CN117777344A - 一种微球及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种微球及其制备方法,属于载药微球制造技术领域。微球具有刚性微球骨架,刚性微球骨架由交联剂和两种酯类单体交联共聚形成;其中,交联剂为带苯环的烯类化合物,两种酯类单体分别为醋酸乙烯酯单体和丙烯酸酯类单体。该微球具有载药速度以及载药量均较高的优势,同时,还具有一定的疏水性,有助于对疏水型药物进行负载。
Description
技术领域
本申请涉及载药微球制造技术领域,具体而言,涉及一种微球及其制备方法。
背景技术
载药微球对药物的加载能力主要取决于微球与药物之间的相互作用力,目前常见的载药驱动力主要为正负电荷吸引,例如带正电荷的微球可用于负载带负电荷的药物,带负电荷的微球可用于负载带正电荷的药物。其中,药物加载速度以及药物加载量显得尤为重要,具体地,载药速度直接决定了术前准备时间和总手术时长,较高的药物加载速度可以为临床医生带来极大的便捷性,而高的药物加载量可以在使用相同药物总量时,消耗更少量的微球,一方面可以让患者经济上获益,另一方面还可以使药物与肿瘤的距离更近,提高杀伤力,但是,目前的市售微球(例如DC Bead、Callisphere等)由于结构设计欠佳,存在药物加载速度以及载药量均较低等问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种微球及其制备方法,具有载药速度以及载药量均较高的优势,同时,还具有一定的疏水性,有助于对疏水型药物进行负载。
本申请的实施例是这样实现的:
第一方面,本申请实施例提供一种微球,微球具有刚性微球骨架,刚性微球骨架由交联剂和两种酯类单体交联共聚形成;其中,交联剂为带苯环的烯类化合物,两种酯类单体分别为醋酸乙烯酯单体和丙烯酸酯类单体。
上述技术方案中,采用带苯环的烯类化合物作为交联剂,借助苯环具有刚性的特性,以使得所获得的微球具有相对刚性的孔道结构,使其在载药过程中与相反电荷药物结合后,微球粒径不至于因电荷中和而发生过于剧烈的收缩,因此不会影响后续药物的进入,以获得更快的载药速度和更高的载药量;此外,引入带苯环的结构获得的相应微球,由于苯环具有一定的疏水性,使得相应微球与疏水性药物能够产生较大的作用力,从而有助于对疏水型药物进行负载。
第二方面,本申请实施例提供一种微球的制备方法,包括以下步骤:
将表面活性剂、交联剂以及两种酯类单体依次加入水中并混合,得到水相溶液;其中,交联剂为带苯环的烯类化合物,两种酯类单体分别为醋酸乙烯酯单体和丙烯酸酯类单体;然后,向水相溶液中加入油相溶剂并混合,得到混合溶液;然后,向混合溶液中加入引发剂并混合,然后,在搅拌和加热状态下进行第一阶段反应,然后,维持搅拌状态并升高温度进行第二阶段反应,反应结束后,对混合溶液反应后的体系依次进行固液分离、清洗和烘干,得到微球。
上述技术方案中,采用带苯环的烯类化合物作为交联剂,并且将其同时与两种特定种类的酯类单体(分别为醋酸乙烯酯单体和丙烯酸酯类单体)进行交联聚合反应,能够制备得到具有刚性骨架结构的微球(即具有刚性的孔道结构),使其在载药过程中与相反电荷药物结合后,微球粒径不至于因电荷中和而发生过于剧烈的收缩,因此不会影响后续药物的进入,以获得更快的载药速度和更高的载药量;此外,引入带苯环的结构获得的相应微球,由于苯环具有一定的疏水性,使得相应微球与疏水性药物能够产生较大的作用力,从而有助于对疏水型药物进行负载。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的微球的制备方法的第一工艺流程图;
图2为本申请实施例提供的微球的制备方法的第二工艺流程图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是,本申请中的“和/或”,如“特征1和/或特征2”,均是指可以单独地为“特征1”、单独地为“特征2”、“特征1”加“特征2”,该三种情况。
另外,在本申请的描述中,除非另有说明,“一种或多种”中的“多种”的含义是指两种及两种以上;“数值a~数值b”的范围包括两端值“a”和“b”,“数值a~数值b+计量单位”中的“计量单位”代表“数值a”和“数值b”二者的“计量单位”。
