一种载药蛋白质微粒及其制备方法与流程

技术领域

本发明属于材料学领域，涉及一种药物缓控释材料，具体来说是一种载药蛋白质微粒及其制备方法。

背景技术：

高压静电喷雾技术（简称电喷）是一种自上而下(top-down)的微纳米制造技术，该技术通过外加电场力克服喷头尖端液滴的液体表面张力和粘弹力而形成射流，在静电斥力、库仑力和表面张力共同作用下，被雾化后的液体由于巨大的表面积，溶剂迅速挥发，聚合物溶质被干燥成细小的微纳米颗粒。该技术工艺过程简单、操控方便、选择聚合物材料范围广泛、可控性强、能够实现连续工业化生产，应用该技术制备功能微纳米颗粒具有良好的前景。

蛋白质作为药用缓控释辅料具有天然的优势，安全、无毒、生物相容性高，因此有很多关于载药蛋白质微粒的研究报道。在这些报道中，载药蛋白质微粒主要通过化学合成方法、分子自组装、高压静电喷雾法等 （LY Huang, DG Yu, C Branford-White, LM Zhu. Sustained release of ethyl cellulose micro-particulate drug delivery systems prepared using electrospraying. Journal of Materials Science, 2012, 47(3): 1372-1377.）。其中通过高压静电喷雾法制备的蛋白质载药纳米颗粒过程简单、单步有效。虽然如此，电喷蛋白质微粒一般都呈扁平形。其原因是高压静电雾化过程中，雾化液滴表面的快速固化导致内部残留一些溶剂，这些溶剂在随后的逃逸过程引起颗粒内部压力小于外部压力，导致大气压将蛋白质微粒变形为扁平微粒。由于药物从蛋白质载体材料中的释放一般通过扩散机制，扁平状的颗粒由于表面积大、药物扩散距离短，因此其药物缓控释效果常常难以满意。

针对上述情况，在专利“李晓燕，余灯广，唐沙伟， 周小琴，李辉，黄凯。 一种溶剂环流同轴高压静电喷雾方法及装置。申请号：201611088195.5” 基础上，本发明首次提出一种圆整的电喷雾载药蛋白质微粒的新型缓控释材料，并通过溶剂环流高压静电喷雾过程实施制备。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种载药蛋白质微粒及其制备方法，所述的这种载药蛋白质微粒及其制备方法要解决现有技术中的载药蛋白质微粒对于药物的缓控释效果不佳的技术问题。

本发明提供了一种载药蛋白质微粒，由蛋白质和药物组成，所述的蛋白质和药物的质量比为5~7：1，所述的微粒的形状为球形或者近似球形。

进一步的，所述的蛋白质和药物的质量比为6：1。

进一步的，所述的药物为小分子化学合成药物或者中药活性成分。

进一步的，所述的蛋白质为玉米醇溶蛋白，所述的药物为布洛芬。

本发明还提供了上述的一种载药蛋白质微粒的制备方法，包括如下步骤：

1)采用蛋白质和药物的共溶溶液为芯液，所述的蛋白质和药物的质量比为5~7：1；

2)采用酸性混合溶剂为鞘液；

3)将芯液设置在一个第一注射器中，将第一注射器安装在一个第一轴流泵中；

4)将鞘液设置在一个第二注射器中，将第二注射器安装在二个第二轴流泵中；

5)所述的第一注射器和第二注射器分别和一个同轴喷头的两个入口连接；

6)采用一个高压发生器，所述的高压发生器和所述的同轴喷头连接；

7)通过两台轴流泵分别控制芯液和鞘液工作流体注入同轴喷头的速率，开启高压发生器，在高压静电的作用下，经过同轴喷头后芯液和鞘液工作流体雾化干燥，通过铝箔包裹硬纸板收集，获得球形或者近似球形的载药蛋白质微粒。

进一步的，所述的混合溶剂由乙酸和乙醇组成，所述的乙酸和乙醇体积比为30:70。

本发明的载药蛋白质微粒具有较为圆整的球形形貌特征，能够提供更好的药物缓控释效果。通过采用溶剂环流同轴静电喷雾工艺制备载药蛋白质微粒不仅可以有效防止喷头的堵塞问题，而且能够单步有效地制备出高质量纳米颗粒产品。

本发明采用酸性混合溶剂为鞘液，不仅因为酸性溶剂能够润滑喷头，充分保持蛋白质药物芯液中的溶剂均匀挥发干净，而且因为酸性溶剂中的质子能够有效保持电喷过程中蛋白质分子的构象并减少蛋白质分子之间的氢键形成，有效地阻止扁平状颗粒的形成。相比普通电喷雾制备的扁平不规则载药蛋白质微粒，本发明的微粒能够有效延长药物的缓控释时间。

本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明的制备工艺简单，单步有效、能够为众多药物微纳米缓控释给药系统的设计和制备提供有效实施方法。

附图说明

图1对比实施例2中单射流喷射时喷头出现的半固态黏附物质。

图2对比实施例2中单射流喷射制备的载药蛋白质颗粒扫描电子显微镜图样。

图3 实施例3酸性溶剂环流同轴电喷过程拍摄图。

图4 实施例3酸性溶剂环流同轴电喷制备的载药蛋白质颗粒扫描电子显微镜图样。

图5 实施同轴电喷装置示意图。

图6 对比实施例2中单射流喷射制备的扁平载药蛋白质颗粒的药物体外释放特征。

图7 实施例3酸性溶剂环流同轴电喷制备的圆整后载药蛋白质颗粒的药物体外释放特征。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。这些实施例仅用于解释本发明而不是用于限制本发明。凡采用与本发明相同或相似的方法，或做出的等价修改，均应落入本发明保护范围。

