TWI457146B

TWI457146B - 藥物緩釋系統及其製備方法

Info

Publication number: TWI457146B
Application number: TW099128345A
Authority: TW
Inventors: Yin Chih Fu; Chih Kuang Wang; Gwo Jaw Wang; Mei Ling Ho; Je Ken Chang; Cherng Chyi Tzeng
Original assignee: Univ Kaohsiung Medical
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2010-08-24
Publication date: 2014-10-21
Also published as: TW201106989A

Description

藥物緩釋系統及其製備方法

本發明係關於一藥物緩釋系統，特別有關於包覆一親水性藥物與β-三鈣磷酸鹽(β-TCP)於生物聚合物基質表面以形成之藥物緩釋系統。本發明亦提供一製備藥物緩釋系統之方法，包含提供一生物聚合物基質，其表面包覆一親水性藥物與β-三鈣磷酸鹽(β-TCP)。

目前藥物攜帶系統已被廣泛的使用於許多地方，例如，外科移植、組織再生或患處的包紮。一般來說，藥物攜帶系統可使藥物或生物活性物質在一特定區域中治療疾病。例如，藥物攜帶系統可在某一部份區域直接提供抗生素，以避免其部位的感染，或者可以結合組織再生工程，提供必要的生長因子等。

因此，需要發展具備安全性及良好的的藥物攜帶系統。例如，可產生最大的藥物活性及最低的副作用，具有穩定的釋放速率及不具毒性的生物可分解材料。生物可分解材料目前已被廣泛的使用於藥物釋放系統，且主要應用於需持續給藥的情況，通常此藥物為化合物、胜肽或蛋白質。

脂肪族聚酯，例如，聚乳酸(poly(lactic acid)，PLA)、聚乙醇酸(poly(glycolic acid)，PGA)、聚乳酸-甘醇酸共聚物(Poly Lactic-co-Glycolic Acid，PLGA)或聚酸酐(poly(carprolactone))等皆為常用的生物可分解材料。其可被塑造成各種形狀，例如，條狀、纖維狀、膠體狀或微球狀等，且其形狀也會影響到藥物在肌肉或皮下注射中的物理特性。其中較常使用微球狀，因微球狀可輕易控制藥物釋放速率，且其微粒尺寸約為0.1至500微米，可直接注射至生物體內，因此，目前積極發展具均一小尺寸、高包覆率的微粒。

一般的微粒製造方法為乳化溶劑蒸散法(emulsion solvent evaporation)、相分離法(phase separation)、噴霧乾燥法(spray-drying)或溶劑萃取法(solvent extraction)、冷凍造粒(atomization-freeze)、鹽析法(salting out)、奈米析出法(nano-precipitation)。以乳化溶劑蒸散法為例，其係將親油性聚合物溶於不溶於水的有機溶劑(water-immiscible organic solvent)中，例如，二氯甲烷、氯仿、乙酸乙脂等。將油溶性藥物溶解及懸浮於此聚合物溶液中，並將此聚合物溶液加至水性溶液，再將溶劑移除後即可獲得微粒狀之藥物釋放系統，但此方法並不適用於水溶性藥物。

另有一種w/o/w二次乳化法可適用於水溶性藥物。此方法係將一生物可分解材質溶於不溶於水的有機溶劑中產生一聚合物溶液，使第一水溶性藥物溶液乳化於此聚合物溶液中以獲得w/o乳化液。接著，將此乳化液與第二水溶性溶液再次乳化，以獲得w/o/w二次乳化系統，將溶劑去除後，即可獲得包覆水溶性藥物的微粒藥物釋放系統。

此外，亦發展出一種固/油/水態(s/o/w)的乳化形式，其主要是將蛋白質等藥物先經冷凍乾燥後形成固體，再以固態/有機態/水態的形式包覆，因蛋白質藥物以固態的形式存在於有機溶液中，且先進行了冷凍乾燥程序，在沒有保護的形況下容易造成蛋白質藥物活性的損失，另一問題是此複合固體不易均勻分散到第一次乳化的有機態。

因此，目前仍沒有一種方法或組成物可有效地攜帶及保護敏感性藥物，特別是親水性藥物的胜肽、蛋白質及核酸。且所使用的生物可分解材料在生物體內水解時，有可能會造成生物體內的pH值降低，並影響細胞的生長。有鑑於此，有必要發展一種pH值穩定、可有效地攜帶、保護及徐放控制釋放藥物的釋放系統。

