專利名稱：一種原位載治療性物質微膠囊的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種微膠囊的制備方法，尤其是原位載治療性物質微膠囊的制備方
法，屬于生物醫藥、生物材料技術領域。
背景技術：
微膠囊是指利用天然或合成高分子材料，將分散的固體、液體，甚至是氣體物質包 裹起來形成具有半透性或密封囊膜的微小粒子。迄今為止，將活性物質如藥物、蛋白質、生 長因子、維生素、香料、抗菌性離子、納米粒子等，甚至活細胞的有效微膠囊化在許多領域如 疾病治療與預防、功能食品、化妝品、工業分離等越來越受到廣泛應用，成為21世紀重點研 究開發的高新材料之一。 目前微膠囊制備方法主要包括化學法(如界面聚合法、乳化法、輻射化學法等)、 物理化學法(如相分離法、溶劑蒸發法、界面沉積法、噴霧干燥法等)以及物理法(如靜電 沉積法、氣相沉積法、流化床噴霧包衣法等)等幾類。隨著納米技術的不斷發展，微膠囊 制備技術有了更為寬廣的發展前景，目前報道的微膠囊粒徑達到小于1微米的納米級微膠 囊。微膠囊制備技術紛繁復雜，但是這些制備技術涉及原位聚合、油-水分離、后載藥、多級 試劑洗滌等工藝處理步驟，給膠囊成分和載藥量控制，以及對生命體有剌激性、致敏性、毒 性的組分的控制和清洗要求嚴格，因而不同的制備技術都有各自的局限性，難以實現原位 載藥、一步快速制粒、后處理簡便(甚至不用多級清洗)、調節載藥量和藥物控制釋放的技 術簡便等多種要求的協同。 高壓靜電紡絲技術是近年來逐漸興起的一種快速制備納米纖維和多孔薄膜或泡 沫材料的新型技術。應用于高壓靜電紡絲的原材料對其可紡性有要求，如純殼聚糖溶液是 難以紡絲的高分子，經高壓靜電場力作用常形成凝膠態微粒，這些微粒在納米纖維及薄膜 材料制備中往往被視為無價值的副產物。同時，高壓靜電紡絲對形成納米纖維的工藝參數 也要求嚴格，例如電壓、電場強度、場距等都需要不斷摸索得到有限的優化條件，才可能制 備出納米纖維；反之，獲得微細顆粒的電紡條件則較為寬泛。因此，利用高壓靜電紡絲的相 關裝置和基本原理制備出微膠囊具有便利的工藝條件和優越的綜合性能。迄今利用高壓靜 電噴霧制粒技術制備微膠囊僅有有限報道。中國專利CN 100488618C公開了一種利用靜電 噴霧制備非原位載藥型液芯微膠囊的方法，該專利公開的用金屬鈣離子為海藻酸鹽微膠囊 的囊壁成型劑，盡管通過利用麥芽糊精、黃原膠等增稠劑和鈣離子對囊壁海藻酸鹽能發揮 固鎖作用，并在微囊形成后采用氯化鈣溶液浸泡后處理工藝加固壁膜，形成半透性微膠囊 壁膜層，但是在生理液環境中，二價f丐離子容易與一價陽離子如鉀、鈉離子發生離子交換， 導致微膠囊壁膜層快速坍塌，藥物可控釋放性和持久釋放性難以維持。因此，這樣的材料仍 難以滿足微膠囊穩定、持久釋放的應用。因此，根據現有技術和研究報道來看，需要探索能 原位載藥、一步快速制粒、后處理簡便(不用多步清洗除雜或殼層改性)、調節藥物控制釋 放性能工藝簡便的微膠囊制備技術方法。

發明內容
本發明的目的是提供一種工藝簡便、能調節藥物釋放性能的原位載治療性物質的 微膠囊的制備方法。 本發明的原位載治療性物質的微膠囊的制備方法有以下兩種技術方案。方案1 :
原位載治療性物質的微膠囊的制備方法，微膠囊包括囊芯和囊壁，制備方法步驟 如下 1)將正電荷高分子材料溶解于水或者有機溶劑中，配制成濃度為2 80g/L的正
