一种载药纳米纤维微球/水凝胶复合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开的一种载药纳米纤维微球/水凝胶复合物及制备方法和应用，该复合物是先将聚乳酸‑泊洛沙姆F68‑聚乳酸多嵌段聚合物和微管抑制类药物采用低温冷冻/相分离的方法制备载药纳米纤维微球，然后再将其分散于由聚乳酸‑反式泊洛沙姆‑聚乳酸多嵌段聚合物配置形成的水凝胶中。该复合物中的载药纳米纤维微球的含量为5～35wt％，粒径为20～200μm，实际载药量为7.45～17.32％，包封率为86.64～93.17％；而溶胶中聚乳酸‑反式泊洛沙姆‑聚乳酸多嵌段聚合物的含量至少10wt％，其敏感温度≥25℃。本发明专利技术不仅可使损伤部位药物量增加，作用时间延长，显著减少给药次数，且能有效解决微球在植入部位存在的移位与崩解的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医药用高分子材料及其制备和应用
，具体涉及一种载药纳米纤维微球/水凝胶复合物及其制备方法和应用。
技术介绍
脊髓损伤具有致残率高、病死率低、社会负担重等特点，是医学界目前急需解决的世界性难题之一。据不完全统计，全美有250000人受到脊髓损伤的影响，不仅如此，每年还有13400例新发脊髓损伤病例。脊髓损伤可以分为原发性损伤和继发性损伤两个过程。在原发性损伤过程中，因损伤因素，如脊柱的骨折、屈曲、旋转、脱位、压迫等会破坏细胞膜的完整性而导致大量的钙离子内流进入细胞内，这个过程触发了包括炎症、氧自由基的释放、细胞凋亡等一系列的继发性生物效应，从而损伤由最初受伤部位向邻近组织蔓延，导致邻近组织的损害。目前脊髓损伤的治疗方案包括手术治疗、药物治疗、康复治疗等，这些方法旨在控制继发性损伤的产生，保护残存的神经功能，但其治疗效果都比较有限。脊髓损伤修复的两大障碍是纤维变性胶质瘢痕的形成和机体自身的轴突自主再生能力较差。近期有文献报道，脊髓损伤修复的这两大障碍受微管动力学的控制(RuschelJ,HellalF,FlynnKC,etal.Axonalregeneration.SystemicadministrationofepothiloneBpromotesaxonregenerationafterspinalcordinjury.Science.2015；348(6232):347-52.)。脊髓损伤后转化生长因子-β(TGF-β)的表达显著增加，TGF-β通过调控下游信号因子Smad2的核转导来促进胶质瘢痕形成相关蛋白如层连蛋白和纤连蛋白的表达，从而促进瘢痕的形成。而脊髓损伤部位的瘢痕会释放轴突生长抑制因子，促进硫酸软骨素蛋白聚糖(CSPGs)的表达，进而抑制轴突再生。然而正常机体内，脊髓部位的Smad2可通过驱动蛋白(Kinesin-1)与微管结合，从而减少胶质瘢痕形成相关蛋白的表达。研究发现，小剂量的微管抑制剂紫杉醇(商品名：泰素)可使Smad2与微管的结合更加牢固，通过减少胶质瘢痕的形成以及促进轴突的再生来发挥促进脊髓损伤修复的效果(HellalF,HurtadoA,RuschelJ,etal.Microtubulestabilizationreducesscarringandcausesaxonregenerationafterspinalcordinjury.Science.2011；331(6019):928-931)。然而，上述研究采用的给药方式是脊髓损伤部位原位注射药物溶液的方式给药，由于纯药物在脊髓损伤部位的代谢速度较快，生物利用度低，因而需要频繁给药，从而导致患者顺应性变差，且增加了治疗成本。因此引入药剂学方法来制备具有缓释控释效应的药物传输载体，不仅可以减少给药次数，还能提高药物的生物利用度，降低毒副作用，提高治疗效果。可降解载药微球是一种应用非常广泛的药物传递系统，它是药物溶解或者分散在高分子材料基质中形成的微小球状实体，与传统剂型相比具有以下优点：(1)可大大降低给药剂量和频率，提高患者的顺应性；(2)缓释时间长，可延长半衰期较短药物的作用时间，使体内血药浓度稳定，保证治疗效果；(3)毒副作用小；(4)具有靶向性；(5)提高药物稳定性，保护多肽及蛋白质免受酸和酶的破坏。如用载药微球原位化疗，因具有缓释效应，可减少给药次数，提高疗效并且显著降低不良反应。