯芬酸鈉的釋放 曲線，圖6為根據本發明實施例1、2和3制備的pH敏感型藥物緩釋微球的釋放動力學擬合曲 線圖。如圖6所示，根據擬合曲線得出雙氯芬酸鈉在磷酸緩沖液中釋放的相關參數，如表1所 示。相關系數(R 2)是用來評價擬合曲線的準確性。通過比較表中R2系數的值，零階擬合曲線 中實施例1、2和3的R 2值分別為0.7301、0.7572、0.5341，要遠低于一階擬合曲線中實施例1、 2和3的R2值，其分別為0.9067、0.911、0.9454，故雙氯芬酸鈉從微球中釋放更符合一階擬合 方程模型。為了獲得更清晰的釋放機制可以用P eppas擬合方程來評價。由表1中η值可知:實 施例1的樣品微球和實施例3的樣品微球的藥物釋放機制遵循Fick擴散，其擴散速率主要取 決于載體材料中藥物的濃度，而樣品實施例2的樣品微球的藥物釋放機制則是第二類傳質 的疊加(異常釋放），也就是說，藥物釋放是由藥物的擴散和載體材料的溶蝕共同決定的。
[0106] 表2
[0108] 試驗例6:銅離子吸附試驗
[0109] 吸附試驗是為了表征該樣品微球對人體環境中重金屬離子的吸附能力，以Cu2+為 例。稱取等量的微球置于不同錐形瓶中，向瓶中加入一定量濃度為20mg/L的硫酸銅溶液，之 后將錐形瓶用硅膠塞密封以減少水分的蒸發并把錐形瓶放入搖床內，設置搖床溫度為37± TC，轉速為100rpm/min。分別在不同的時刻測定銅離子的濃度，由方程Q= 100*(Co-Ct)/Co 計算出銅離子的去除率，繪制出去除率與時間的函數關系。方程中Q為銅離子的去除率，C0 為銅離子的初始濃度，Ct為t時刻時銅離子的濃度。
[0110]以銅離子的去除率為縱坐標，時間為橫坐標，繪制出兩者之間的函數關系圖，如圖 7所示。由圖7a中吸附曲線可知，分別由實施例1、2和3制備的不同質量比例所形成的樣品微 球在200min內吸附銅離子的趨勢基本保持一致，尤其是在初始階段銅離子的去除率急劇上 升，并在120min左右接近吸附平衡。一般來說，吸附劑的吸附能力主要取決于吸附劑的比表 面積。通過微孔全分析得到了分別由實施例1、2和3制備三種樣品的比表面積分別為： 48.97111 2/^，36.121112/^和33.851112/^。相比之下，實施例1樣品微球的吸附能力略高于實施例2 的微球，是因為實施例1樣品的比表面積較大。但實施例3微球的吸附能力卻是最大，這可能 是由于實施例3樣品負載的鈣基膨潤土的量較多。而由圖圖7b中對照例4、5和6制備的對照 組吸附曲線可知，不加膨潤土的微球在一定時間內銅離子去除率也能達到60-70%，但隨著 時間的延長，銅離子的去除率又會有所下降，主要是由于吸附在微球上的銅離子再次釋放 回到溶液中所致。因此，根據本發明的制備方法制備得到的樣品微球的吸附能力不僅與比 表面積有關，而且與復合材料所負載的膨潤土的量有著密切聯系。下表3中列出了銅離子吸 附試驗數據。
[0111]表3:銅離子吸附試驗數據
【主權項】
1. 一種pH敏感型藥物緩釋微球制備方法，所述方法包括以下步驟： (1) 將海藻酸鈉加入到蒸餾水中，攪拌、溶解形成質量百分比濃度為0.1至lwt%海藻酸 鈉溶液； (2) 將羥丙基甲基纖維素加入到步驟（1)的海藻酸鈉溶液中，繼續攪拌、溶解，使羥丙基 甲基纖維素的質量百分比濃度為〇. 