磷酸氫鈣陶瓷例如氫氧磷灰石(hydroxyapatite，HA-p)及β-三鈣磷酸鹽係被使用來在修復骨損傷中作為骨替代材料。值得注意的是，β-三鈣磷酸鹽之高骨傳導效果、操作簡便及無組織毒性等特性使得其被廣泛使用於臨床骨科手術。美國專利號6,344,209揭露一包括一藥用物質和磷灰石塗層之可生物降解聚合物的固體成份。其亦揭露一製備此固體成份的方法，該方法藉由將一包括一藥用物質和磷灰石塗層之可生物降解聚合物的物質浸沒至一能夠形成一磷灰石的水離子溶液中製備固體成份。美國專利申請號2009/0087472係關於一使用於骨移植之磷灰石塗層於一生物可吸收物質的生物製藥生長因子之藥物緩釋系統。

本發明係關於一藥物緩釋系統，包含一包覆一親水性藥物與β-三鈣磷酸鹽(β-TCP)之混合物於表面之生物聚合物基質。該親水性藥物係小分子、蛋白質、核酸、抗生素或生長因子。

本發明之藥物緩釋系統的生物聚合物基質之表面係磷脂、卵磷脂、聚乳酸(poly(lactic acid)，PLA)、聚甘醇酸(poly(glycolic acid)，PGA)、聚乳酸-甘醇酸共聚物(Poly Lactic-co-Glycolic Acid，PLGA)、聚麩胺酸(polyglutamic acid，(PGA))、聚己內酯(polycaprolactone，(PCL))、聚酸酐(polyanhydrides)、聚胺基酸(Polyamino acid)、二氧環已酮(polydioxanone)、聚羥基丁酸酯(polyhydroxybutyrate)、聚磷氮烯(polyphosphazenes)、聚酯氨酯(polyesterurethane)、聚羧基苯氧丙烷-共癸二酸(polycarbosyphenoxypropane-cosebacic acid)或聚原酸酯(polyorthoester)及其混合物。

本發明之藥物緩釋系統的生物聚合物基質之表面係為微粒海綿、纖維或不規則狀。其中該生物聚合物基質之表面在微粒海綿的形式下係具有一平均約0.1-500微米之顆粒大小。

本發明亦提供一種製備藥物緩釋系統之方法，包含：提供一含有一親水性藥物與β-三鈣磷酸鹽(β-TCP)之混合物及一生物聚合物基質；將該塗料包覆於該生物聚合物基質的表面。其中該親水性藥物係小分子、蛋白質、核酸、抗生素或生長因子。本發明提供之製脂、卵磷脂、聚乳酸(poly(lactic acid)，PLA)、聚甘醇酸(poly(glycolic acid)，PGA)、聚乳酸-甘醇酸共聚物(Poly Lactic-co-Glycolic Acid，PLGA)、聚麩胺酸(polyglutamic acid，(PGA))、聚己內酯(polycaprolactone，(PCL))、聚酸酐(polyanhydrides)、聚胺基酸(Polyamino acid)、二氧環已酮(polydioxanone)、聚羥基丁酸酯(polyhydroxybutyrate)、聚磷氮烯(polyphosphazenes)、聚酯氨酯(polyesterurethane)、聚羧基苯氧丙烷-共癸二酸(polycarbosyphenoxypropane-cosebacic acid)或聚原酸酯(polyorthoester)及其混合物。

本發明之製備方法的生物聚合物基質表面係為微粒海綿、纖維或不規則狀。其中該生物聚合物基質之表面在微粒海綿的形式下係具有一平均約0.1-500微米之顆粒大小。

本發明之藥物緩釋系統製備方法，其中該生物聚合物基質之表面係由噴霧乾燥法(spray-drying)或製備油包水-水包油型(water-in-oil-in-water，w/o/w)、水包油型(oil-in-water，o/w)、油包固體-水包油型(solid-in-oil-in-water，s/o/w)、電紡及凍乾乾燥之方法製備而成。其中製備油包水-水包油型(water-in-oil-in-water，w/o/w)、水包油型(oil-in-water，o/w)之方法包含將一有機溶劑與一含有一親水性界面活性劑之第二水溶液混合。其中該有機溶劑係二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯(EA)、1,4-二氧六環、二甲基甲醯胺(N,N-Dimethylformamide，DMF)、二甲亞碸(Dimethyl sulfoxide，DMSO)、甲苯(Toluene)或四氫呋喃DMF)、二甲亞碸(Dimethyl sulfoxide，DMSO)、甲苯(Toluene)或四氫呋喃(tetrahydrofuran，THF)。其中該親水性界面活性劑係聚乙烯醇(PVA)、NP-5、Triton x-100、Tween 40、PEG 200、PEG 800、十二烷基硫酸鈉(SDS)、醇乙氧化物(Alcohol ethoxylates)、烷基苯酚羥乙基鹽(alkylphenol ethoxylates)、二級醇氧乙烯(secondary alcohol ethoxylates)、脂肪酸酯(fatty acid ester)或烷基糖苷(alkyl polygylcosides)。

