5-多肽蛋白类药物的长效注射微球突释控制技术研究进展

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此外,聚合物分子量也影响水分渗入骨架的速 率。聚合物分子量大,疏水性强,水分不易渗入聚合 物骨架,突释量减少。O'Hagan等[3]以单体组成比相 同(50∶50)、分子量不同(33000、58000 和 84000) 的 PLGA 为载体材料,制备卵清蛋白微球,测定结 果显示,突释量分别约为 90%、40%和 20%。 2.2.3 聚合物联用
复乳中的油相相当于一层半透膜,内水相和外 水相是半透膜两侧的溶液,当两侧溶液存在渗透压
差时,水分由低渗透压通过半透膜向高渗透压方向 迁移。由于内水相含有药物,渗透压高于外水相, 水分从外水相迁移至内水相,使内水相液滴变大。 冷冻干燥时易在微球内部和表面留下大量孔道,使 微球结构变得疏松,突释现象明显。
疏水性阻滞剂:疏水性阻滞剂可堵塞聚合物载 体吸水膨胀后产生的孔道,减慢水化速度,阻止药物 扩散。Lam 等[9]用喷雾冷冻干燥法制备了神经生长 因子 -PLGA 微球,在载体中分别加入 3%和 6%的 碳酸锌,可将突释率从 15%降低至 1. 5%和 1%。
甘油:加入甘油可使 PLGA 的玻璃化转变温度 降至 36. 7℃,在 37℃的体内环境下,微球表面的 孔洞会迅速消失,减少突释量。Yamaguchi等[10]采用 溶剂挥发法制备了胰岛素 -PLGA 注射微球。试验表 明,在油相中加入一定量的甘油,微球的突释由不加 甘油时的 57.6%降至 9. 7%。 2.3.3 外水相添加剂
采用复乳 - 溶剂挥发法制备多肽蛋白类药物微 球时,在内、外水相或油相中加入合适的添加剂,可 有效控制微球突释水平。 2.3.1 内水相添加剂
吐温 -20:多肽蛋白类药物可表现出较弱的两 亲性,可迁移聚集至油水界面,固化成球后就吸附在 微球表面或近表面。若在内水相加入乳化剂吐温 20,可与药物竞争聚集在油水界面,减少药物的聚 集,从而降低微球突释量。
摘要 :综述了多肽蛋白类药物长效注射微球突释控制技术的研究进展。探讨了药物结构修饰、载体材料性质、添加剂、 制备工艺、微球粒径及载药量等方法对微球突释的影响。 关键词:蛋白质;缓释注射微球;突释;综述 中图分类号:R499 文献标识码:A 文章编号:1001-8255(2006)09-0639-05
为模型药物,采用 L-PLA 为载体材料制备了载药量 为 0. 45%的微球,结果显示 0. 5h 累积释放率高达 50%。如在 FUDR 的 3'、5' 位羟基上引入脂肪酰基 制成前药,再同法制成微球(以 FUDR 计,载药量 分别为 0.4%、2.1%、4.1%和 5.2%) ,24h 累积 释放率依次为 1%、5%、20%和 30%( 以 FUDR 计)。由此表明,经结构修饰后,药物的水溶性降低, 制得的微球不仅载药量提高,同时突释量明显下降。 2.1.2 PEG 化修饰
突释效应对长效制剂而言,一般指第一天前后 迅速大量释放药物的现象,可用 24h 累积释药率表 示。国内外研究表明,多肽蛋白类药物的突释效应 多在 20 %~30%,有时可能更高。短时间内释放 大量药物一方面可能导致体内血药浓度接近或超过 中毒水平,产生明显不良反应;另一方面也可能影 响后期释药水平而降低治疗效果。因此,突释效应已 成为多肽蛋白类药物长效注射微球推广应用的限制 性因素之一。 1 长效微球的释药机制
亲水性药物从聚合物微球中连续释放,主要取 决于聚合物的降解和药物的扩散。根据聚合物的降 解规律和机制,骨架微球中药物的释放可分为3个阶 段:①突释期,微球表面或近表面的部分药物迅 速释放;②缓慢释放期,药物通过扩散或缓慢迁 移的方式,由聚合物骨架溶蚀形成多孔结构缓慢释 放;③快速释放期,随聚合物的不断降解,骨架 结构破坏,药物出现第二次大量释放。
