第十章微球与微囊

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2.囊材 一般要求是:
(1)性质稳定;
(2)有适宜的释放速率;
(3)无毒、无刺激性;
(4)能与主药配伍,不影响药物的含量测定;
(5)有一定的强度及可塑性;
(6)具有符合要求的黏度、渗透性、溶解性等。
四、微球/囊化材料 Materials for encapsulation
3.常用的囊材 (1)天然高分子囊材 • 无毒、稳定、成膜性好。 • 明胶 gelatin:平均分子量1.5至2.5万的混合物 • 酸水解的明胶为A型明胶 等电点7-9 • 碱水解的明胶为B型 等电点4.7-5 • 明胶可生物降解,几乎无抗原性 • 常用量20-100g/L
五、微球的制备 Preparation of microspheres
2. 加交联剂固化法
• 将药物分散于载体材料材料的溶液中,加入交联剂 固化成凝胶状,再搅拌分散成微球分散系。 • 例 甲基炔诺酮微球
• 将药物分散到冷至0—4º C血清白蛋白磷酸缓冲液中 (pH 7.5),加入定量的戊二醛进行交联,以使蛋白 凝聚,然后,将此白蛋白溶液分散于搅拌中的有机 溶液中,形成微球,以含有Span—80的石油醚溶液 洗涤,真空干燥,即得甲基炔诺酮微球。
四、微球/囊化材料 Materials for encapsulation
• 乙基纤维素 Ethyl cellulose • 甲基纤维素Methyl cellulose • 羟丙甲纤维素Hydroxylmethyl cellulose
四、微球/囊化材料 Materials for encapsulation
二、载药微粒的作用
1.靶向性
2.缓释与控释作用
3.栓塞作用
4.降低刺激性
5.提高药物的稳定性
• 曲普瑞林 (triptorelin)是LHRH类似物之一, 其PLGA 微球由法国Ipsen公司开发, 1986年上市, 可缓释 1 个月, 是第一个多肽微球产品。 • 亮丙瑞林(leuprorelin)是LHRH类似物, 生物活性为 LHRH 15倍。其缓释 1个月的微球注射剂由日本武 田化学制药公司开发,于 1 989年进入美国市场。
四、微球/囊化材料 Materials for encapsulation
1.囊心物
• 囊心物(core materials)除主药外可以包括提高微 囊化质量而加入附加剂,如稳定剂、稀释剂以及控 制释放速率的阻滞剂、促进剂、改善囊膜可塑性的 增塑剂等。 • 囊心物可以是固体、也可以是液体。
四、微球/囊化材料 Materials for encapsulation
五、微球的制备 Preparation of microspheres
3. 液中干燥法 • 从乳浊液中除去分散相挥发性溶剂制备微球的 方法称为液中干燥法。
图 半乳糖苷酶PLA微球的扫描电镜图谱
六、微囊的制备 Preparations of microcapsules
分为物理化学法、物理机械法、化学法 (一)物理化学法 本法微囊化在液相中进行,囊心物与囊材在一定 条件下形成新相析出,故又称为相分离凝聚法 (phase separation coacervation)。其微囊化步骤 大体上可分为4步: • 囊心物的分散 • 囊材的加入 • 囊材的沉积 • 囊材的固化
六、微囊的制备 Preparations of microcapsules
2.复凝聚法
• 复凝聚法(complex coacervation)系指使用两种带 相反电荷的高分子材料作为复合囊材,在一定条件 下交联且与囊心物凝聚成囊的方法。
• 可作为复合材料的有明胶与阿拉伯胶(或CMC或 CAP等多糖)、海藻酸盐与壳聚糖、海藻酸与白蛋 白、白蛋白与阿拉伯胶等。
图 将分别用FITC标记明胶与RBITC标记的阿拉伯胶合 用制备的微囊共聚焦激光扫描显微镜照片(每小格代 表1µ m)。
3.溶剂 – 非溶剂法
• 溶剂 – 非溶剂法(solvent-nonsolvent)是囊材溶液 中加入一种对囊材不溶的溶剂(非溶剂),引起 相分离,而将药物包裹成囊的方法。 • 常用囊材、溶剂与非溶剂:乙基纤维素/四氯化碳/ 石油醚等。