本發明提供之藥物緩釋系統製備方法進一步包含包覆一賦形劑於該生物聚合物基質之表面。其中該賦形劑係糊精(dextrin)、α,β-海藻糖(α,β-Trehalose)、D-(+)-海藻糖(D-(+)-Trehalose)、蔗糖、甘油、環糊精(cyclodextrin)、多元醇(polyhydric alcohols)、聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)或牛血清蛋白(BAS)。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

實施例1製備藥物緩釋系統(1)(二次乳化法/鹼性物質/親水性藥物)

將8毫克之氫氧磷灰石(hydroxyapatite，HA-p)粉末與2,500毫微克之人類重組骨型態發生蛋白(Recombinant human bone morphogenetic protein-2，rhBMP-2)加入250微升磷酸鹽溶液(PBS)中以震盪器震盪5分鐘，形成第一水溶液(rhBMP-2/HAp/PBS)。取0.25克的PLGA65/35溶於2.5毫升的二氯甲烷，成為10%的PLGA溶液。混合第一水溶液(rhBMP-2/HAp/PBS)與10%的PLGA溶液，以1000 rpm攪拌15分鐘，形成第一乳化液(w/o)。將第一乳化液倒入10毫升的0.1%(w/v)聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)第二水溶液中，以500 rpm攪拌5分鐘，形成第二乳化液(w/o/w)。持續攪拌4小時後，將第二乳化液靜置1分鐘並取上層液，再將該上層液以3,000 rmp離心5分鐘後，取下層液，以10毫升二次水清洗原先的下層液及離心後的下層液1分鐘。重覆離心及清洗2次，收集下層液並冷凍乾燥以形成包覆氫氧磷灰石(hydroxyapatite，HA-p)和人類重組骨型態發生蛋白(Recombinant human bone morphogenetic protein-2，rhBMP-2)之聚乳酸-甘醇酸共聚物(Poly Lactic-co-Glycolic Acid，PLGA)微粒子。包覆HA-p和rhBMP-2之PLGA微粒子釋放曲線顯示於圖1(群組A)。rhBMP-2之突釋被HA-p有效減低。ELISA套組檢測結果顯示，極小量的rhBMP-2完全被PLGA微粒子包埋且在少於7天內具有低釋放率(1-2毫微克/天)。7天之後，rhBMP-2仍持續釋放。

實施例2

製備藥物緩釋系統(2)(二次乳化法/塗料/親水性藥物)

將250微升磷酸鹽溶液(PBS)以震盪器震盪5分鐘，形成PBS第一水溶液。取0.25克的PLGA65/35溶於2.5毫升的二氯甲烷，成為10%的PLGA溶液。混合PBS第一水溶液與10%的PLGA溶液，以1,000rpm攪拌15分鐘，形成第一乳化液(w/o)。將第一乳化液倒入10毫升的0.1%(w/v)聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)第二水溶液中，以500rpm攪拌5分鐘，形成第二乳化液(w/o/w)。持續攪拌4小時後，將第二乳化液靜置1分鐘並取上層液，再將該上層液以3000rmp離心5分鐘後，取下層液，以10毫升二次水清洗原先的下層液及離心後的下層液1分鐘。重覆離心及清洗2次，收集下層液並冷凍乾燥以形成聚乳酸-甘醇酸共聚物(Poly Lactic-co-Glycolic Acid，PLGA)微粒子。包覆一含有1,000毫微克rhBMP-2之水溶液於PLGA微粒子表面。包覆rhBMP-2之PLGA微粒子釋放曲線顯示於圖1(群組B)。在PLGA微粒子表面被吸附之rhBMP-2，通過擴散至一體外溶液顯示持續釋放。ELISA套組檢測結果顯示，rhBMP-2在前3天具有高釋放率(10-18毫微克/天)，並在此後達到一穩定釋放情況(1-3毫微克/天)。