下面对本申请实施例的微球及其制备方法进行具体说明。
第一方面,本申请实施例提供一种微球,微球具有刚性微球骨架,刚性微球骨架由交联剂和两种酯类单体交联共聚形成;其中,交联剂为带苯环的烯类化合物,两种酯类单体分别为醋酸乙烯酯单体和丙烯酸酯类单体。
需要说明的是,“由交联剂和两种酯类单体交联共聚形成”并不意味只由这两种原料发生交联聚合反应,本领域公知,交联聚合反应还需要加入一些基本的功能组分,例如表面活性剂以及引发剂等常规组分,由于本申请的创造性在于交联剂和酯类单体的选择,故仅对交联剂和两种酯类单体进行限定。
本申请中,采用带苯环的烯类化合物作为交联剂,借助苯环具有刚性的特性,以使得所获得的微球具有相对刚性的孔道结构,使其在载药过程中与相反电荷药物结合后,微球粒径不至于因电荷中和而发生过于剧烈的收缩,因此不会影响后续药物的进入,以获得更快的载药速度和更高的载药量;此外,引入带苯环的结构获得的相应微球,由于苯环具有一定的疏水性,使得相应微球与疏水性药物能够产生较大的作用力,从而有助于对疏水型药物进行负载。
可以理解的是,各种对应原料的种类选择与最终制备得到的微球的载药性能密切相关,基于此,可以对相应原料的种类进行限定。
作为一种示例,交联剂包括二乙烯苯。
作为一种示例,丙烯酸酯类单体包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸乙酯中的至少一种。
该实施方式中,分别对交联剂以及丙烯酸酯类单体的种类进行限定,具有制备得到的微球的骨架刚性较佳以及便于后续对微球进行再次改性的优势。
可以理解的是,各个反应原料的用量与反应的完全程度以及最终制备得到的微球的品质密切相关,基于此,可以对各个反应原料的用量进行限定。
作为一种示例,醋酸乙烯酯单体和丙烯酸酯类单体的质量比为1:(0.5~2),例如但不限于质量比为1:0.5、1:1、1:1.5和1:2中的任意一者点值或任意二者之间的范围值。可选地,醋酸乙烯酯单体和丙烯酸酯类单体的质量比为5:3。
作为一种示例,两种酯类单体的质量之和与交联剂的质量的比为(3~5):1,例如但不限于质量的比为3:1、3.5:1、4:1、4.5:1和5:1中的任意一者点值或任意二者之间的范围值。
该实施方式中,分别将醋酸乙烯酯单体和丙烯酸酯类单体的质量比、两种酯类单体的质量之和与交联剂的质量的比限定在特定范围内,具有反应较为彻底、微球得率以及纯度较高等优势。
可以理解的是,由于现有微球主要都是利用电荷间的相互作用力来作为载药驱动力,再加上目前的药物种类也具有多种不同的电荷,故考虑到微球的载药种类多样性,可以对具有刚性骨架微球的结构进行改性。
作为一种示例,微球具有功能性基团,功能性基团包括羟基和羧基。
该实施方式中,微球附带羟基和羧基功能性基团,由于两种基团均具有较强的负电荷,能够有效负载带正电荷的药物。
可以理解的是,具有苯环的微球骨架虽然具有较佳的刚性,但是其对应的空间位阻效应较大,同样也会影响微球的载药效果,基于此,可以对相应微球的结构进行改进。
作为一种示例,微球还包括多胺类链段(具有多个氨基的链段),多胺类链段通过将多胺类化合物与微球进行酰胺化反应得到(即多胺类化合物上的氨基与微球上的部分羧基基团进行反应)。
该实施方式中,微球附带由多胺类化合物与微球进行酰胺化反应得到的多胺类链段,其能够增加微球骨架上对应功能性基团的链条长度,从而降低苯环骨架的空间位阻效应,有助于提升载药速度。
作为一种示例,多胺类化合物包括二乙烯三胺、乙二胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺中的至少一种。可选地,多胺类化合物和丙烯酸酯类单体的摩尔比值为0.2~0.8,例如但不限于摩尔比值为0.2、0.4、0.6和0.8中的任意一者点值或任意二者之间的范围值。
该实施方式中,将多胺类化合物的种类限定在特定范围内,以使得链条具有适宜的长度,从而能够有效降低苯环骨架的空间位阻效应并兼具较高的药物速度;同时,将多胺类化合物和丙烯酸酯类单体的摩尔比值限定在特定范围内,以使得酰胺化反应具有反应较为彻底且对应产物纯度较高的优势。