• 不宜热压灭菌,低温加热80℃、30分钟可促使海藻ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ酸盐断键;膜过滤除菌其粘度和分子量都不变。
四、微球/囊化材料 Materials for encapsulation
(2)半合成高分子囊材 • 羧甲基纤维素钠 • CMC-Na属阴离子型的高分子电解质,常与明胶配 合作为复合囊材,一般配成1-5g/LCMC-Na和30g/L 明胶,再按2;1混合。 • 醋酸纤维素酞酸酯 • 醋酸纤维素酞酸酯(CAP)在强酸中不溶解,可 溶于pH6以上的水溶液。可单独作为囊材,一般用 30g/L,也可与明胶合用。
• 药物可以是固态或液态,但必须对溶剂和非溶剂 均不溶解,也不起反应。
4.改变温度法
• 本法不加凝聚剂,而通过控制温度成囊。EC作囊 材时,可先在高温下溶解,后降温成囊。
• 用聚异丁烯(PIB)作稳定剂可改善微囊间的粘连。 • 典型的成囊系统:PIB/EC/环己烷组成三元系统, 在80℃溶解成均匀溶液,缓慢冷至45℃,再迅速 冷至25℃,EC可凝聚成囊。
• 随后有多种LHRH类似物缓释微球注射剂上市,如 布舍瑞林(buserelin)等。
• 疫苗微球传统的免疫手段系疫苗初次注射后,在一 定时间内,需再进行多次加强注射, 使人体获得尽 可能高的抗体水平,发挥可靠的免疫作用。 • 一次注射后, 抗原在体内连续释放数周甚至数月, 由 此产生持续的高抗体水平,可相当于疫苗多次注射 的脉冲模式释药。 • 第一个被WHO批准的一次性注射用疫苗是破伤风 类毒素微球注射剂。
2.辐射交联法
• 该法将明胶在乳化状态下,经Co60射线照射发生 交联,再处理制得粉末状微囊。 • 特点是:工艺简单,不在明胶中引入其它成分。
七、微球与微囊的表征 Characterization
1.形态、结构与粒径
2.影响微球/囊粒径的因素 3.微球/囊中药物的释放机制 4.影响微球/囊药物释放速度的因素 5. 微球与微囊中药物的载药量与包封率
(二)物理机械法
1.喷雾干燥法 spray drying
• 原理:将囊心物分散在囊材的溶液中,再将此混合 液用喷雾干燥机干燥,当液体以雾状喷出时(干燥 机内专用装置),同时喷出的惰性热气流使液滴收 缩成球,进而干燥固化。
• 喷雾干燥法的工艺影响因素包括:混合液的黏度、 均匀性、药物与囊材的浓度、喷雾的速率、进、出 口温度等。
2.喷雾凝结法
• 将囊心物分散在熔融的囊材中,再喷于冷气流凝 聚成囊的方法,称为喷雾凝结法(spray congealing)。
• 常用的囊材有蜡类、脂肪酸、和脂肪醇等,它们 在室温下均为固体,而在较高温度下能融。
3.空气悬浮法 • 空气悬浮法(air suspension)也称流化床包衣法,系 利用垂直强气流使囊心物悬浮在包衣室中,囊材溶 液通过喷嘴喷射于囊心物表面,使囊心物悬浮的热 气流将溶剂挥干,囊心物表面便形成囊材薄膜而得 微囊。 • 本法制得的微囊粒径较大,35-5000micron。 • 常用的囊材:多聚糖,明胶,树脂,腊,纤维素衍 生物及合成聚合物。黏结时可加入滑石粉、硬脂酸 镁等润滑剂。
六、微囊的制备 Preparations of microcapsules
1.单凝聚法
• 单凝聚法(simple coacervation)是相分离法中的较 常用的一种,它是在高分子囊材(如明胶)溶液中 加入凝聚剂以降低高分子材料的溶解度而凝聚成囊 的方法。
• 原理:如将药物分散在明胶材料溶液中,然后加入 凝聚剂(可以是强亲水性电解质硫酸纳溶液,或乙 醇等),由于明胶分子水合膜的水分子与凝聚剂结 合,使明胶的溶解度降低,分子间形成氢键,最后 从溶液中析出而凝聚形成囊。
四、微球/囊化材料 Materials for encapsulation
• 阿拉伯胶Arabica acacia
• 系由糖苷酸及阿拉伯酸的钾、钙、镁盐所组成。 • 常与明胶等量配合, 作囊材的用量20-100 g/L,也 可与白蛋白配合作复合材料。 • 壳多糖 Chitosan • 由甲壳素脱乙酰化制得的一种天然聚阳离子多糖。 • 可溶于酸或酸性溶液,无毒、无抗原,在体内能 被溶酶菌等酶解,具有优良的生物降解性和成膜 性
