艾塞那肽微针的制备方法

技术领域

本发明属于透皮给药系统技术领域，涉及一种艾塞那肽微针的制备方法，是通过微针透皮贴附的方式，将药物递送进体内的艾塞那肽微针的制备方法。

背景技术

艾塞那肽是治疗2型糖尿病的首选药物之一，作为第一个上市的胰高血糖素样肽-1的受体激动剂，与其他常用的2型糖尿病治疗药物相比具有其独特的优势，包括葡萄糖依赖性的降血糖作用，刺激胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌，抑制胰岛β细胞凋亡，降低胃排空，减少食欲等，为治疗2型糖尿病提供了一种新的治疗方法。

微针是指长度小于1mm的小针点阵，由于它只刺破皮肤角质层而不触及真皮，所以不会产生痛觉，也不会造成皮肤损伤。可溶性微针、水凝胶微针、响应性微针的研究众多，但可溶性微针会造成微针材料在皮肤内的沉积，不适于频繁给药，响应性微针需要大量的氧化酶，生物利用度低，水凝胶微针采用化学交联法会造成药物失活，导致生物利用度低，故采用水凝胶冷冻解冻物理交联的方法，使生物利用度显著提高。用于制备微针的材料包括金属、单晶硅、聚合物、陶瓷等，其中聚合物多糖选自醇、羧甲基纤维素钠、葡聚糖、透明质酸、壳聚糖、聚乙二醇等。

发明内容

本发明的目的是针对艾塞那肽半衰期较短，一天给药两次，必须多次小剂量注射建立耐受的缺点，以及频繁注射会给病人造成了诸多不便和痛苦等缺陷，提供一种艾塞那肽微针的制备方法；实现艾塞那肽微创透皮给药。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供一种微针贴剂，

a)含有艾塞那肽；

b)以聚乙烯醇为主要的微针构成材料；

c)以聚乙烯醇为支撑微针点阵的背衬膜构成材料；

d)干燥后为坚硬玻璃态，吸水溶胀后转化为水凝胶态。

作为本发明的一个实施方案，所述微针构成材料还包括其他亲水高分子材料。

所述亲水高分子材料选自醇、羧甲基纤维素钠、葡聚糖、透明质酸、壳聚糖、聚乙二醇。

作为本发明的一个实施方案，所述微针构成材料中亲水聚合物与艾塞那肽的质量比在9:1～30:1之间；所述亲水聚合物为聚乙烯醇和其他亲水高分子材料。所述其他亲水高分子材料优选为透明质酸、葡聚糖；更优选透明质酸、葡聚糖的质量比为0.5-5～0.3-20。

本发明还提供一种前述的微针贴剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：

a)制备含有艾塞那肽的聚合物溶液，作为微针构成材料；

b)将所述含有艾塞那肽的聚合物溶液浇注于带有微孔阵列的模具上；

c)采用抽真空的方法将含有艾塞那肽的聚合物溶液抽注到微孔中；

d)在浇铸的微针背面贴附预制的背衬层；

e)经历若干次“冷冻-解冻”循环成胶后脱去模具；

f)干燥微针贴剂。

作为本发明的一个实施方案，步骤a)中，所述含有艾塞那肽的聚合物溶液中，艾塞那肽的质量百分比为0.5％～10％，PVA的质量百分比为20％～70％，HA的质量百分比为1％～20％，Dextran的质量百分比为5％～10％。

作为本发明的一个实施方案，步骤b)中，所述带有微孔阵列的模具为具有透气不透水的微孔结构的疏水聚合物模具。

作为本发明的一个实施方案，步骤c)中，所述抽注包括将模具置于真空槽上，将形成微针的所述含有艾塞那肽的聚合物溶液吸入微针孔。

作为本发明的一个实施方案，步骤d)中，所述背衬层是通过聚合物溶液浇注到水平板上，冷冻解冻至少一次后固化制得。

作为本发明的一个实施方案，步骤e)中，冷冻的温度为-20～-80℃，时间为2小时-96小时，解冻的的温度为0～40℃，时间为1～30h。

作为本发明的一个实施方案，步骤f)中干燥的的温度为-2～50℃，时间为1～96h。

作为本发明的一个实施方案，步骤f)中，干燥后的微针长度为100～1000μm。

本发明中艾塞那肽属于分子量较小的大分子药物，由39个氨基酸组成，易通过微晶交联的扩散通道实现释放。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)背衬层采用与针尖相同的聚合物溶液制备而成，以聚乙烯醇为支撑微针点阵的背衬膜构成材料，使背衬层与微针针尖紧密结合，从而揭膜时背衬膜和针尖能够一致地与模具脱离，且过程中不会出现断针问题；

2)选择透明质酸增加了处方的溶胀能力，提高药物释药的速率和透皮吸收的效率；

3)采用疏水的模具材料制备微针，保持了针形的完整和载药量均一。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为艾塞那肽微针制备流程图；