需要说明的是,微球具有羟基和羧基以后,再加上其刚性骨架,当前阶段的微球已经可以实现对带正电荷以及带弱电荷或水溶性不佳药物的负载,但其对带负电荷药物的负载效果还存在一定欠缺,基于此,可以对相应阶段微球的结构做进一步优化。
作为一种示例,微球还包括阳离子基团链段,阳离子基团链段通过将含有环氧基和铵盐的化合物与微球进行化学键键合反应得到。
该实施方式中,微球附带由含有环氧基和铵盐的化合物与微球进行化学键键合反应得到的阳离子基团链段,借助阳离子基团链段带正电荷的特性,能够有效负载带负电荷的药物。
作为一种示例,含有环氧基和铵盐的化合物包括缩水甘油基三甲基氯化铵。可选地,含有环氧基和铵盐的化合物和醋酸乙烯酯单体的摩尔比值为0.5~1.5,例如但不限于摩尔比值为0.5、0.8、1.0、1.2和1.5中的任意一者点值或任意二者之间的范围值。
该实施方式中,进一步地将含有环氧基和铵盐的化合物的种类限定在特定范围内,能够更为有效地负载带负电荷的药物;同时,将含有环氧基和铵盐的化合物和丙烯酸酯类单体的摩尔比值限定在特定范围内,以使得化学键键合反应具有反应较为彻底且对应产物纯度较高的优势。
需要说明的是,阳离子基团的引入既可以是对引入羟基和羧基后的微球,也可以是对引入多胺类链段后的微球,也就是说,本申请实施例基于具有刚性微球骨架一共提供了五种不同结构的微球产品。
具体地,五种结构的微球如下所示:
第一种,微球仅具有刚性微球骨架。
第二种,在第一种微球(具有刚性微球骨架)的基础上进一步改性得到具有羟基和羧基基团的微球。
第三种,在第二种微球(具有羟基和羧基基团)的基础上进一步改性得到具有多胺类链段的微球。
第四种,在第三种微球(具有多胺类链段)的基础上进一步改性得到具有阳离子基团链段的微球。
第五种,在第二种微球(具有羟基和羧基基团)的基础上进一步改性得到具有阳离子基团链段的微球。
其中,第四种微球和第五种微球的区别在于,第五种微球中未引入多胺类链段,直接引入阳离子基团链段。
为了更好地理解本申请的技术方案,以下结合五种不同结构的微球的制备方法进行具体说明。
针对第一种微球,本申请实施例提供一种微球的制备方法,包括以下步骤:
将表面活性剂、交联剂以及两种酯类单体依次加入水中并混合,得到水相溶液;其中,交联剂为带苯环的烯类化合物,两种酯类单体分别为醋酸乙烯酯单体和丙烯酸酯类单体;然后,向水相溶液中加入油相溶剂并混合,得到混合溶液;然后,向混合溶液中加入引发剂并混合,然后,在搅拌和加热状态下进行第一阶段反应,然后,维持搅拌状态并升高温度进行第二阶段反应,反应结束后,对混合溶液反应后的体系依次进行固液分离、清洗和烘干,得到微球。
本申请中,采用带苯环的烯类化合物作为交联剂,并且将其同时与两种特定种类的酯类单体(分别为醋酸乙烯酯单体和丙烯酸酯类单体)进行交联聚合反应,能够制备得到具有刚性骨架结构的微球(即具有刚性的孔道结构),使其在载药过程中与相反电荷药物结合后,微球粒径不至于因电荷中和而发生过于剧烈的收缩,因此不会影响后续药物的进入,以获得更快的载药速度和更高的载药量;此外,引入带苯环的结构获得的相应微球,由于苯环具有一定的疏水性,使得相应微球与疏水性药物能够产生较大的作用力,从而有助于对疏水型药物进行负载。
可以理解的是,各种对应原料的种类选择与最终制备得到的微球的载药性能密切相关,基于此,可以对相应原料的种类进行限定。
作为一种示例,丙烯酸酯类单体包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸乙酯中的至少一种。
可以理解的是,各种物料的配比以及对应阶段反应参数的控制与反应进程以及最终制备得到的微球品质密切相关,基于此,可以对各种物料的配比以及对应阶段的反应参数进行限定。
作为一种示例,醋酸乙烯酯单体和丙烯酸酯类单体的质量比为1:(0.5~2)。可选地,醋酸乙烯酯单体和丙烯酸酯类单体的质量比为5:3。
作为一种示例,两种酯类单体的质量之和与交联剂的质量的比为(3~5):1。
作为一种示例,第一阶段反应的过程中,处理温度为55~65℃,例如但不限于温度为55℃、60℃和65℃中的任意一者点值或任意二者之间的范围值;处理时间为2~4h,例如但不限于时间为2h、3h和4h中的任意一者点值或任意二者之间的范围值;可选地,第一阶段反应的过程中,处理温度为60℃,处理时间为3h。