• 复凝聚法是经典的微囊化方法,它操作简便、易 于掌握,适合于难溶性药物的微囊化。
图 明胶与阿拉伯胶制备的空白微囊共聚焦激光扫描显微镜 照片(每小格代表1µ m)。 A,用FITC(fluorescein isothiocyanate)标记明胶和未标记的阿 拉伯胶合用制备空白微囊的共聚焦激光扫描显微镜照片见; B,用未标记明胶和RBITC(rhodamine B isothiocyanate)标记 的阿拉伯胶制备的空白微囊照片。
(3)合成高分子囊材
• 聚碳酯、聚氨基酸、聚乳酸(PLA)、聚丙烯酸树脂、 聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚氰基丙 烯酸烷酯、乙交酯丙交酯共聚物、聚乳酸-聚乙二醇 嵌段共聚物(PLA-PEG)、 ε-己内酯与丙交酯嵌段共 聚物、聚合酸酐及羧甲基葡聚糖等。
• 其特点是无毒、成膜及成球性好、化学稳定性高, 可用于注射。
文献调研与复习题
1. 文献调研:微球与微囊的研究进展
2. 掌握微球与微囊的定义与作用 3. 掌握微球与微囊的典型制备方法
微球与微囊 Microspheres and microcapsules
一、定义 definitions
• 微球(microspheres)是指药物被溶解、分散或被吸 附在药物载体材料如高分子聚合物中而形成的骨 架型(matrix type)球形微粒。 • 微囊(microcapsules)是将固体药物或液体药物作囊 心物包裹而形成的药库型(reservoir type)球形微粒。 • 也可通称为微粒(microparticles)。微粒的粒径大小 不等,一般在1-300m,更大者可达800m。
四、微球/囊化材料 Materials for encapsulation
海藻酸盐Alginate
• 系多糖类化合物,常用稀碱从褐藻中提取而得。海 藻酸钠可溶于不同温度的水中,不溶于乙醇、乙醚 及其它有机溶剂,不同产品的粘度有差异。 • 因海藻酸钙不溶于水,故可用海藻酸钠。加CaCl2 可使之固化成球/囊, 常用量10g/L。
5.液中干燥法 • 从乳状液中除去分散相挥发性溶剂以制备成微囊 的方法称为液中干燥法(in-liquid drying),也称 为溶剂挥发法。
• 液中干燥法的干燥工艺包括两个基本过程溶剂萃 取过程(两液相之间)和溶剂蒸发过程。
六、微囊的制备 Preparations of microcapsules
五、微球的制备 Preparation of microspheres
1. 加热固化法
• 系将药物与25%白蛋白水溶液混合,加到含适 量乳化剂的棉子油中,制成W/O型初乳。
• 另取适量油加热至100—130 º C,也可根据药物 性质与释放速度要求不同,加热至160—180 º C, 在搅拌下将上述初乳加入到热油中,继续搅拌 20分钟,使白蛋白乳滴固化载体,洗去附着的 油,干燥后即得。
六、微囊的制备 Preparations of microcapsules
• 复凝聚法的基本原理:以明胶与阿拉伯胶为例, 将 明 胶 溶 液 的 pH 值 自 等 电 点 以 下 使 之 带 正 电 (pH4.0-4.5),而阿拉伯胶仍带负电,由于电荷 互相吸引,交联形成正、负离子的络合物,溶解 度降低而凝聚成囊。
六、微囊的制备 Preparations of microcapsules
(三)化学法
• 利用在溶液中单体或高分子通过聚合反应或缩合 反应,产生囊膜,制成微囊,这种微囊化的方法 称为化学法。 • 本法的特点:不加凝聚剂,常先制备成W/O型乳 浊液,再利用化学反应交联固化。
1.界面缩聚法 • 界面缩聚法(interface polycondensation),是 在分散相(水相)与连续相(有机相)的界面上 发生单体的缩聚反应。
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