1至lwt% ; (3) 室溫至60°C的溫度下向（2)中配制的海藻酸鈉/羥丙基甲基纖維素加入酸催化劑， 將溶液的pH值調到3左右，攪拌進行反應4至8小時； (4) 將雙氯芬酸鈉加入步驟(3)得到的反應混合溶液中攪拌4至8小時直到雙氯芬酸充 分溶解，其中所述雙氯芬酸鈉與所述海藻酸鈉溶液和羥丙基甲基纖維素兩者的總質量比例 為2:1至1:2; (5) 然后向步驟(4)得到的反應混合溶液中加入分散好的質量分數為5%的鈣基膨潤土 懸池液，繼續攪拌至形成均一的溶液； (6) 將步驟(5)中得到的反應混合溶液逐滴滴入到質量百分比濃度為5%的氯化鈣溶液 中，形成微球； (7) 將步驟(6)中得到的微球用蒸餾水洗滌3-5次，去除殘留在微球表面的離子； (8) 將步驟（7)中洗滌后的微球先用液氮冷凍處理，待微球完全冷凍后放入冷凍干燥 機，進行冷凍干燥，制得pH敏感型藥物緩釋微球。2. 根據權利要求1所述的pH敏感型藥物緩釋微球制備方法，其特征在于，步驟（1)中所 述海藻酸鈉溶液的質量百分比濃度為〇. 4至0.8wt %。3. 根據權利要求1所述的pH敏感型藥物緩釋微球制備方法，其特征在于，步驟(2)的溶 液中所述羥丙基甲基纖維素的質量百分比濃度為0.4至0.8wt%。4. 根據權利要求1所述的pH敏感型藥物緩釋微球制備方法，其特征在于，步驟(2)中所 述混合溶液中所述海藻酸鈉和所述羥丙基甲基纖維素干重比例為2:1至1:2，例如為2:1、1: 1、1:2,優選為1: 1。5. 根據權利要求1所述的pH敏感型藥物緩釋微球制備方法，其特征在于，步驟(3)中反 應時間為6小時;攪拌速度為400-600rpm/min，優選為500rpm/min，反應溫度為40°C。6. 根據權利要求1所述的pH敏感型藥物緩釋微球制備方法，其特征在于，步驟(3)中所 述酸催化劑為選自鹽酸、硫酸和硝酸，優選為硫酸。7. 根據權利要求1所述的pH敏感型藥物緩釋微球制備方法，其特征在于，所述制備方法 中僅用水作為溶劑，全程不采用任何有機溶劑。8. -種pH敏感型藥物緩釋微球制備方法，所述方法包括以下步驟： 1、 海藻酸鈉/羥丙基甲基纖維素溶液配制 將2g粉末狀的海藻酸鈉溶解在250ml的蒸餾水中，于室溫、常壓下采用磁力攪拌器，進 行攪拌處理，待完全溶解后將lg羥丙基甲基纖維素加入上述溶液中，繼續攪拌直至完全溶 解，制得透明粘稠的混合溶液，其中，攪拌時間為6h，攪拌速度為500rpm/min; 2、 化學改性 用質量百分比為95%-98%、濃度為18.4mol/L的硫酸調節上述混合溶液的pH值為3,然 后將燒杯置于恒溫水浴鍋內，在常壓下，采用磁力攪拌器攪拌，進行海藻酸鈉的化學改性處 理，其中改性處理溫度為40°C，攪拌速度為500rpm/min，改性處理時間為6小時，靜置冷卻至 室溫以備用； 3、 微球形成 將上述酯化反應的溶液取20ml置于燒杯中，精確稱取0.2g的雙氯芬酸鈉倒入燒杯，攪 拌6h直到雙氯芬酸充分溶解，然后再加入已配好的2ml質量分數為5%的鈣基膨潤土溶液， 繼續攪拌至形成均一的溶液，之后用一次性注射器將混合溶液逐滴滴入質量分數為5%的 500ml氯化鈣溶液中，形成的微球在氯化鈣溶液中保留30min后，過濾并用蒸餾水洗滌3次， 去除殘留在微球表面的離子； 4、 干燥處理 將得到的微球轉移至培養皿中，先用液氮對其冷凍處理，待微球完全冷凍后放入冷凍 干燥機，進行冷凍干燥，制得pH敏感型藥物緩釋微球。9. 一種pH敏感型藥物緩釋微球，所述pH敏感型藥物緩釋微球由根據權利要求1至8中任 意一項所述的制備方法制備。
【文檔編號】A61K47/36GK105963260SQ201610482592
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月27日
【發明人】張學銘, 閆中亞, 逄錦慧, 吳苗, 李因亮, 劉昕
【申請人】北京林業大學