作为一种示例,第二阶段反应的过程中,处理温度为70~80℃,例如但不限于温度为70℃、72℃、74℃、76℃、78℃和80℃中的任意一者点值或任意二者之间的范围值;处理时间为1~3h,例如但不限于时间为1h、2h和3h中的任意一者点值或任意二者之间的范围值;可选地,第二阶段反应的过程中,处理温度为75℃,处理时间为2h。
该实施方式中,进一步地分别将对应反应原料的种类、用量以及第一阶段反应和第二阶段反应的参数条件等限定在特定范围内,以使各个对应阶段的反应能够较为彻底地进行,同时,还能使得制备得到的微球具有粒径大小较为均一且形貌较好以及载药性能较为优异等优势。
需要说明的是,在交联聚合过程中,表面活性剂、油性溶剂以及引发剂等均可按照本领域常规选择进行设置。
针对第二种微球,即微球在第一种的基础上还具有功能性基团,功能性基团包括羟基和羧基;制备方法还包括:在碱性条件下对微球进行水解反应,以使微球水解后具有羟基和羧基。
需要说明的是,羟基和羧基分别由两种酯类单体与交联剂交联聚合后水解得到。
该实施方式中,制备方法还包括在碱性条件下对微球进行水解反应,以使微球水解后具有羟基和羧基,使得相应微球能够有效负载带正电荷的药物。
可以理解的是,对应阶段反应参数的控制与反应进程以及最终制备得到的微球品质密切相关,基于此,可以对各个阶段的反应参数进行限定。
作为一种示例,碱性条件包括NaOH的甲醇溶液或NaOH的乙醇溶液。
作为一种示例,水解反应的过程中,处理温度为40~60℃,例如但不限于温度为40℃、45℃、50℃、55℃和60℃中的任意一者点值或任意二者之间的范围值;处理时间为5~7h,例如但不限于时间为5h、6h和7h中的任意一者点值或任意二者之间的范围值。可选地,水解反应的过程中,处理温度为50℃,处理时间为6h。
该实施方式中,进一步地分别对具体的碱性条件以及水解反应过程中的对应参数进行限定,以使得水解反应能够较为彻底地进行,且还能使得相应阶段的微球具有较好的形貌以及较为均一的粒径。
针对第三种微球,即微球在第二种的基础上还包括多胺类链段;制备方法还包括:将多胺类化合物与微球上的至少部分羧基进行酰胺化反应,以使微球具有多胺类链段。
具体的,将合成的第二种微球置于水中充分溶胀,然后转移至多胺类化合物溶液中,加入1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)、N-羟基丁二酰亚胺(NHS),进行接枝反应,室温下反应一段时间后;将所得微球水洗净化,得到带有多胺类链段的微球。
该实施方式中,制备方法还包括将多胺类化合物与微球上的至少部分羧基进行酰胺化反应,以使微球具有多胺类链段,借助引入的多胺类链段,能够增加微球骨架上对应功能性基团的链条长度,从而降低苯环骨架的空间位阻效应,有助于提升载药速度。需要说明的是,多胺类化合物中一端的氨基与微球上羧基进行酰胺化反应,因此微球上引入多胺类链段相当于也引入了氨基基团。
可以理解的是,各种对应原料的种类选择与最终制备得到的微球的载药性能密切相关,基于此,可以对相应原料的种类进行限定。
作为一种示例,多胺类化合物包括二乙烯三胺、乙二胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺中的至少一种。
可以理解的是,各种物料的配比以及对应阶段反应参数的控制与反应进程以及最终制备得到的微球品质密切相关,基于此,可以对各种物料的配比以及对应阶段的反应参数进行限定。
作为一种示例,多胺类化合物和丙烯酸酯类单体的摩尔比值为0.2~0.8。
作为一种示例,酰胺化反应的过程中,处理温度为20~30℃,例如但不限于温度为20℃、22℃、24℃、26℃、28℃和30℃中的任意一者点值或任意二者之间的范围值;处理时间为7~9h,例如但不限于时间为7h、8h和9h中的任意一者点值或任意二者之间的范围值。
该实施方式中,进一步地将多胺类化合物的种类限定在特定范围内,以使得链条具有适宜的长度,从而能够有效降低苯环骨架的空间位阻效应并兼具较高的药物速度;同时,分别将多胺类化合物和丙烯酸酯类单体的摩尔比值、酰胺化反应中的对应参数限定在特定范围内,以使得酰胺化反应能够较为彻底地进行,且还能使得相应阶段的微球具有较好的形貌以及较为均一的粒径。
