一种体内原位载药水凝胶载体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及药物制剂技术领域，具体涉及一种体内原位载药水凝胶载体及其制备方法和应用。本发明专利技术的一种体内原位载药水凝胶载体PLGA–PEG–PLGA，所述水凝胶载体由丙交酯LA、聚乙二醇PEG和乙交酯GA聚合而成；其中，PLGA与PEG的数均分子量之比为1.5‑3：1，LA与GA的摩尔比为3‑5:1。本发明专利技术的体内原位载药水凝胶载体通过包埋促骨生长因子，可模拟自然骨髓充填于多孔人工骨支架中，模拟骨折修复过程中重要讯息因子的释放，在改善脊柱融合、骨不连、骨缺损修复等领域具有极好的应用。

In vivo in situ carrier liquid gel carrier, preparation method and application thereof

The invention relates to the technical field of a pharmaceutical preparation, in particular to an in situ carrier gel carrier in vivo and a preparation method and an application thereof. A body of the invention in situ hydrogel vector PLGA - PEG - PLGA, the hydrogel carrier by LA lactide, glycolide and polyethylene glycol PEG GA polymerization; among them, PLGA and PEG in the number average molecular weight is 1.5 3:1, the mole ratio of LA to GA was 3 5:1. The invention of in vivo hydrogel carrier by embedding promoting bone growth factor, bone marrow can simulate natural filling in porous scaffold, simulation of fracture repair factor important information release in the process, to improve the spinal fusion, bone nonunion and bone defect repair areas with excellent application etc..

【技术实现步骤摘要】
一种体内原位载药水凝胶载体及其制备方法和应用
本专利技术涉及药物制剂
，具体涉及一种体内原位载药水凝胶载体及其制备方法和应用。
技术介绍
利用材料包埋药物延缓药物释放，提高药物疗效及靶向作用已经广泛应用于临床。其中，BMP-2已广泛用于临床上脊柱椎间融合，骨不连，大段骨缺损修复等等，展现了其替代自体骨修复的巨大潜力。但是目前PDA批准的可用于临床的BMP-2产品“BMP-2+ACS”存在溶液状态的BMP-2粘附性差导致周围播散导致异位骨化等并发症，此外为弥补体内快速降解及酶解作用提高BMP-2效应,BMP-2超生理剂量使用(mg/ml)导致成骨质量差、骨囊肿、脂肪形成等副作用，因此亟需开发一种不影响因子活性，又能控制因子缓慢释放的载体。已有较多的细胞因子载体报道，他们往往只能够延长BMP-2释放时间几天，还达不到BMP-2等细胞因子在自然骨折中的病理生理释放时间(3周)；此外有关multi-barriercarrierstructures,e.g.,hierarchicalstructure[25],core-shellstructure[26]andnanoparticleembeddedstructure[27].等探索显示了控制因子释放较长时间，但是要控制因子在负重部位人工骨支架中的三维时空释放还面临挑战。可注射温敏水凝胶(PLGA-PEG-PLGA)逐渐显示了其在药物释放领域中的巨大潜力，该系列水凝胶可于室温环境下与细胞因子均匀混合并可注射体内，而在较高温度(>30℃，包括体温)时包埋细胞因子形成原位载药凝胶。文献(俞麟，Biomaterials，2013，Along-actingformulationofapolypeptidedrugexenatideintreatmentofdiabetesusinganinjectableblockcopolymerhydrogel；Biomater.Sci.,2013，ThethermogellingPLGA–PEG–PLGAblockcopolymerasasustainedreleasematrixofdoxorubicin)已利用该系列水凝胶包埋肿瘤化疗药物、胰岛素等领域应用并取得较好效果。文献(许国华，3DArtificialBonesforBoneRepairPreparedbyComputedTomography-GuidedFusedDepositionModelingforBoneRepair.ACSAppl.Mater.Interfaces，2014；Sol–gelderivedmesoporous58SbioactiveglasscoatingsonAZ31magnesiumalloyandinvitrodegradationbehavior，SurfaceandCoatingsTechnology，2014；中国专利CN102532585B，硫酸软骨素交联胶原蛋白/羟基磷灰石复合支架材料的制备方法)公开发表了关于组织工程骨的改进，如临床使用的骨水泥、椎间融合器等仅仅起到机械支撑作用，可能导致融合率差等缺陷。目前，尚未见可用于仿生人工骨髓支架的体内原位载药水凝胶载体的相关文献报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种体内原位载药水凝胶载体及其制备方法和应用。本专利技术的主要技术方案是：本专利技术的第一目的在于提供一种体内原位载药水凝胶载体PLGA–PEG–PLGA，所述水凝胶载体由丙交酯LA、聚乙二醇PEG和乙交酯GA聚合而成；其中，PLGA与PEG的数均分子量之比为1.5-3：1，LA与GA的摩尔比为3-5:1。进一步的，所述水凝胶载体中PLGA与PEG的数均分子量之比为2：1，LA与GA的摩尔比为4:1，所述水凝胶载体的数均分子量Mn为5956，重均分子量Mw为8732，分子量分布系数D为1.26；相变温度约27-30℃；核磁计算得到的实际数均分子量为1744-1500-1744。本专利技术的第二目的在于提供一种体内原位载药水凝胶载体PLGA–PEG–PLGA的制备方法，包括：a.以双端羟基的PEG为引发剂，油浴加热至100-150℃，减压除水3-6小时，然后加入丙交酯单体LA和单体乙交酯GA，真空环境加热待其完全融化后加入辛酸亚锡无水甲苯溶液催化，减压除甲苯1小时，油浴升温至150℃后在氩气下继续反应6小时；其中，所述PLGA与PEG按数均分子量1.5-3：1比例投料；LA与GA的摩尔比为3-5:1；b.反应完毕后，降温至90-120℃，减压除未反应单体及低沸点产物，将初始产物溶于10-15℃的冷水中，待其完全溶解后，加热溶液至90-120℃，发生产物沉淀，移除上层溶液，重复提纯产物，最后通过冷冻干燥除去水分并保存于-20℃真空。进一步的，所述步骤a中，PLGA与PEG按数均分子量2：1比例投料；LA与GA的摩尔比为4:1。进一步的，所述步骤a中，油浴加热至120℃，减压除水4小时。进一步的，所述步骤b中，反应完毕后，降温至100℃，减压除未反应单体及低沸点产物，将初始产物溶于10-15℃的冷水中，待其完全溶解后，加热溶液至100℃。本专利技术的第三目的在于提供上述体内原位载药水凝胶载体PLGA–PEG–PLGA在制备仿生人工骨髓支架中的应用。进一步的，所述应用包括：在所述水凝胶载体PLGA–PEG–PLGA中包埋促骨生长因子制成仿生人工骨髓支架。进一步的，所述促骨生长因子选自rhBMP-2、rhVEGF-165中的一种或两种的混合。对于不同链长的样品，即使在亲疏水比接近的条件下，其溶解性差别也很大而且有独特的分子量依赖性，只有分子量适中的嵌段共聚物才能溶于水中，分子量太小或分子量太大的样品都不溶解。本专利技术通过调节PLGA–PEG–PLGA聚合物中亲疏水嵌段比例，实现了聚合物/水体系在超过凝胶浓度以后具有室温下为溶液、体温下为凝胶的热致sol-gel转变特征。其中，PLGA–PEG–PLGA在20℃需要1h搅拌可得到均一透明的溶液，其25wt％溶液在较低温度(小于27℃)时为流动的溶胶，接近体温附近(大于30℃)时发生凝胶化，温度达到42℃时沉淀析出。本专利技术的体内原位载药水凝胶载体通过包埋促骨生长因子，可模拟自然骨髓充填于多孔人工骨支架中，模拟骨折修复过程中重要讯息因子的释放，在改善脊柱融合、骨不连、骨缺损修复等领域具有极好的应用。附图说明图1为实施例1制备的PLGA-PEG-PLGA水凝胶载体的1HNMR谱图；图2为实施例1制备的PLGA-PEG-PLGA的GPC轨迹图；图3为25wt％PLGA-PEG-PLGA水溶液随温度变化的流变图；图4为PLGA-PEG-PLGA水凝胶载体相变大体观；其中，sol溶胶中箭头示液平，gel凝胶中箭头示液平凝固；图5为21天内三组凝胶载体rhVEGF165浓度释放图(Elisa检测)；图6为21天内三组凝胶载体rhBMP-2浓度释放图(Elisa检测)；图7为四组凝胶缓释系统对成骨细胞成骨基因表达的影响，*代表显著性差异，P<0.05有统计学意义；其中，a为ALP、b为COL-I、c为RUNX-2、d为OPN；图8为四组凝胶缓释系统中贴壁成骨细胞14天钙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种体内原位载药水凝胶载体PLGA–PEG–PLGA，其特征在于：所述水凝胶载体由丙交酯LA、聚乙二醇PEG和乙交酯GA聚合而成；其中，PLGA与PEG的数均分子量之比为1.5‑3：1，LA与GA的摩尔比为3‑5:1。