实施例1：高压静电喷雾工作流体的制备

将12克玉米醇溶蛋白和2克布洛芬共同溶解于100 mL乙酸和乙醇的混合溶剂中，其中乙酸:乙醇体积比为30:70。

以乙酸和乙醇体积比为30:70的混合溶剂为电喷鞘液。

实施例2：普通单射流高压电喷雾工艺制备载药蛋白质颗粒

将玉米醇溶蛋白和2克布洛芬的共溶溶液装入注射器中，安装到注射泵上，以内径为0.6 mm的金属毛细管为喷头，直接连接到注射器前端，接通金属针头和直流高压静电发生器。调控工作流体的流速为1.0 mL/h。当有液滴均匀从喷头口滴出的时候，启动高压静电发生器。在施加电压为18 kV，接受距离为20 cm的工作状况下，开始一个稳定的单射流高压静电喷雾过程。由于蛋白质容易与金属相互作用，因此在电喷雾的过程中，时常有半固态的黏附物质悬挂在喷头上，并堵塞喷头（如图1所示）。因此需要常常移除这些由玉米醇溶蛋白和药物组成的半固态物质，才能保证高压静电喷雾过程继续进行。所制备的载药蛋白质颗粒进行扫描电子显微镜 观察，结果如图2所示。这些颗粒呈扁平状，表面凸凹不平，大小不均一，平均直径为 1.57 ± 0.76 μm。

实施例3 酸性溶剂环流同轴高压电喷雾工艺制备载药蛋白质颗粒

将玉米醇溶蛋白和2克布洛芬的共溶溶液装入注射器中，安装到一台注射泵上。将乙酸和乙醇体积比为30:70的混合溶剂作为电喷鞘液装入到另外一个注射器中，并安装到另外一台注射泵上。将上述两种工作流体通过泵注入同轴喷头。接通同轴喷头和直流高压静电发生器。调控芯部工作流体的流速为0.7 mL/h，鞘部工作流体的流速为 0.3 mL/h。当有液滴均匀从喷头口滴出的时候，启动高压静电发生器。在施加电压为18 kV，接受距离为20 cm的工作状况下，开始一个稳定的同轴高压静电喷雾过程。由于外鞘溶剂的润滑作用及时地消除了蛋白质容易与金属的相互作用，因此同轴电喷雾过程平稳持续，放大拍摄结果如图3所示。所制备的载药蛋白质颗粒进行扫描电子显微镜观察，结果如图4所示。这些颗粒呈圆球状，表面光滑，大小均一，平均直径为 0.84 ± 0.15 μm。

本发明的一种酸性溶剂环流同轴高压静电喷雾装置如图5所示，包括高压发生器1；第一轴流泵2、第二轴流泵3、同轴喷头4、颗粒接收板5、硅胶软管6、第一注射器7、第二注射器8组成，所述的第一注射器7安装在一个第一轴流泵2中，所述第一注射器7通过所述的硅胶软管6和所述的同轴喷头4的一个入口连接，所述的第二注射器8安装在第二轴流泵3中，所述第二注射器8和所述的同轴喷头4的另外一个入口连接，所述的高压发生器1和所述的同轴喷头4连接，所述的同轴喷头4下端设置有一个纤维接收板5。

上述的高压发生器1；第一注射泵2、第二注射泵3、同轴喷头4、纤维接收板5、硅胶软管6、第一注射器7、第二注射器8都可以通过市场购买获得。

实施例4 ：电喷载药蛋白质颗粒的体外药物控释性能

按中国药典2015版附录ⅩD释放度测定第二法浆法，采用RCZ-8A智能溶出实验仪进行对上述所得的载药蛋白质颗粒进行体外溶出试验。控制转速50rpm，温度为37±0.1℃，以 900mL pH6.8的磷酸盐缓冲溶液为溶出介质，考察药物的体外缓控释性能。按预定时间取样5mL，得到溶出液样品，并立刻补充同体积等温新鲜介质。对样品适当稀释后，在λ=260 nm处，采用紫外可见分光光度计进行紫外测定，计算药物布洛芬的累积溶出百分比，重复6次。普通单射流高压电喷雾工艺制备载药蛋白质颗粒的药物体外溶出结果如图6所示，酸性溶剂环流同轴高压电喷雾工艺制备载药蛋白质颗粒的药物体外溶出结果如图7所示，对比两图可以看出同轴电喷所制备的颗粒明显比单流体电喷所制备的颗粒具有更好的缓释性能，能够将药物的溶出周期从8小时延长到12小时。虽然同轴电喷颗粒的直径比单射流电喷的小，但是同轴电喷的呈球形、更圆整，并且颗粒的内部更致密，因此能够更好地控制药物长期缓慢控释。

实施例5 ：同轴电喷制备载有中药活性成分的蛋白质颗粒药物体外控释性能

按照实施例3将布洛芬更换为中药活性成分阿魏酸，其它条件相同，实施酸性混合溶剂环流同轴电喷，制备载有中药活性成分的蛋白质颗粒，通过扫描电子显微镜观察，颗粒呈圆整的球形形貌，直径为 0.81 ± 0.14 μm。按照实施例4检测阿魏酸的体外缓释性能，载药蛋白质颗粒能够控制药物缓慢释放10小时以上。