针对第四种微球,即微球在第三种的基础上还包括阳离子基团链段;制备方法还包括:将含有环氧基和铵盐的化合物上的环氧基与微球上的至少部分羟基或者至少部分氨基进行化学键键合反应,以使微球具有阳离子基团链段。
该实施方式中,制备方法还包括将含有环氧基和铵盐的化合物上的环氧基与微球上的至少部分羟基或者至少部分氨基进行化学键键合反应,以使微球具有阳离子基团链段,使得相应微球能够有效负载带负电荷的药物。
可以理解的是,各种对应原料的种类选择与最终制备得到的微球的载药性能密切相关,基于此,可以对相应原料的种类进行限定。
作为一种示例,含有环氧基和铵盐的化合物包括缩水甘油基三甲基氯化铵。
可以理解的是,各种物料的配比以及对应阶段反应参数的控制与反应进程以及最终制备得到的微球品质密切相关,基于此,可以对各种物料的配比以及对应阶段的反应参数进行限定。
作为一种示例,含有环氧基和铵盐的化合物和醋酸乙烯酯单体的摩尔比为0.5~1.5。
作为一种示例,化学键键合反应的过程中,处理温度为50~70℃,例如但不限于温度为50℃、55℃、60℃、65℃和70℃中的任意一者点值或任意二者之间的范围值;处理时间为4~6h,例如但不限于时间为4h、5h和6h中的任意一者点值或任意二者之间的范围值。可选地,化学键键合反应的过程中,处理温度为60℃,处理时间为5h。
该实施方式中,进一步地将含有环氧基和铵盐的化合物的种类限定在特定范围内,能够更为有效地负载带负电荷的药物;同时,将含有环氧基和铵盐的化合物和丙烯酸酯类单体的摩尔比值、化学键键合反应中的对应参数限定在特定范围内,以使得化学键键合反应能够较为彻底地进行,且还能使得相应阶段的微球具有较好的形貌以及较为均一的粒径。
为了更好地理解技术方案,第四种微球的制备方法请参阅图1。
针对第五种微球,即微球在第二种的基础上还包括阳离子基团链段,换言之,未在第二种微球中引入多胺类链段而直接引入阳离子基团链段。
为了更好地理解技术方案,第五种微球的制备方法请参阅图2。
可以理解的是,载药微球通常是用于制备成相应的栓塞剂进行使用,基于此,可以对第四种或第五种微球进行药物加载步骤。
作为一种示例,制备方法还包括将药物负载于微球;药物满足以下条件E~G中的至少一者:
E药物包括阿霉素、表阿霉素、吡柔比星和伊立替康中的至少一种,均为正电荷药物。
F药物包括雷替曲塞、双氯芬酸、甲氨蝶呤和培美曲塞中的至少一种,均为负电荷药物。
G药物包括索拉非尼、瑞戈非尼、乐伐替尼、替拉扎明、卡博替尼和舒尼替尼中的至少一种,均为弱电或水溶性较差的药物。
该实施方式中,制备方法还包括将药物负载于微球,且负载药物的种类包括上述多种体系,具体地,包括正电荷药物、负电荷药物以及弱电或水溶性不好的药物,以使得对应微球能够制备形成各种体系的栓塞剂,具有可适用范围较广的优势。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本申请实施例提供一种微球的制备方法,包括以下步骤:
S1交联聚合反应:
在装有搅拌器、冷凝管和温度计的1L三口烧瓶中,加入300g水相(即15g NaCl、30g5%的聚乙烯醇水溶液和水),升温至45℃,加入25g醋酸乙烯酯(VAc)、15g丙烯酸甲酯(MA)和10g二乙烯苯(DVB)(其中,以质量比计,两种酯类单体:交联剂=4:1),以及25g乙酸乙酯和25g正庚烷(油性溶剂),搅拌混匀,调整转速使粒径在所需范围内,之后加入1.5g偶氮二异丁腈(AIBN,引发剂),开始悬浮聚合;随后升温至60℃反应3h,优选为60℃反应3h,然后在75℃反应2h,反应结束后,将所得微球过滤并用热水洗涤,随后用丙酮抽提去除溶剂,烘干后即得具有刚性骨架的微球。
S2水解反应
将上述S1中的微球置于100mL含0.5mol/L的NaOH甲醇溶液中,进行醇解反应,在50℃反应6h后,将微球滤出,水洗3次,得到含有羟基和羧基的微球。
S3酰胺化反应
将上述S2中的微球置于水中充分溶胀,然后转移至二乙烯三胺中(丙烯酸甲酯摩尔量的0.5倍),加入5g 1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)、5g N-羟基丁二酰亚胺(NHS),进行酰胺化反应,室温下反应8h后,停止反应。将所得微球水洗净化,得到具有多胺类链段的微球。