微球表面或近表面存在的药量越大,药物的水 溶性越好,微球内部越易形成孔道,或孔道对水的摄 取能力越强,微球的突释量就越高。微球表面或近表 面的药量,微球内部的孔道与所用的载体材料性质、 处方组成﹑工艺参数﹑微球粒径及载药量等因素有 关。 2 突释控制技术的研究进展
为降低多肽蛋白类药物长效注射微球的突释效 应,国内外学者开展了深入系统的研究与探讨。主要 途径包括:①通过结构修饰改善药物性质,控制药物 的迁移,降低微球表面或近表面的药量;②选择合 适的载体材料、加入添加剂、改进制备工艺或控制微 球粒径及载药量,使微球表面性质及微球结构发生 变化,减少微球表面或内部孔道的形成,阻缓药物向 微球表面或近表面迁移。 2.1 药物的结构修饰 2.1.1 制成前药
葡萄糖:一般认为 PLGA 的降解由 4 个过程组 成,即水合作用、初步降解、进一步降解和溶解。在 水合作用阶段,水性介质渗入聚合物基质中,导致聚 合物分子链松弛和玻璃化转变温度降低。在内水相 加入葡萄糖,能加快微球表面松弛 PLGA 链段的重 排,减弱 PLGA 的水合作用,从而降低突释。Wang 等[7]在奥曲肽 PLGA 微球中加入少量葡萄糖,突释 率由不加葡萄糖的(30 ± 20)%降至(8 ± 3)%。 2.3.2 油相添加剂
收稿日期:2006-03-22 作者简介:谢兰桂( 19 81 ) ,女,硕士研究生,研究方向:缓控 释制剂。 E-mail:lgxie@imm.ac.cn 通讯联系人:刘玉玲( 19 64 ) ,女,研究员,硕士生导师,从事 难溶性药物增溶方法及剂型改进等研究。 Tel:010-63159373, Fax:010-63017757 E- ma il:y lliu@ imm.a c .c n
微球表面的孔隙率和内部的致密度与突释效应 直接相关,而这两者又与聚合物分子量直接相关。分 子量高的聚合物溶液黏度大,形成的微球骨架密度 大,孔隙率低,突释小。Raman等[4]制备了吡罗昔康 PLGA 微球,控制微球粒径(10µm)和载药量(20%) 水平,考察PLGA分子量(或黏度)对微球体外释放的 影响。结果表明,5种分子量的PLGA(内在黏度分别
将 PLGA 和 PLA 等多种聚合物材料以适当的比 例混合,利用药物与聚合物亲和力的差异,控制药物 在微球中的分布,可起到降低微球突释量的作用。 Matsumoto等[5]以按不同比例混合的PLGA和PLA为 骨架材料,制备了顺铂微球。溶解在二氯甲烷中的 PLGA 与 PLA 浓度超过一定值时,PLGA 与 PLA 由 于不相容而出现相分离,亲水性的顺铂与PLGA的亲 和力较大,因此主要分布于 PLGA 层。当 PLA 比例 大于 PLGA 时,微球表面被无药层覆盖,药物分布 于微球内部,突释量仅为 10%;当 PLGA 比例大于 PLA 时,微球表面被含药层覆盖,药物分布于微球 表面或近表面,突释量为 25 %。 2.3 添加剂的选用
长效注射微球已成为多肽蛋白类药物新型给药 技术研究的热点之一。采用可生物降解聚合物[ 如 聚乳酸(PLA),乳酸 - 羟基乙酸共聚物(PLGA)等] 包裹药物制成注射用微球制剂给药后,药物随聚合 物的降解缓慢释放,可达到长效目的。该制剂可在几 周或几个月内以一定速率释药,维持有效血药浓度、 减少给药次数、增强疗效及提高患者依从性。并且由 于骨架材料可生物降解,减轻了局部刺激与不适。近 年来,国内外针对多肽蛋白类药物的长效注射微球 开展了大量研究,并取得了显著进展,国外已有注射 用亮丙瑞林、奥曲肽等缓释微球上市。但部分制品受 突释效应和药物稳定性的限制,仍处于实验室研究 水平。
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为 0.17、0.39、0.59、0.82 和 1.08dl/g) 制得的微 球突释量分别为 78%、20%、14%、12%和 5%, 可见微球突释随聚合物载体分子量的增大而降低。 也有人提出“迁移”理论解释这一结果,即乳化时乳 滴中分布有大量的药物液滴,搅拌挥发有机溶剂时 乳滴绕搅拌浆做圆周运动,在离心力作用下乳滴中 的药物液滴向乳滴表面迁移,因此部分药物分布在 微球近表面;若采用分子量较高的聚合物载体,由于 其黏度高,溶剂挥发过程中,高分子量材料很快沉淀 固化,可阻止药物的迁移,减少微球突释。