图2为艾塞那肽微针的模具图片；

图3为艾塞那肽微针的揭膜图片；

图4为艾塞那肽微针干燥后的显微镜照片；

图5为艾塞那肽微针干燥后的冷冻电镜照片；

图6为不同含量PVA对微针中艾塞那肽释放的影响；

图7为不同载药量对微针中艾塞那肽释放的影响；

图8为微针释药均一性考察示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。

1、微针选用的聚合物材料为聚乙烯醇(PVA)。

PVA在药剂学领域应用广泛，具有很好的皮肤兼容性。PVA水溶液冷冻-解冻循环后即可固化成凝胶，循环次数越多，凝胶的交联度越高。

2、填充微孔的原理及材料要求：填充微孔利用压力差的原理，可以采用抽真空或离心操作，本专利采用抽真空方法。

3、模具材料为带有微孔阵列的疏水聚合物模具，具有透气不透水的微孔结构。由于透气性，抽真空时才能使聚合物溶液填充微孔；其次，模具材料要具有疏水性，避免分离微针和模具时，微针粘连在模具上，破坏针形。在本发明中，我们使用的是聚四氟乙烯模具材料。

4、本发明中为了将微针与模具更好地分离，背衬层采用聚乙烯醇溶液(15％-35％)溶液制备而成，以聚乙烯醇为支撑微针点阵的背衬膜构成材料，使背衬层与微针针尖紧密结合，从而揭膜时背衬膜和针尖能够一致地与模具脱离，且过程中不会出现断针问题。

本发明中公开了艾塞那肽微针的图片,微针长度约为900um，针尖距离约为850um，微针底部直径约为300um，见图4，图5。

5、干燥后的微针具有较强的硬度，可以穿过皮肤角质层，在接触并吸收体液后，微针材料将会发生溶胀而不溶解，从而形成药物的扩散通道，实现艾塞那肽释放。

6、本发明中，对艾塞那肽微针的载药量进行了测定，微针片载药量差异在允许范围内。

7、本发明对于艾塞那肽微针体外释放情况进行了考察，选用三个不同PVA含量的艾塞那肽微针进行体外释放评估，见图6，释药曲线平稳。

具体示例见以下实施例：

实施例1、以PVA、400kDa透明质酸(HA)和6000葡聚糖(Dextran)为材料的艾塞那肽微针的制备

图1揭示了艾塞那肽相转化微针的制备流程，即将聚合物溶液浇注在带有微孔阵列的模具上，使聚合物溶液填充微孔，采用抽真空的方法将针尖溶液抽注到微孔中，经历若干次“冷冻-解冻”循环后揭膜，干燥后即可得到艾塞那肽微针，制备过程简单。具体步骤如下：

首先制备PVA溶液(可选用10％-35％PVA水溶液，本实施例中选用18％PVA水溶液)及HA与Dextran的混合水溶液(混合水溶液中可含0.5％-5％HA、0.3％-20％的Dextran；本实施例中选用的混合水溶液含1％HA和2％的Dextran)，按照一定的比例(艾塞那肽/PVA/HA和Dextran,10-30/50-70/20-30；本实施例中选用艾塞那肽/PVA/HA和Dextran为10/60/30)将艾塞那肽和上述两种溶液充分混匀。然后将准备好的药液浇注到带有微孔阵列(可以是阵列直径600-800um，微针高度1.0-3.0mm，针尖与针尖之间的间距900um-5mm；作为示例，本实施例的阵列直径660um，微针高度1.3mm，针尖与针尖之间的间距950um)的聚四氟乙烯模具上，如图2，模具背面进行抽真空，可以使药液填充到微孔中。然后铺上一层采用PVA聚合物溶液(浓度5％-35％，本实施例中选用25％)制备而成的背衬层(背衬层厚度可以为0.5mm-10mm，本实施例中选用3mm)，将载有药液的模具及背衬层一同进行“-20℃冷冻—4℃解冻”循环(冷冻、解冻均4小时)，不同的循环次数(如，1-5次)，可以调节PVA的交联程度。冷冻解冻结束后，将微针连带背衬层与模具相分离，最后对微针进行干燥。揭膜后的微针针形如图3；由图3可知，微针针形完整，没有断针。

药液中PVA含量不同，与模具分离时的揭膜难度不同，当PVA含量高时，揭膜容易，针形完整；PVA含量低时，揭膜困难。

完美针形的实现，需要满足PVA含量要求，但与此同时，随着PVA含量的提高，微针的交联密度更大，从而影响药物的释放。因此需要进行一系列的处方优化，既实现针形符合要求，又要保证其具有较好的释放结果，故分别对PVA含量为5％-20％的范围进行了考察，随着PVA含量增加，释药速率降低。PVA含量15％，效果最佳。