電荷高分子溶液，然后加入治療性物質，攪拌均勻后裝入靜電紡絲裝置的注射器內； 2)將負電荷高分子材料溶解于水或者有機溶劑中，配制成濃度為0. 1 50g/L的
負電荷高分子溶液，然后置于容器中放在注射器中空金屬針針尖正下方，調節針尖與負電
荷高分子溶液液面的間距為4 15cm，溶液用導線接地，并按30 600轉/分鐘連續攪拌，
中空金屬針接2 20kV直流電壓，將注射器內的正電荷高分子溶液以0. 10 1. 0毫升/
小時的速度推出，進行靜電噴射，載治療性物質的凝膠微粒落入負電荷高分子溶液中，形成
以負電荷高分子為囊壁、載治療性物質的正電荷高分子凝膠微粒為囊芯的凝膠粒； 3)將容器中的凝膠粒用微孔膜過濾，去離子水洗滌，晾干，得到載治療性物質的微膠囊。 方案2: 原位載治療性物質的微膠囊的制備方法，微膠囊包括囊芯和囊壁，制備方法步驟 如下 1)將負電荷高分子材料溶解于水或者有機溶劑中，配制成濃度為2 80g/L的負 電荷高分子溶液，然后加入治療性物質，攪拌均勻后裝入靜電紡絲裝置的注射器內；
2)將正電荷高分子材料溶解于水或者有機溶劑中，配制成濃度為0. 1 50g/L的 正電荷高分子溶液，然后置于容器中放在注射器中空金屬針針尖正下方，調節針尖與正電 荷高分子溶液液面的間距為4 15cm，溶液用導線接地，并按30 600轉/分鐘連續攪拌， 中空金屬針接2 20kV直流電壓，將注射器內的負電荷高分子溶液以0. 10 1. 0毫升/ 小時的速度推出，進行靜電噴射，載治療性物質的凝膠微粒落入正電荷高分子溶液中，形成 以正電荷高分子為囊壁、載治療性物質的負電荷高分子凝膠微粒為囊芯的凝膠粒；
3)將容器中的凝膠粒用微孔膜過濾，去離子水洗滌，晾干，得到載治療性物質的微 膠囊。 本發明對正、負電荷高分子的聚合度均不存在嚴格限制。以上兩種方案中，所說的 正電荷高分子選自殼聚糖、聚烯丙基銨鹽酸鹽、聚乙烯亞胺、聚乙烯胺、聚乙烯吡啶、聚二烯 丙基二甲季銨鹽、膠原、酸法明膠和多聚賴氨酸中的一種或任意之間的組合；負電荷高分子 選自海藻酸鈉、透明質酸、硫酸軟骨素、聚甲基丙烯酸、硫酸葡聚糖、羧甲基纖維素鈉、聚陰 離子纖維素、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚乙烯磺酸、堿法明膠和聚乙烯磷酸中的一種或任 意之間的組合。 以上兩種方案中，所說的治療性物質是抗菌藥、抗腫瘤藥、消炎鎮痛藥、免疫抑制 劑、類固醇激素、促進組織損傷修復的因子以及在無配伍禁忌情況下兩種或兩種以上物質 的混合物。其中促進組織損傷修復的因子可以是骨形態發生蛋白、胰島素樣生長因子、成纖 維細胞生長因子或血管內皮生長因子；所說的抗菌藥可以是銀離子或二氧化鈦納米粒；所說的消炎鎮痛藥可以是阿倫膦酸鈉、環孢霉素或氧氟沙星。 本發明以上兩種方案中，所說的有機溶劑可以是甲醇、乙醇、異丙醇、氯仿或丙酮。
