一种负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球的制备方法

技术领域

本发明属于缓释药物制备领域，具体涉及一种负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球的制备方法。

背景技术

布洛芬(Ibuprofen，IBU)又名异丁苯丙酸，是一种非甾体类解热镇痛抗炎药，广泛用于术后疼痛，风湿性疼痛，牙疼，关节炎等，但是布洛芬水溶性差，生物半衰期较短，维持治疗浓度需要频繁给药，易引起胃肠道副反应，并对肾脏产生一定损害。将布洛芬制成缓释制剂既可以减少服药次数，提高病人服药的依从性，提高药物的生物利用度，又能够减轻药物的不良反应。

常见的聚合物药物载体有聚合物胶束、微凝胶、树枝状聚合物、聚合物微球等，聚合物微球由致密的聚合物基质组成，能够有效负载(包埋、吸附或化学偶联)各类药物，目前已被广泛应用于药物缓控释领域。壳聚糖、聚乳酸-co-聚乙醇酸(PLGA)、聚乳酸(PLA)和聚氰基丙烯酸丁酯(PBCA)是生物医学应用中最常用于构筑聚合物载药微球的载体基质。PLA即聚丙交酯，是一种具有良好生物可降解性、生物相容性和生物可吸收性的合成高分子材料。PLA多以玉米等谷物为原料，在自然界中能够被细菌、霉菌等微生物分解，最终可降解为对环境无污染的O

尽管可降解聚合物微球在药物控释领域的应用已经取得了一定的进展，然而真正用于临床的微球制剂并不多。这类聚合物微球控释体系仍然存在着很多不足之处，比如疏水性小分子药物的结晶和暴释，以及大分子生物活性物质易失活变性等关键问题，至今仍然没有得到很好的解决。聚合物微球的制备方法主要有凝聚相分离法、溶剂蒸发法、喷雾干燥法等，但这些方法普遍存在实验步骤较多，制备条件苛刻，微球结构不够致密，容易发生突释等缺陷。

近年来，一种应用静电喷雾法制备微级颗粒(球或腔囊)的新型技术引起广泛关注。静电喷雾技术是利用高压静电场使流体雾化成微小液滴，在静电场力和外力的联合作用下，做定向运动吸附在目标物上。整个制备工艺简单、制备时间短，静电作用有效降低雾滴表面张力，降低雾滴尺寸，加速溶剂挥发，为药物释放提供更大的表面积和体积比，减少突释的发生；同时，喷雾形成的雾滴带有相同的负电荷，在空间运动中相互排斥，不易发生凝聚，分散性好。另外，该静电喷雾技术条件可控，不涉及高温操作，较少接触有机溶剂，能够保持药物的活性，且工艺简单，能够一步制备可降解聚合物微球。目前，该法已广泛应用在载药控释领域，尤其是对低水溶性生物活性分子的包封和释放，NGUYEN等采用静电喷雾技术制备了具有长效释放模式的载槲皮素聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)微球，所得微球中槲皮素和PLGA之间没有化学作用，槲皮素在体外表现出30天的缓释模式，没有突释现象。HSU等采用电喷雾方法制备了载阿霉素PLGA微球(DOX-PLGAMSs)，MSs的平均直径为6.74±1.01μm，采用体外洗脱法评估DOX从MSs中的释放发现DOX在第1天表现出12.3％的突发释放，85.8％的药物在30天后释放。但迄今为止，通过静电喷雾法制备负载布洛芬的聚乳酸可降解的缓释微球尚未见报道。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球的制备方法。

本发明的技术方案概述如下：

一种负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球的制备方法，包括以下步骤：

S1：将聚乳酸或改性聚乳酸加入二氯甲烷中，磁力搅拌至完全溶解，再加入布洛芬，搅拌至完全溶解，得均一溶液待用；

S2：将S1所得均一溶液进行高压静电喷雾，控制流速为0.5mL/h、电压为17.5kV、喷雾针头内径为0.8mm、接收距离为15cm；

S3：将S2所得产物于55℃真空干燥3h，即得所述负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球。

优选的是，所述改性聚乳酸为壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物、明胶-聚乳酸接枝共聚物中的一种。

优选的是，所述聚乳酸或改性聚乳酸、二氯甲烷、布洛芬的比例为50mg：1mL：(2～8)mg。

优选的是，所述的制备方法制出的负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球呈表面微孔密布的三维球形结构，其粒径分布在2.4～11.2μm。