对比例1、以PVA、CMC-Na和Dextran为材料的艾赛那肽微针的制备

首先制备PVA水溶液(17％，w/w)及CMC-Na(3％，w/w羧甲基纤维素钠)与Dextran(葡聚糖2.5％，w/w)的混合水溶液，按照一定的比例(艾赛那肽、PVA水溶液、葡聚糖和羧甲基纤维素钠混合水溶液三者的质量比0.75/6.5/2.5)将艾赛那肽和上述两种溶液充分混匀。然后将准备好的药液浇注到带有微孔阵列(阵列直径660um，微针高度1.2mm，针尖与针尖之间的间距950um)的聚四氟乙烯模具上，模具背面进行抽真空，可以使药液填充到微孔中，取PVA溶液少许，薄涂于已经吸满针尖层溶液的模具表面，然后铺上一层采用PVA聚合物溶液(浓度18％)制备而成的背衬层(厚度600um)，然后将载有药液的模具及背衬层一同进行冷冻解冻(-20度，冷冻8小时，4℃解冻7小时)，不同的循环次数(如，3次)，可以调节PVA的交联程度。冷冻解冻结束后，将微针连带背衬层与模具相分离，最后对微针进行干燥。揭膜后的微针，微针针形不完整，有断针。

对比例2、以PVA和HA为材料的艾赛那肽微针的制备

首先制备PVA水溶液(17％，w/w)及透明质酸(2.5％)，按照一定的比例(艾赛那肽、PVA水溶液、HA水溶液三者的质量比0.65/7/2.5)将PTH和上述两种溶液充分混匀。然后将准备好的药液浇注到带有微孔阵列(阵列直径660um，微针高度1.2mm，针尖与针尖之间的间距950um)的聚四氟乙烯模具上，模具背面进行抽真空，可以使药液填充到微孔中，取PVA溶液少许，薄涂于已经吸满针尖层溶液的模具表面，然后铺上一层采用PVA聚合物溶液(浓度20％)制备而成的背衬层(厚度600um)，然后将载有药液的模具及背衬层一同进行冷冻解冻(-20度，冷冻8小时，4℃解冻7小时)，2次循环次数，可以调节PVA的交联程度。冷冻解冻结束后，将微针连带背衬层与模具相分离，最后对微针进行干燥。揭膜后的微针，微针针形不完整，有断针。

对比例3、以PVA、壳聚糖为材料的PTH微针的制备

首先制备PVA水溶液(16％，w/w)及壳聚糖(1.5％)，按照一定的比例(PTH、PVA水溶液、壳聚糖水溶液三者的质量比0.65/7.5/2.5)将艾赛那肽和上述两种溶液充分混匀。然后将准备好的药液浇注到带有微孔阵列(阵列直径660um，微针高度1.2mm，针尖与针尖之间的间距950um)的聚四氟乙烯模具上，模具背面进行抽真空，可以使药液填充到微孔中，取PVA溶液少许，薄涂于已经吸满针尖层溶液的模具表面，然后铺上一层采用PVA聚合物溶液(浓度20％)制备而成的背衬层(厚度600um)，然后将载有药液的模具及背衬层一同进行冷冻解冻(-20度，冷冻8小时，4℃解冻7小时)，3次循环次数(如，3次)，可以调节PVA的交联程度。冷冻解冻结束后，将微针连带背衬层与模具相分离，最后对微针进行干燥。揭膜后的微针，微针针形不完整，有断针。

实施例2、艾塞那肽微针的释放动力学

为了考察艾塞那肽的释放，将上述实施例制备的艾塞那肽微针片用冲压装置冲压出直径为12mm(约170根微针)的微针圆片，将微针片用聚四氟乙烯和锡纸包裹，微针针体部分露出。在24孔板中加入2ml的pH7.4磷酸缓冲液，将包裹好的微针片，针尖朝下放入24孔板中，盖好盖子，放入37℃，100rpm的恒温摇床中进行体外释放实验，在0.5h，1h，2h，3h，4h，5h，6h，8h，10h，12h，16h，20h，24h取样。每次取完样后，将24孔板中残留的释放液倒出，用新的PBS缓冲液清洗24孔板，并加入2ml释放液，继续后面的体外释放实验。在本实验中将会考察微针中PVA含量(11.4％，11.9％，12.4％)，载药量(0.35％，0.5％，1.05％)，结果如图6-7；由图6可知，PVA含量提高，释药速率降低，可以改变释药速率；由图7可知，载药量越低，释药速率越快。

艾塞那肽HPLC分析条件如下：

色谱柱：C18色谱柱(4.6×250mm，5μm)；

双流动相：A相：0.01％三氟乙酸的水溶液；B相：0.01％三氟乙酸的乙腈溶液；

梯度洗脱：A相70％-45％(0-20min)，45％-70％(20-25min)；

流速：1.0ml/min；

检测波长：214nm；

柱温：25℃；

进样量：100μl；

实施例3、艾塞那肽微针的载药量均一性考察

为了验证艾塞那肽在同一模具上不同部分的分散均匀程度，我们对微针的载药量均一性进行考察。同一模具上不同部分的微针片在各时间点艾塞那肽释放量基本一致，累积释放曲线基本重合，最终的体外释放率均为70％左右。说明同一模具的微针片体外释放的误差较小，均一性较好。结果如图8；由图8可知，载药量均一性好，不同位置微针片释药曲线接近。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。