實施例3

製備藥物緩釋系統(3)(二次乳化法/塗料/鹼性物質/親水性藥物)

將250微升磷酸鹽溶液(PBS)以震盪器震盪5分鐘，形成PBS第一水溶液。取0.25克的PLGA65/35溶於2.5毫升的二氯甲烷，成為10%的PLGA溶液。混合PBS第一水溶液與10%的PLGA溶液，以1,000rpm攪拌15分鐘，形成第一乳化液(w/o)。將第一乳化液倒入10毫升的0.1%(w/v)聚乙烯醇第二水溶液中，以500rpm攪拌5分鐘，形成第二乳化液(w/o/w)。持續攪拌4小時後，將第二乳化液靜置1分鐘並取上層液，再將該上層液以3000rmp離心5分鐘後，取下層液，以10毫升二次水清洗原先的下層液及離心後的下層液1分鐘。重覆離心及清洗2次，收集下層液並冷凍乾燥以形成聚乳酸及聚乙醇酸共聚物(Poly Lactic-co-Glycolic Acid，PLGA)微粒子。包覆一含有2毫克HAp與2,000毫微克rhBMP-2之水溶液於PLGA微粒子表面。包覆HAp與rhBMP-2之PLGA微粒子釋放曲線顯示於圖1(群組C)。在PLGA微粒子表面被吸附之rhBMP-2，通過擴散至一體外溶液及PLGA之水解，顯示持續釋放。ELISA套組檢測結果顯示，rhBMP-2在前3天具有高釋放率(20-50毫微克/天)，並在此後達到一穩定釋放情況(1-3毫微克/天)。

實施例4

藥物緩釋系統之型態及直徑分析(二次乳化法/鹼性物質)

取適量的PLGA50/50與0.2重量%span83(Sorbitan sesquioleate失水山梨醇倍半油酸酯，介面活性劑)溶於二氯甲烷，成為10%的油溶液。混合PBS形成一水溶液。將水溶液加入油溶液中，以Vortex混合器乳化以形成一乳化液。利用萃取法，自乳化液中移除二氯甲烷後，可獲得PLGA微粒子。圖2A與2B顯示PLGA微粒子在電子顯微鏡下之型態與直徑分佈情形。PLGA微粒子為球形且具有自20至70毫微米之直徑分佈。

實施例5藥物緩釋系統之製備、包覆效率及直徑分析(單次乳化法)

取0.5毫升甲醇與84.2毫克PLGA溶於2毫升二氯甲烷中混合，並以超聲波震盪器震盪10分鐘，形成一單一有機溶劑(油相)。準備10毫升之0.1%(w/v)聚乙烯醇水溶液(水相)。在冰浴及800 rpm攪拌的情況下，將油相緩慢滴入含有0.1%聚乙烯醇去離子水溶液之水相中，分別形成具有油/水比例為1：5、1：8及1：10之乳化液。在室溫下攪拌乳化液24小時以蒸發其中溶劑，之後形成固化之PLGA微粒子。PLGA微粒子包埋效率係97%。PLGA微粒子顯示兩個明顯的直徑分佈波峰，分別為自100奈米至400奈米及自900奈米至2,000奈米之範圍。圖3顯示PLGA微粒子在(A)光學顯微鏡與(B)螢光顯微鏡下之型態。由於親油性螢光藥物之光散射，使用一綠色光源可獲得最佳光學解析率。表1顯示各種油/水比例之PLGA微粒子及其直徑。當油/水比例為1：5，平均直徑為412奈米；當油/水比例為1：8，平均直徑為379奈米；當油/水比例為1：10，平均直徑為282奈米。

實施例6藥物緩釋系統(6)之製備、型態及直徑分析(噴霧乾燥法(spray-drying)/鹼性物質)

將2克PLGA溶於20毫升二氯甲烷(DCM)中，成為10%的PLGA/DCM溶液。將HAp粉末分散於水中以形成一水溶液。將水溶液與PLGA/DCM/SIM(simvastatin)溶液混合，並以一磁力攪拌器攪拌30分鐘以形成一乳化液。將乳化液投入一顆粒機中進行顆粒化過程以形成PLGA微粒子。表2顯示顆粒化過程之條件。圖4A圖顯示顯示根據本發明之一實施例，由噴霧乾燥法製備之純PLGA微粒子在電子顯微鏡下之型態；圖4B顯示根據本發明之一實施例，由噴霧乾燥法製備之純PLGA微粒子在電子顯微鏡下之直徑分佈情形。PLGA微粒子為球形且具有自10至30毫微米之直徑分佈。然而，動態光散射(DLS，dynamic light scattering)測量顯示其中之直徑分佈為自10至100毫微米，原因為噴霧造粒後造成之聚集效果。