优选的是，所述聚乳酸或改性聚乳酸、二氯甲烷、布洛芬的比例为50mg：1mL：6mg。

优选的是，所述的制备方法制出的负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球成型性较好，圆润饱满，粒径分布在4.0～11.2μm，其中，粒径介于5.6～8.8μm占比83％，平均粒径为7.2μm，微孔密布，易于药物负载。

本发明的有益效果：

1、本发明首次采用静电喷雾法制备负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球，操作步骤简单，制备条件可控，无需在高温高压条件下操作，能够成功制备出成型性良好、圆润饱满、分散性良好的表面微孔密布的三维球形结构，使其对布洛芬具有良好的负载性能和缓释性能。

2、本发明以聚乳酸或改性聚乳酸作为骨架载体材料包埋布洛芬，布洛芬以分子或无规则状态高度包裹在聚乳酸或改性聚乳酸基质中，这不仅保持了布洛芬的生物活性，而且，聚乳酸通过分子间的氢键作用与布洛芬稳定结合，或改性聚乳酸结构中的氨基与布洛芬中的羧基通过酰胺化反应发生化学交联作用，从而通过共价键及分子间氢键作用稳定包埋布洛芬，都在一定程度上提高了布洛芬药物的热稳定性，并且起到了控释效果。因此，利用聚乳酸或改性聚乳酸作为骨架载体材料，进一步提高可降解微球的结构稳定性，延长释药时间。

3、本发明制出的负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球粒径均一、尺寸可控、均匀圆整，粒径介于2.4～11.2μm，保持布洛芬药物生物活性的同时，能有效达到药物缓慢释放的效果，且未发现突释现象，显著提高了布洛芬的生物利用度，适于大规模批量化生产。

附图说明

图1为实施例1制备出的负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球的SEM图；

图2为实施例2制备出的负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球的SEM图；

图3为实施例3制备出的负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球的SEM图；

图4为实施例4制备出的负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球的SEM图；

图5为实施例1制备出的负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球的粒径分布图；

图6为实施例2制备出的负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球的粒径分布图；

图7为实施例3制备出的负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球的粒径分布图；

图8为实施例4制备出的负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球的粒径分布图；

图9为实施例1～4制备出的负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球及对比例1聚乳酸微球、对比例2布洛芬的XRD图；

图10为实施例1～4制备出的负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球及对比例1聚乳酸微球、对比例2布洛芬的DSC分析图；

图11为实施例1～4制备出的负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球及对比例1聚乳酸微球、对比例2布洛芬的FTIR分析图；

图12为实施例1～4制备出的负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球及对比例1聚乳酸微球、对比例2布洛芬的TG分析图；

图13为实施例1～4制备出的负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球及对比例2布洛芬的缓释曲线图；

图14为本发明负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球的制备方法流程图。

图9～11中，曲线1代表对比例1的聚乳酸微球，曲线2～5分别代表实施例1～4中负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球，曲线6代表对比例2的布洛芬。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

实施例1

一种负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球的制备方法，包括以下步骤：

S1：将500mg聚乳酸加入10mL二氯甲烷中，磁力搅拌至完全溶解，再加入20mg布洛芬(即按投药量的4％准确称取布洛芬)，搅拌至完全溶解，得均一溶液待用；

S2：将S1所得均一溶液进行高压静电喷雾，控制流速为0.5mL/h、电压为17.5kV、喷雾针头内径为0.8mm、针头至铝箔的接收距离为15cm；

S3：将S2所得产物于55℃真空干燥3h，即得所述负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球。

实施例2

一种负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球的制备方法，包括以下步骤：

S1：将500mg聚乳酸加入10mL二氯甲烷中，磁力搅拌至完全溶解，再加入40mg布洛芬(即按投药量的8％准确称取布洛芬)，搅拌至完全溶解，得均一溶液待用；

S2：将S1所得均一溶液进行高压静电喷雾，控制流速为0.5mL/h、电压为17.5kV、喷雾针头内径为0.8mm、针头至铝箔的接收距离为15cm；

S3：将S2所得产物于55℃真空干燥3h，即得所述负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球。

实施例3

一种负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球的制备方法，包括以下步骤：

S1：将500mg聚乳酸加入10mL二氯甲烷中，磁力搅拌至完全溶解，再加入60mg布洛芬(即按投药量的12％准确称取布洛芬)，搅拌至完全溶解，得均一溶液待用；

S2：将S1所得均一溶液进行高压静电喷雾，控制流速为0.5mL/h、电压为17.5kV、喷雾针头内径为0.8mm、针头至铝箔的接收距离为15cm；

S3：将S2所得产物于55℃真空干燥3h，即得所述负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球。