S4化学键键合反应
将上述S3中的微球置于水中充分溶胀,然后滤出,加入与醋酸乙烯酯等摩尔量的缩水甘油基三甲基氯化铵,在60℃反应5h后,停止反应,净化后得到带有阳离子基团链段的微球。
实施例2
本申请实施例提供一种微球的制备方法,其与实施例1的区别仅在于:未进行S3酰胺化反应,即仅进行S1、S2和S4。
实施例3
本申请实施例提供一种微球的制备方法,其与实施例1的区别仅在于:将S3中的二乙烯三胺替换为乙二胺。
实施例4
本申请实施例提供一种微球的制备方法,其与实施例1的区别仅在于:将S3中的二乙烯三胺替换为三乙烯四胺。
实施例5
本申请实施例提供一种微球的制备方法,其与实施例1的区别仅在于:将S3中的二乙烯三胺替换为四乙烯五胺。
实施例6
本申请实施例提供一种微球的制备方法,其与实施例1的区别仅在于:S1中,两种酯类单体:交联剂=4:1更改为两种酯类单体:交联剂=3:1。
实施例7
本申请实施例提供一种微球的制备方法,其与实施例1的区别仅在于:S1中,两种酯类单体:交联剂=4:1更改为两种酯类单体:交联剂=5:1。
实施例8
本申请实施例提供一种微球的制备方法,其与实施例1的区别仅在于:S3中,二乙烯三胺的用量为丙烯酸甲酯摩尔量的0.2倍。
实施例9
本申请实施例提供一种微球的制备方法,其与实施例1的区别仅在于:S3中,二乙烯三胺的用量为丙烯酸甲酯摩尔量的0.8倍。
实施例10
本申请实施例提供一种微球的制备方法,其与实施例1的区别仅在于:S4中,缩水甘油基三甲基氯化铵的用量调整为50%。
实施例11
本申请实施例提供一种微球的制备方法,其与实施例1的区别仅在于:S4中,缩水甘油基三甲基氯化铵的用量调整为150%。
试验例
微球的载药性能测试
1、对阿霉素的载药性能测试
测试方法:
分别量取合成的实施例1、8和9中的微球2mL(70-150μm),进行阿霉素加载(20mg/mL、5mL),定时取样,用高效液相色谱测试溶液中药物残留量,计算可知载药率。采用同样的方法,分别量取2mL的DC Bead、Callispheres进行测试(70-150μm),同样可知载药率。
表1对阿霉素的负载情况
参阅表1可知,实施例1所制备微球对正电荷药物阿霉素的加载效率很高,在5min内即可吸附100mg药物。市售产品因携带负电荷,也可对阿霉素进行吸附,但速率明显低于实施例1,需要30min以上才达到饱和吸附,且总载药率不到85%。这主要是因为,实施例1所制备的微球以二乙烯苯为交联剂,骨架较为刚性,在进行药物加载过程中,微球内部的孔道始终保持畅通,便于微球上的负电荷与药物上的正电荷相互作用,因此加载速度更快。市售的两款产品,以亲水性聚乙烯醇PVA为骨架,随着载药过程的进行,正负电荷中和,微球体积缩小,孔道变小,影响加载速度。实施例8因加入的氨基改性剂较少,故残留的羧基含量更高,因此对阿霉素具有更快的加载速度,2min即可加载完成;实施例9因大部分羧基被氨基所取代,故载药速度显著下降,但得益于刚性的微球骨架的支撑作用,因此达到100%载药所需时间仍然小于市售产品。
表2加载阿霉素后微球粒径变化
参阅表2可知,实施例1、实施例8、实施例9载药后粒径基本不变,而市售产品粒径缩小了20-30%,与上述分析一致。故综合考虑加载速度,二乙烯三胺的用量为丙烯酸甲酯摩尔量的0.2-0.5倍为宜。
2、对索拉非尼的载药性能测试
测试方法:
分别量取合成的实施例1、6和7中的微球2mL(70-150μm),进行索拉非尼加载(20mg/mL、5mL),定时取样,用高效液相色谱测试溶液中药物残留量,计算可知载药率。采用同样的方法,分别量取2mL的DC Bead、Callispheres进行测试(70-150μm),同样可知载药率。
表3对索拉非尼的负载情况
参阅表3可知,实施例1可以对索拉非尼进行较好地加载,约12min可加载100mg药物。索拉非尼自身结果中含有多个苯环,相对较为疏水,实施例1微球结构中富含疏水基团苯基,可显著增强与其相互作用力。实施例6中随带苯环交联剂的增加,微球疏水性进一步增强,故载药速度更快;实施例7随疏水性的降低,载药速率略低于实施例1。市售两款产品因骨架中主要为亲水的PVA,因此与索拉非尼的结合力较弱,体现为载药速度慢、载药量低。由此可知,通过疏水骨架的引入,显著提升了微球对于疏水性药物的载药速度。