本發明的微膠囊囊芯與囊壁為異性電荷的生物相容性高分子物質，囊芯內含有治 療性物質。 本發明制備過程中，通過改變正、負高分子溶液的濃度、針尖與接收液液面之間的 距離、注射器內溶液的推進速度可以控制微膠囊的粒徑和囊壁厚度。微膠囊的粒徑一般為 50 5000nm。 本發明制備方法的有益效果在于 本發明的微膠囊是將治療性物質在制備過程中被原位裝載于高分子凝膠微粒作 為囊芯，并與異性電荷高分子囊壁形成化學鍵合的微膠囊，囊芯和囊壁都是凝膠態高分子 物質，含有高密度微細孔道，對治療性物質具有控制釋放功能；其次，運用靜電噴射快速霧 化原理，在囊芯經高壓靜電場作用下瞬間分散霧化，大量溶劑揮發，治療性物質在細小的囊 芯微粒內被濃縮，囊芯內治療物質濃度顯著提升，有利于持久釋放；再次，凡是對特定的疾 病治療、創傷修復、營養維持等涉及的非配伍禁忌的物質，都可以同時加入到囊芯中，得到 多種治療性物質協同增效的治療預期效果。此外，微膠囊制備過程不涉及高溫、高熱處理， 不涉及多級清洗步驟，治療性物質不被流失浪費，也不涉及環境污染，工藝流程簡單，微膠 囊粒度尺度可調等顯著特點。 本發明的載治療性物質的微膠囊具有優良的生物安全性和藥物控制釋放性，可用 于生物醫藥、生物材料、化妝品、保健食品的添加劑的應用。


圖1是本發明制備載環孢霉素A微膠囊掃描電鏡照片(標尺表示2 i！ m)。
圖2是本發明制備載血管內皮生長因子微膠囊掃描電鏡照片(標尺表示2 ii m)。
圖3是本發明制備載納米二氧化鈦微膠囊掃描電鏡照片(標尺表示1 P m)。
圖4是本發明制備載載環孢霉素A和AgN03微膠囊掃描電鏡照片(標尺表示 2 ii m)。 圖5是本發明制備載骨形態發生蛋白BMP2微膠囊掃描電鏡照片(標尺表示 1 li m)。
具體實施方式

實施例1 稱量平均分子量為50000，脫乙酰度83 X殼聚糖溶于4g/L乙酸稀溶液中配制成 30g/L的殼聚糖溶液，然后加入0. Olg環孢霉素A，均勻混合后裝入靜電紡絲裝置的注射器 內； 將海藻酸鈉溶解于水中，配制成濃度為12g/L的海藻酸鈉水溶液，然后置于容器 中放在注射器中空金屬針針尖正下方，調節針尖與海藻酸鈉溶液液面的間距為8cm，溶液用 導線接地，并按60轉/分鐘連續攪拌，中空金屬針接10kV直流電壓，將注射器內的殼聚糖 溶液以0. 10毫升/小時的速度推出，進行靜電噴射，含載環孢霉素A的殼聚糖溶液在高壓 靜電電場作用下瞬時形成凝膠微粒霧狀物，落入海藻酸鈉溶液中，形成以海藻酸鈉為囊壁、載環孢霉素A的殼聚糖凝膠微粒為囊芯的凝膠粒；靜電噴射10分鐘后停止噴射，將容器中的凝膠粒用0. 22 m膜過濾，去離子水洗滌，晾干，得到載環孢霉素A的微膠囊，掃描電鏡觀察該種微膠囊的形貌如附圖1所示，表明該法制備的載藥微膠囊為近球微粒。
實施例2 同實施例1制備方法，區別在于向殼聚糖溶液中加入血管內皮生長因子，將金屬針所施加的直流電壓改為15kV，針尖與接地的12g/L海藻酸鈉接收液之間的距離改為12cm，經高壓靜電噴射制得載血管內皮生長因子的微膠囊，掃描電鏡觀察該種微膠囊的形貌如附圖2所示，表明該法制備的微膠囊為近球形納米粒。
實施例3 將海藻酸鈉溶解于水中，配制成濃度為30g/L的海藻酸鈉水溶液，然后加入粒度為30nm的0. OOlg納米二氧化鈦，均勻混合后裝入靜電紡絲裝置的注射器內；