实施例4

一种负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球的制备方法，包括以下步骤：

S1：将500mg聚乳酸加入10mL二氯甲烷中，磁力搅拌至完全溶解，再加入80mg布洛芬(即按投药量的16％准确称取布洛芬)，搅拌至完全溶解，得均一溶液待用；

S2：将S1所得均一溶液进行高压静电喷雾，控制流速为0.5mL/h、电压为17.5kV、喷雾针头内径为0.8mm、针头至铝箔的接收距离为15cm；

S3：将S2所得产物于55℃真空干燥3h，即得所述负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球。

实施例5

一种负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球的制备方法，包括以下步骤：

S1：将500mg壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物加入10mL二氯甲烷中，磁力搅拌至完全溶解，再加入20mg布洛芬(即按投药量的4％准确称取布洛芬)，搅拌至完全溶解，得均一溶液待用；

S2：将S1所得均一溶液进行高压静电喷雾，控制流速为0.5mL/h、电压为17.5kV、喷雾针头内径为0.8mm、针头至铝箔的接收距离为15cm；

S3：将S2所得产物于55℃真空干燥3h，即得所述负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球。

实施例6

一种负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球的制备方法，包括以下步骤：

S1：将500mg明胶-聚乳酸接枝共聚物加入10mL二氯甲烷中，磁力搅拌至完全溶解，再加入80mg布洛芬(即按投药量的16％准确称取布洛芬)，搅拌至完全溶解，得均一溶液待用；

S2：将S1所得均一溶液进行高压静电喷雾，控制流速为0.5mL/h、电压为17.5kV、喷雾针头内径为0.8mm、针头至铝箔的接收距离为15cm；

S3：将S2所得产物于55℃真空干燥3h，即得所述负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球。

对比例1：静电喷雾法制备出的纯聚乳酸微球，制备方法同实施例1，区别在于：制备过程中不添加布洛芬。

对比例2：布洛芬纯品。

一、对实施例1～4制出的负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球及对比例1～2进行结构表征与性能测试

1、SEM表征试验：加速电压为20kV，观察实施例1～4制出的IBU/PLA微球(负载布洛芬的聚乳酸可降解型微球)的表面形貌。

图1～4和图5～8为实施例1～4制出的IBU/PLA微球的SEM图和粒径分布图：由图1～4中SEM图可知，在该制备条件下，不同投药量的IBU/PLA微球均呈表面带有孔隙的三维球形结构，均匀圆整，分散性较好。利用Nano Measurer 1.2随机选取50个微球绘制出的粒径频率分布直方图5～8，由图可知，微球粒径对并没有因IBU含量的增加而呈一定变化关系，说明在能形成分散微粒的浓度范围内，药物浓度的提高对微球粒径无显著影响。实施例1～4不同投药量的微球粒径分布于2.4μm～11.2μm，相比较而言，实施例3中含12％IBU的微球成型性较好、圆润饱满，粒径介于5.6μm～8.8μm占比83％，平均粒径7.2μm，并且微孔密布，易于药物负载。

2、XRD表征：Cu-Kα射线，扫描衍射角的范围为5～80°，扫描速度为10°/min，电压为40kV，电流为50mA，分析实施例1～4制出的IBU/PLA微球及对比例1～2的晶型。

图9为实施例1～4制备出的IBU/PLA微球及对比例1纯PLA微球、对比例2的IBU的XRD图，其中，曲线1代表对比例1(PLA微球)，曲线2～5分别代表实施例1～4中IBU/PLA微球，曲线6代表对比例2(IBU)：由图可知，IBU在6.12°,12.28°,16.85°,17.71°,19.15°,20.14°和22.44°处有明显的晶体衍射峰，对比例1静电喷雾法制备的纯PLA微球为非晶态结构。实施例1～4静电喷雾法制备得到的不同投药量的IBU/PLA微球XRD图谱无明显归属于IBU特征衍射峰，仅仅和纯PLA微球一样在2θ＝16°附近出现一个宽且弱的吸收峰，表明静电喷雾过程IBU的晶格被破坏，IBU以分子或无规则状态高度分散在PLA基质中，IBU/PLA微球呈现出与PLA相似的无定形结构，这是由于静电喷雾过程接收距离相对较短，溶剂挥发速度较快，IBU链没有足够的时间结晶，加之PLA与IBU之间的相互作用，结晶过程受到抑制。