3、对雷替曲塞的载药性能测试
测试方法:
分别量取合成的实施例1~5以及实施例10~11中的微球2mL(70-150μm),进行雷替曲塞加载(20mg/mL、5mL),定时取样,用高效液相色谱测试溶液中药物残留量,计算可知载药率。采用同样的方法,分别量取2mL的DC Bead、Callispheres进行测试(70-150μm),同样可知载药率。
表4对雷替曲塞的负载情况
参阅表4可知,实施例1-5以及实施例10-11,均可以对负电荷的雷替曲塞药物进行较好地加载,这是因为这些实施例的微球结构中均含有正电荷基团,可以与雷替曲塞相互作用。其中,实施例1和实施例4-5约3min可加载20mg药物,差别不大;而实施例2、实施例3的加载速度相对减慢,这是因为实施例2未经过步骤(3)的修饰,实施例3所修饰的乙二胺链段较短,微球中的正电荷基团距离疏水骨架相对更近,则带负电的药物靠近需克服的阻力增加,从而导致加载速度变慢。实施例10引入的正电荷基团相对较少,因此载药速度略低于实施例1;实施例11引入的正电荷基团更多,但对加载效果的提升已不明显,与实施例1差别不大。市售产品因结构中带负电,与药物相互排斥,因此载药率极低,仅有约10%,且这部分药物结合不牢固,极易洗脱。
4、同时加载多种药物的载药性能测试
测试方法:
量取合成的实施例1微球2mL(70-150μm),分别先后进行阿霉素(20mg/mL,5mL)、雷替曲塞(2mg/mL,10mL)以及索拉非尼加载(5mg/mL,20mL)加载,定时取样,分别用高效液相色谱测试各药物残留量,从而计算载药率。采用同样的方法,分别量取2mL的DC Bead、Callispheres(70-150μm)进行测试,同样可知载药率。
表5同时加载多种药物的负载情况
参阅表5可知,实施例1微球因同时含有不同的官能团,因此可先后分别加载不同类型的药物(正电荷、负电荷、弱电性),且载药率、载药速度与单独加载无明显差异,最终粒径变化也极小。市售两款产品,结构中带有负电荷,故对阿霉素具有较好的加载效果;对于后续加入的雷替曲塞和索拉非尼,加载率极低,一方面因为无电荷等相互作用力,另一方面,加载阿霉素后DC Bead、Callispheres的粒径已发生较大收缩,药物要想继续进入,阻力增大,粒径收缩率数据证实了这一点。上述结果表明,实施例1微球的疏水骨架结构对微球力学性能起到了很好的作用,有利于提升多种药物加载能力,显著优于同类产品。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
Claims (10)
1.一种微球,其特征在于,所述微球具有刚性微球骨架,所述刚性微球骨架由交联剂和两种酯类单体交联共聚形成;其中,所述交联剂为带苯环的烯类化合物,两种所述酯类单体分别为醋酸乙烯酯单体和丙烯酸酯类单体。
2.根据权利要求1所述的微球,其特征在于,所述微球满足以下条件A~D中的至少一者:
A所述交联剂包括二乙烯苯;
B所述丙烯酸酯类单体包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸乙酯中的至少一种;
C所述醋酸乙烯酯单体和所述丙烯酸酯类单体的质量比为1:(0.5~2);
可选地,所述醋酸乙烯酯单体和所述丙烯酸酯类单体的质量比为5:3;
D两种所述酯类单体的质量之和与所述交联剂的质量的比为(3~5):1。
3.根据权利要求1所述的微球,其特征在于,所述微球具有功能性基团,所述功能性基团包括羟基和羧基。
4.根据权利要求3所述的微球,其特征在于,所述微球还包括多胺类链段,所述多胺类链段通过将多胺类化合物与所述微球进行酰胺化反应得到;
可选地,所述多胺类化合物包括二乙烯三胺、乙二胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺中的至少一种;
可选地,所述多胺类化合物和所述丙烯酸酯类单体的摩尔比值为0.2~0.8。
5.根据权利要求3或4所述的微球,其特征在于,所述微球还包括阳离子基团链段,所述阳离子基团链段通过将含有环氧基和铵盐的化合物与所述微球进行化学键键合反应得到;