虽然微球给药剂型具有诸多优点，且目前属于高分子材料类微球中的多孔/介孔微球，因其比表面积更大、稳定性好、可控性强和表面渗透能力强等特点，在材料科学、生物工程、医学研究等领域均有着广泛的应用。而以碳酸钠、碳酸氢钠等盐类化合物作为致孔剂的致孔效果还不错，但是因有部分盐离子会留在微球中，故而根据微球的应用过程中的要求还需要进行后续处理，这不仅要导致制备工序增加，且还不能保证完全除去【戴平望，可降解聚乳酸多孔微球的制备探究[J].应用化工,2014,43(3),449-452.】，虽然碳酸氢铵在分解过程中能直接分解成氨气和二氧化碳，利于微球孔的形成，但所得的微球表面上的介孔实际上是一种极小的针孔状结构，且分布不均匀，也没有达到贯穿整个微球体的效果。另外，单纯的PLA均聚物虽有较高的熔点和黏度，但流动性和热稳定性较差，大分子链中不含可反应活性基团，因此导致亲水性差、降解速度慢、不利于细胞在材料表面黏附和生长。且单独采用微球作为注射植入药物传递系统，由于注射入体内的微球分散面积大，随着身体的运动等原因很容易造成微球的崩解和移位等问题(蒋国强，林莹，孙佳丽，等。微球/温敏凝胶复合植入给药系统的释药特征及模型[J].中国科技论文,2012,7(3),224-229)。崩解和移位现象的存在会使微球的缓控制释放受到影响，从而导致病灶部位实际作用的药量不足。而且给药初期微球骨架的崩解将引起药物的突释，而药物的突释有可能导致血药浓度接近或超过中毒水平，产生明显的毒副作用，且突释现象会影响缓释剂在后期的药物释放速率和释放周期，不能达到预期的治疗效果。(WangY,etal.TriblockcopolymerF127sustainsinsulinreleaseandreducesinitialburstofmicrospheres—invitroandinvivostudy.ColloidPolymSci(2006)285:233–238.)智能型水凝胶是一种能显著地溶胀于水但在水中并不能溶解的三维网络或互穿网络，它能对外界刺激如：温度、pH值、磁场、电场、溶剂、光、化学物质等会发生响应，产生不连续的体积变化。由于智能型水凝胶的这种独特的响应性，其在药物控制释放、传感器、记忆元件开关、组织工程等方面都具有很好的应用前景(YuL,DingJD.Injectablehydrogelsasuniquebiomedicalmaterials.ChemSocRev.2008；37(8):1473-1481)。其中以生物可降解性嵌段聚合物材料制备的凝胶，因其生物可降解性及良好的生物相容性，更有着良好的发展前景，尤其是温度敏感型凝胶。这类凝胶为通过非共价键连结形成的物理凝胶，即可逆凝胶，它能随温度变化发生胶-溶的转变。因此，很多研究将载药的可降解载药微球分散在这种凝胶中，形成微球/凝胶复合释药系统，以有效防止微球在注射部位的移位现象和防止由于微球的崩解而造成的药物突释等问题(LeeJ,TanCY,LeeSK,etal.Controlleddeliveryofheatshockproteinusinganinjecta本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种载药纳米纤维微球/水凝胶复合物的制备方法，该方法的工艺步骤和条件如下：(1)将46～340份的聚乳酸‑泊洛沙姆F68‑聚乳酸多嵌段聚合物和以聚乳酸‑泊洛沙姆F68‑聚乳酸多嵌段聚合物的质量份计8～20％的微管抑制类药物加入50～70℃、2500～20000份有机溶剂中，搅拌使其充分溶解，得到澄清溶液A；将以溶液A的体积计3～6倍的溶剂B于水浴中预热至50～70℃，然后加入按溶剂B的体积计0.1～0.3％的分散剂，形成混合溶液C；在搅拌条件下，将混合溶剂C缓慢加入到澄清溶液A中，加完后继续搅拌10～30min倒入液氮中，静置20～40min得到冷冻物；以冷冻物体积计向其中加入≥1倍体积的冰水混合物，进行溶剂交换24～48h后用蒸馏水洗涤3～6遍，冷冻干燥后于20℃以下保存，即制得载药的纳米纤维微球；(2)将聚乳酸‑反式泊洛沙姆‑聚乳酸多嵌段聚合物按配置后浓度至少10wt％的量加入生理盐水中混合均匀，然后升温至50～60℃搅拌形成聚乳酸‑反式泊洛沙姆‑聚乳酸多嵌段聚合物溶液；(3)将所得载药纳米纤维微球按5～35wt％加入所制备的聚乳酸‑反式泊洛沙姆‑聚乳酸多嵌段聚合物溶液中，于50～60℃下搅拌混合均匀，然后于4℃处理24h即可。...