3、DSC表征：升温速率10℃/min，分析实施例1～4制出的IBU/PLA微球及对比例1～2的熔化和结晶行为。

图10为实施例1～4制备出的IBU/PLA微球及对比例1纯PLA微球、对比例2的IBU的DSC分析图，其中，曲线1代表对比例1(PLA微球)，曲线2～5分别代表实施例1～4中IBU/PLA微球，曲线6代表对比例2(IBU)：由图可知，IBU在75.74℃处出现尖而窄的熔融吸热峰，熔融焓ΔHm为128.90J/g，表明IBU为晶体结构。对比例1静电喷雾法制备的纯PLA微球在164.94℃出现宽而弱的熔融吸热峰，熔融焓ΔHm为53.38J/g。当采用静电喷雾法制备样品时，随着IBU含量的增加，IBU/PLA微球的Tm由164.94℃逐渐降低到156.09℃，熔融范围逐渐增大，熔融焓相比较纯IBU的128.90J/g降低至42.98J/g～55.38J/g范围内，说明IBU的晶格被破坏，虽然IBU分子容易进入PLA不定型结构中诱导PLA生成晶体，但非均相形成的晶体结构并不完美，导致Tm降低，熔化范围变宽。另一方面，实施例1～4不同投药量的IBU/PLA微球中没有归属于IBU的熔融峰，而是呈现出与PLA相同的熔融趋势，也说明IBU完全负载于PLA中，与XRD的研究结果一致。

4、FTIR表征：KBr压片法制样，测试波长范围为4000～500cm

图11为实施例1～4制备出的IBU/PLA微球及对比例1纯PLA微球、对比例2的IBU的FTIR分析图，其中，曲线1代表对比例1(PLA微球)，曲线2～5分别代表实施例1～4中IBU/PLA微球，曲线6代表对比例2(IBU)：由图可知，在PLA结构中，1764cm

5、TG表征：氮气气氛，流速为50mL/min，升温速率为10K/min，温升范围为室温～700℃，Al

图12为实施例1～4制备出的IBU/PLA微球及对比例1纯PLA微球、对比例2的IBU的TG分析图：有图可知，IBU和静电喷雾法制备的PLA微球均有一个明显的失重阶段，分别于100℃和280℃左右开始失重，220℃和380℃左右失重完全，且均失重迅速。实施例1～4静电喷雾法制备的不同投药量的IBU/PLA微球呈现出两个质量损失趋势，第一个趋势为120～280℃，这是由于IBU的热分解导致，第二个趋势为280～390℃，这可归因于PLA的热分解。随着投药量的增加，两个随热失重的趋势越发分明，IBU的热分解速率也逐步提高，但均小于纯IBU，说明IBU/PLA微球较IBU的热稳定性有一定提高。

二、体外缓释性能测试

1、IBU标准曲线的测定

准确称取IBU标准品50mg溶于PBS缓冲溶液中，定容至50mL，得到1mg/mL的母液，精密量取母液适当体积，用缓冲溶液稀释到一定倍数，得到浓度为0.75、0.5、0.25、0.1、0.05mg/mL的IBU标准溶液。以PBS缓冲溶液作为对照品，在扫描波长200～400nm，扫描速度600nm/min和狭缝宽度2nm条件下，分别测试每个标准溶液在265nm下的吸光度。

试验结果：对IBU标准曲线的测定结果进行线性分析，在0.05-0.75mg/mL的浓度范围内，265nm处IBU的紫外吸光度和IBU的质量浓度线性关系良好，直线回归方程为：A＝2.2364c+0.0395(R2＝0.9996)。

2、体外缓释曲线的绘制

准确称取IBU标准品30mg、投药量不同的IBU/PLA微球100mg于处理后的透析袋中，加入PBS缓冲溶液5mL，两端密封，放入含有100mLPBS缓冲溶液的烧杯中，保鲜膜密封，于37.0±0.5℃，转速100r/min进行恒温振荡。定时取样4.0mL，同时补加4.0mL新鲜介质。依照“1.5.1”，测定每个样品在265nm下的吸光度，并按照公式(1)计算累计释放百分率，绘制微球中IBU释放曲线。

图13为实施例1～4制备出的IBU/PLA微球及对比例2的IBU的缓释曲线图：由图可知，实施例1～4中不同投药量的IBU/PLA微球在48h内释放速度较快，随后进入缓慢释放阶段，在释放初期均未出现突释现象。对比例2中IBU原料药在8小时以内释药70％以上；实施例1投药量4％的IBU/PLA微球在48h以内释药19％，累计释药时间192h以上，释药量为35％，说明载药微球具有明显的缓释效果；当投药量提高到16％时，IBU/PLA微球在48h以内释药52％，最终药物累计释放量可达57％，由此可见，投药量越大，药物释放速率越快，累计释放率越高。从实验结果看，采用静电喷雾技术制备的IBU/PLA微球能够实现对负载IBU产生缓释的作用，并未发生突释现象。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。