可选的,所述含有环氧基和铵盐的化合物包括缩水甘油基三甲基氯化铵;
可选地,所述含有环氧基和铵盐的化合物和所述醋酸乙烯酯单体的摩尔比值为0.5~1.5。
6.一种微球的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将表面活性剂、交联剂以及两种酯类单体依次加入水中并混合,得到水相溶液;其中,所述交联剂为带苯环的烯类化合物,两种所述酯类单体分别为醋酸乙烯酯单体和丙烯酸酯类单体;
然后,向所述水相溶液中加入油相溶剂并混合,得到混合溶液;
然后,向所述混合溶液中加入引发剂并混合,然后,在搅拌和加热状态下进行第一阶段反应,然后,维持搅拌状态并升高温度进行第二阶段反应,反应结束后,对所述混合溶液反应后的体系依次进行固液分离、清洗和烘干,得到微球;
可选地,所述丙烯酸酯类单体包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸乙酯中的至少一种;
可选地,所述醋酸乙烯酯单体和所述丙烯酸酯类单体的质量比为1:(0.5~2);
可选地,所述醋酸乙烯酯单体和所述丙烯酸酯类单体的质量比为5:3;
可选地,两种所述酯类单体的质量之和与所述交联剂的质量的比为(3~5):1;
可选地,所述第一阶段反应的过程中,处理温度为55~65℃,处理时间为2~4h;可选地,所述第一阶段反应的过程中,处理温度为60℃,处理时间为3h;
可选地,所述第二阶段反应的过程中,处理温度为70~80℃,处理时间为1~3h;可选地,所述第二阶段反应的过程中,处理温度为75℃,处理时间为2h。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述微球还具有功能性基团,所述功能性基团包括羟基和羧基;
所述制备方法还包括:在碱性条件下对所述微球进行水解反应,以使所述微球水解后具有所述羟基和所述羧基;
可选的,所述碱性条件包括NaOH的甲醇溶液或NaOH的乙醇溶液;
可选地,所述水解反应的过程中,处理温度为40~60℃,处理时间为5~7h;
可选地,所述水解反应的过程中,处理温度为50℃,处理时间为6h。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述微球还包括多胺类链段;
所述制备方法还包括:将多胺类化合物与所述微球上的至少部分所述羧基进行酰胺化反应,以使所述微球具有所述多胺类链段;
可选地,所述多胺类化合物包括二乙烯三胺、乙二胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺中的至少一种;
可选地,所述多胺类化合物和所述丙烯酸酯类单体的摩尔比值为0.2~0.8;
可选地,所述酰胺化反应的过程中,处理温度为20~30℃,处理时间为7~9h。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法,其特征在于,所述微球还包括阳离子基团链段;
所述制备方法还包括:将含有环氧基和铵盐的化合物上的所述环氧基与所述微球上的至少部分所述羟基或者至少部分氨基进行化学键键合反应,以使所述微球具有所述阳离子基团链段;
可选地,所述含有环氧基和铵盐的化合物包括缩水甘油基三甲基氯化铵;
可选地,所述含有环氧基和铵盐的化合物和所述醋酸乙烯酯单体的摩尔比为0.5~1.5;
可选地,所述化学键键合反应的过程中,处理温度为50~70℃,处理时间为4~6h;
可选地,所述化学键键合反应的过程中,处理温度为60℃,处理时间为5h。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括将药物负载于所述微球;所述药物满足以下条件E~G中的至少一者:
E所述药物包括阿霉素、表阿霉素、吡柔比星和伊立替康中的至少一种;
F所述药物包括雷替曲塞、双氯芬酸、甲氨蝶呤和培美曲塞中的至少一种;
G所述药物包括索拉非尼、瑞戈非尼、乐伐替尼、替拉扎明、卡博替尼和舒尼替尼中的至少一种。
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