【技术特征摘要】
1.一种体内原位载药水凝胶载体PLGA–PEG–PLGA，其特征在于：所述水凝胶载体由丙交酯LA、聚乙二醇PEG和乙交酯GA聚合而成；其中，PLGA与PEG的数均分子量之比为1.5-3：1，LA与GA的摩尔比为3-5:1。2.根据权利要求1所述的一种体内原位载药水凝胶载体PLGA–PEG–PLGA，其特征在于：所述水凝胶载体中PLGA与PEG的数均分子量之比为2：1，LA与GA的摩尔比为4:1，所述水凝胶载体的数均分子量Mn为5956，重均分子量Mw为8732，分子量分布系数D为1.26；相变温度约27-30℃。3.一种体内原位载药水凝胶载体PLGA–PEG–PLGA的制备方法，包括：a.以双端羟基的PEG为引发剂，油浴加热至100-150℃，减压除水3-6小时，然后加入丙交酯单体LA和单体乙交酯GA，真空环境加热待其完全融化后加入辛酸亚锡无水甲苯溶液催化，减压除甲苯1小时，油浴升温至150℃后在氩气下继续反应6小时；其中，所述PLGA与PEG按数均分子量1.5-3：1比例投料；LA与GA的摩尔比为3-5:1；b.反应完毕后，降温至90-120℃，减压除未反应单体及低沸点产物，将初始产物溶于10-15℃的冷水中，待其完全溶解后，加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：许国华，鲍小刚，俞麟，朱领军，
申请(专利权)人：中国人民解放军第二军医大学第二附属医院，
类型：发明
国别省市：上海,31