稱量平均分子量為250000，脫乙酰度86%殼聚糖溶于4g/L乙酸稀溶液中配制成1. 2g/L的殼聚糖溶液，然后置于容器中放在注射器中空金屬針針尖正下方，調節針尖與殼聚糖溶液液面的間距為lOcm，溶液用導線接地，并按120轉/分鐘連續攪拌，中空金屬針接15kV直流電壓，將注射器內的海藻酸鈉溶液以0. 20毫升/小時的速度推出，進行靜電噴射，含納米二氧化鈦的海藻酸鈉溶液在高壓靜電電場作用下瞬時形成凝膠微粒霧狀物，落入殼聚糖溶液中，形成以殼聚糖為囊壁、載納米二氧化鈦的海藻酸鈉凝膠微粒為囊芯的凝膠粒；靜電噴射60分鐘后停止進樣，將容器中的凝膠粒用0. 22 i！ m膜過濾，去離子水洗滌，晾干，得到載納米二氧化鈦的微膠囊，掃描電鏡觀察該種微膠囊的形貌如附圖3所示，表明該法制備的微膠囊為近球微粒。
實施例4 同實施例3制備方法，區別在于向海藻酸鈉溶液中添加AgN03和載環孢霉素A，經高壓靜電噴射制得載環孢霉素A和AgN03的微膠囊，掃描電鏡觀察該種微膠囊的形貌如附圖4所示，表明該法制備的載藥微膠囊為近球形微粒。
實施例5 同實施例3制備方法，區別在于向海藻酸鈉溶液中添加骨形態發生蛋白BMP2，經高壓靜電噴射制得載骨形態發生蛋白BMP2的微膠囊，掃描電鏡觀察該種微膠囊的形貌為近球形微粒(如附圖5所示)。
權利要求
一種原位載治療性物質的微膠囊的制備方法，微膠囊包括囊芯和囊壁，制備方法步驟如下1)將正電荷高分子材料溶解于水或者有機溶劑中，配制成濃度為2～80g/L的正電荷高分子溶液，然后加入治療性物質，攪拌均勻后裝入靜電紡絲裝置的注射器內；2)將負電荷高分子材料溶解于水或者有機溶劑中，配制成濃度為0.1～50g/L的負電荷高分子溶液，然后置于容器中放在注射器中空金屬針針尖正下方，調節針尖與負電荷高分子溶液液面的間距為4～15cm，溶液用導線接地，并按30～600轉/分鐘連續攪拌，中空金屬針接2～20kV直流電壓，將注射器內的正電荷高分子溶液以0.10～1.0毫升/小時的速度推出，進行靜電噴射，載治療性物質的凝膠微粒落入負電荷高分子溶液中，形成以負電荷高分子為囊壁、載治療性物質的正電荷高分子凝膠微粒為囊芯的凝膠粒；3)將容器中的凝膠粒用微孔膜過濾，去離子水洗滌，晾干，得到載治療性物質的微膠囊。
2. 根據權利要求1所述的原位載治療性物質的微膠囊的制備方法，其特征在于正電荷高分子選自殼聚糖、聚烯丙基銨鹽酸鹽、聚乙烯亞胺、聚乙烯胺、聚乙烯吡啶、聚二烯丙基二甲季銨鹽、膠原、酸法明膠和多聚賴氨酸中的一種或任意之間的組合；負電荷高分子選自海藻酸鈉、透明質酸、硫酸軟骨素、聚甲基丙烯酸、硫酸葡聚糖、羧甲基纖維素鈉、聚陰離子纖維素、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚乙烯磺酸、堿法明膠和聚乙烯磷酸中的一種或任意之間的組合。
3. 根據權利要求1所述的原位載治療性物質的微膠囊的制備方法，其特征在于有機溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、氯仿或丙酮。
4. 根據權利要求1所述的原位載治療性物質的微膠囊的制備方法，其特征在于所說的治療性物質是抗菌藥、抗腫瘤藥、消炎鎮痛藥、免疫抑制劑、類固醇激素、促進組織損傷修復的因子以及在無配伍禁忌情況下兩種或兩種以上物質的混合物。
5. 根據權利要求4所述的原位載治療性物質的微膠囊的制備方法，其特征在于所說的促進組織損傷修復的因子為骨形態發生蛋白、胰島素樣生長因子、成纖維細胞生長因子或血管內皮生長因子；所說的抗菌藥為銀離子或二氧化鈦納米粒；所說的消炎鎮痛藥為阿倫膦酸鈉、環孢霉素或氧氟沙星。