多肽蛋白类药物的亲水性较强,因此突释效应 较严重。采用化学手段进行结构修饰,制成亲水性较 弱的前药,可减少因水溶性较大引起的突释。Seki 等[1]以水溶性好的 5-氟尿嘧啶 -2'-脱氧核苷(FUDR)
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采用复乳 - 溶剂挥发法制备微球时,有大量油 水界面产生,多肽蛋白类药物由于具有较弱的两亲 性,可聚集在油水界面,快速溶出导致突释[2]。将 该类药物与 PEG 结合形成 PEG 化的多肽或蛋白质 后,PEG 链段可抑制药物在油水界面的聚集,使药 物更多地分布于内水相,同时 PEG化蛋白质的空间 体积增大,难以向微球表面或内部小孔扩散,从而降 低突释作用。Diwan 等[2]报道,将溶菌酶制成 PLGA 微球,1h 累积释放率高达 40%。若将溶菌酶接上 单甲氧基聚乙二醇(mPEG 5000),生物活性不变, 制成 PLGA 微球后 1h 累积释放率降至 6.4%。 2.2 聚合物性质 2.2.1 聚合物组成比
PLGA由乳酸(LA)和羟基乙酸(GA)两种单体按 一定比例聚合而成,两种单体间的共聚比例会影响 微球骨架亲水性。在一定范围内随 GA 比例上升, PLGA 亲水性增强,对水分的摄取力提高,微球中 药物突释量增大;反之,药物突释量降低。O'Hagan 等[ 3] 制备了卵清蛋白 PLG A 微球,考察相同分子 量、不同单体组成的 PLGA 对药物突释的影响。结 果表明,聚合物中 GA 比例由 50∶50 降至 75∶25, 微球中卵清蛋白的突释量由 40%减少至 20%。 2.2.2 聚合物分子量
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综述与专论
多肽蛋白类药物的长效注射微球突释控制技术研究进展
谢兰桂,刘玉玲 *
(中国医学科学院中国协和医科大学药物研究所,北京 100050)
L- 精氨酸:L- 精氨酸与某些药物和 PLGA 之间 可能存在离子对作用,可增大 PLGA 黏度,降低微 球突释。Takada 等[8]制备了抗血小板药 GP Ⅱ b/ Ⅲa 拮抗剂(TAK-029)的 PLGA 微球。研究表明,L- 精 氨酸在含 PLGA 二氯甲烷中的溶解度较大,原因可 能与 L- 精氨酸 -PLGA 的离子对作用有关。该作用 可使 PLGA 溶液黏度增大 5.2 倍,在 L- 精氨酸-PLGA 溶液中加入无定形 TAK-029,PLGA 溶液黏度增大 44 倍。体外试验表明,油相加 2.0%与不加 L- 精氨 酸制得的微球包封率分别为 89%和 91%,突释率 分别为 20%和 12%。
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Rojas 等[6]采用复乳-溶剂挥发法制备了牛β-乳 球蛋白(BLG)的 PLGA 微球,并考察了在内水相中 加入吐温 -20 对突释的影响。结果表明,不加吐温 20 时,微球在 2min 的突释量达到 23%,加入 8 倍 BLG 摩尔量的吐温 -20 时,突释率降至 1%。
在外水相加入增加渗透压物质后,内外相渗透 压差减小,从外水相迁移至内水相的水分减少,冷冻 干燥过程中形成的孔道少,微球表面光滑,内部结构 致密,药物不易快速释放,突释量降低。
Pistel 等[11]制备了牛血清白蛋白(BSA)-PLA 微 球,考察在外水相加入氯化钠对突释的影响。结果表 明,与不加氯化钠的处方相比,微球 6h累积释放率 由 30%降至 10%以下。 2.4 油相溶剂的选择
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