【技术特征摘要】
1.一种载药纳米纤维微球/水凝胶复合物的制备方法，该方法的工艺步骤和条
件如下：
(1)将46～340份的聚乳酸-泊洛沙姆F68-聚乳酸多嵌段聚合物和以聚乳酸-
泊洛沙姆F68-聚乳酸多嵌段聚合物的质量份计8～20％的微管抑制类药物加入
50～70℃、2500～20000份有机溶剂中，搅拌使其充分溶解，得到澄清溶液A；将以
溶液A的体积计3～6倍的溶剂B于水浴中预热至50～70℃，然后加入按溶剂B的
体积计0.1～0.3％的分散剂，形成混合溶液C；在搅拌条件下，将混合溶剂C缓慢
加入到澄清溶液A中，加完后继续搅拌10～30min倒入液氮中，静置20～40min
得到冷冻物；以冷冻物体积计向其中加入≥1倍体积的冰水混合物，进行溶剂交换
24～48h后用蒸馏水洗涤3～6遍，冷冻干燥后于20℃以下保存，即制得载药的纳米
纤维微球；
(2)将聚乳酸-反式泊洛沙姆-聚乳酸多嵌段聚合物按配置后浓度至少10wt％
的量加入生理盐水中混合均匀，然后升温至50～60℃搅拌形成聚乳酸-反式泊洛沙
姆-聚乳酸多嵌段聚合物溶液；
(3)将所得载药纳米纤维微球按5～35wt％加入所制备的聚乳酸-反式泊洛沙
姆-聚乳酸多嵌段聚合物溶液中，于50～60℃下搅拌混合均匀，然后于4℃处理24h
即可。
2.根据权利要求1所述的载药纳米纤维微球/水凝胶复合物的制备方法，该方
法中步骤(1)所用的聚乳酸-泊洛沙姆F68-聚乳酸多嵌段聚合物，其理论数均分子
量为1.5～3.0×104，且该多嵌段聚合物是由以下方法制备而成的：该方法是将质量
比为0.786～2.57的L-丙交酯、泊洛沙姆F68及按照L-丙交酯与泊洛沙姆F68的总
质量计0.3％的辛酸亚锡作为催化剂加入到反应容器中，于氮气流保护下，将反应
物加热至140-180℃，搅拌反应15-24h，冷却至室温，然后按照常规的方法提纯。
3.根据权利要求1或2所述的载药纳米纤维微球/水凝胶复合物的制备方法，
该方法中步骤(1)所用的有机溶剂为三氯甲烷、丙酮、乙醇、已腈和四氢呋喃中
的至少一种；所用的溶剂B为丙三醇、相对分子质量为200-600的聚乙二醇和季
戊四醇中的至少一种；所用的微管抑制类药物为多烯紫杉醇或卡巴多赛；所用的
分散剂为反式泊洛沙姆10R5或反式泊洛沙姆17R4。
4.根据权利要求1或2所述的载药纳米纤维微球/水凝胶复合物的制备方法，

\t该方法中步骤(2)所用的聚乳酸-反式泊洛沙姆-聚乳酸多嵌段聚合物是按照以下
方法制备：在惰性气体保护下，将L-丙交酯、反式泊洛沙姆按质量比0.185～1.4
与以反式泊洛沙姆与L-丙交酯的总质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭刚，周良学，陈海峰，高祥，魏于全，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51