6. —種原位載治療性物質的微膠囊的制備方法，微膠囊包括囊芯和囊壁，制備方法步驟如下1) 將負電荷高分子材料溶解于水或者有機溶劑中，配制成濃度為2 80g/L的負電荷高分子溶液，然后加入治療性物質，攪拌均勻后裝入靜電紡絲裝置的注射器內；2) 將正電荷高分子材料溶解于水或者有機溶劑中，配制成濃度為0. 1 50g/L的正電荷高分子溶液，然后置于容器中放在注射器中空金屬針針尖正下方，調節針尖與正電荷高分子溶液液面的間距為4 15cm，溶液用導線接地，并按30 600轉/分鐘連續攪拌，中空金屬針接2 20kV直流電壓，將注射器內的負電荷高分子溶液以0. 10 1. 0毫升/小時的速度推出，進行靜電噴射，載治療性物質的凝膠微粒落入正電荷高分子溶液中，形成以正電荷高分子為囊壁、載治療性物質的負電荷高分子凝膠微粒為囊芯的凝膠粒；3) 將容器中的凝膠粒用微孔膜過濾，去離子水洗滌，晾干，得到載治療性物質的微膠囊。
7. 根據權利要求6所述的原位載治療性物質的微膠囊的制備方法，其特征在于正電荷高分子選自殼聚糖、聚烯丙基銨鹽酸鹽、聚乙烯亞胺、聚乙烯胺、聚乙烯吡啶、聚二烯丙基二甲季銨鹽、膠原、酸法明膠和多聚賴氨酸中的一種或任意之間的組合；負電荷高分子選自海藻酸鈉、透明質酸、硫酸軟骨素、聚甲基丙烯酸、硫酸葡聚糖、羧甲基纖維素鈉、聚陰離子纖維素、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚乙烯磺酸、堿法明膠和聚乙烯磷酸中的一種或任意之間的組合。
8. 根據權利要求6所述的原位載治療性物質的微膠囊的制備方法，其特征在于有機溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、氯仿或丙酮。
9. 根據權利要求6所述的原位載治療性物質的微膠囊的制備方法，其特征在于所說的治療性物質是抗菌藥、抗腫瘤藥、消炎鎮痛藥、免疫抑制劑、類固醇激素、促進組織損傷修復的因子以及在無配伍禁忌情況下兩種或兩種以上物質的混合物。
10. 根據權利要求9所述的原位載治療性物質的微膠囊的制備方法，其特征在于所說的促進組織損傷修復的因子為骨形態發生蛋白、胰島素樣生長因子、成纖維細胞生長因子或血管內皮生長因子；所說的抗菌藥為銀離子或二氧化鈦納米粒；所說的消炎鎮痛藥為阿倫膦酸鈉、環孢霉素或氧氟沙星。
全文摘要
本發明公開了一種載治療性物質的微膠囊的制備方法。該方法運用高壓靜電噴霧原理，將載治療性物質的荷電高分子溶液在高壓靜電作用下瞬時形成超細凝膠微粒，該微粒霧狀物經荷相反電荷的高分子溶液接收，凝膠微粒表層被包裹相反電荷的高分子凝膠殼層，形成囊芯和囊壁結構，再經微孔膜過濾，得到載治療性物質的微膠囊。囊芯和囊壁的微結構和尺度可通過電壓、溶液濃度、噴射口到接收液距離進行精確控制，治療性物質被囊芯和囊壁約束，形成控制釋放，以提高治療功效。本發明工藝簡單可行，重復性好，制備工藝全流程清潔無污染，所提供的原位載治療性物質微膠囊無需繁雜后處理，并且粒徑可控、治療性物質釋放速率控制方便，具有良好的應用前景。
文檔編號B01J13/02GK101721389SQ200910154359
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月30日 優先權日2009年11月30日
發明者葉娟, 王嫦君, 蘇鵬, 茍中入 申請人:浙江大學