實施例7

製備藥物緩釋系統(2)(二次乳化法/塗料/親水性藥物)

將250微升磷酸鹽溶液(PBS)以震盪器震盪5分鐘，形成PBS第一水溶液。取0.25克的PLGA65/35溶於2.5毫升的二氯甲烷，成為10%的PLGA溶液。混合PBS第一水溶液與10%的PLGA溶液，以1,000rpm攪拌15分鐘，形成第一乳化液(w/o)。將第一乳化液倒入30毫升的0.1%(w/v)聚乙烯醇第二水溶液中，以600rpm攪拌5分鐘，形成第二乳化液(w/o/w)。持續攪拌4小時後，將第二乳化液靜置1分鐘並取上層液，再將該上層液以3000rmp離心5分鐘後，取下層液，以10毫升二次水清洗原先的下層液及離心後的下層液1分鐘。重覆離心及清洗2次，收集下層液並冷凍乾燥以形成聚乳酸及聚乙醇酸共聚物(Poly Lactic-co-Glycolic Acid，PLGA)微粒子。分別包覆一含有1,000毫微克rhBMP-2與2毫克HAp、2毫克β-三鈣磷酸鹽(β-TCP)、4毫克β-TCP或6毫克β-TCP混合之水溶液於PLGA微粒子表面。凍乾PLGA微粒子以形成終產物。

圖5顯示藉由ELISA偵測法測量於PBS中4種樣品(50毫克)之rhBMP-2活性的釋放曲線。將50毫克微球rhBMP-2合成物加入5毫升PBS中釋放。在PLGA微粒子表面被吸附之HAp+rhBMP-2或β-TCP+rhBMP-2，通過擴散至一體外溶液顯示持續釋放。

ELISA套組檢測結果顯示，2毫克HAp+rhBMP-2在前5天具有高釋放率(20-45毫微克/天)，並在此後達到一穩定釋放情況(10-3毫微克/天)；2毫克β-TCP+rhBMP-2在前4天具有高釋放率(20-35毫微克/天)，並在此後達到一穩定釋放情況(7-1毫微克/天)；4毫克β-TCP+rhBMP-2在前2天具有高釋放率(25-48毫微克/天)，並在此後達到一穩定釋放情況(5-1毫微克/天)；6毫克β-TCP+rhBMP-2在前1天具有高釋放率(35毫微克/天)，並在此後達到一穩定釋放情況(15-1毫微克/天)。

第1圖顯示包覆氫氧磷灰石(hydroxyapatite，HA-p)和人類重組骨型態發生蛋白(Recombinant human bone morphogenetic protein-2，rhBMP-2)之聚乳酸及聚乙醇酸共聚物(Poly Lactic-co-Glycolic Acid，PLGA)微粒子釋放曲線，根據本發明之一實施例包覆rhBMP-2及HAp與rhBMP-2。

第2A圖顯示根據本發明之一實施例，由w/o/w方法製備之純PLGA微粒子在電子顯微鏡下之型態；第2B圖顯示根據本發明之一實施例，由w/o/w方法製備之純PLGA微粒子在電子顯微鏡下之直徑分佈情形。

第3圖顯示PLGA微粒子在(A)光學顯微鏡與(B)螢光顯微鏡下之型態。

第4A圖顯示顯示根據本發明之一實施例，由噴霧乾燥法製備之純PLGA微粒子在電子顯微鏡下之型態；第4B圖顯示根據本發明之一實施例，由噴霧乾燥法製備之純PLGA微粒子在電子顯微鏡下之直徑分佈情形。

第5圖顯示藉由ELISA偵測法測量於PBS中4種樣品(50毫克)之rhBMP-2活性的釋放曲線。樣品1：包覆1000毫微克rhBMP-2與2毫克HAp於PLGA微粒子上；樣品2：包覆1000毫微克rhBMP-2與2毫克β-三鈣磷酸鹽(β-TCP)於PLGA微粒子上；樣品3：包覆1000毫微克rhBMP-2與4毫克β-TCP於PLGA微粒子上；樣品4：包覆1000毫微克rhBMP-2與6毫克β-TCP於PLGA微粒子上。

Claims

一種藥物緩釋系統，包含一包覆一親水性藥物與β-三鈣磷酸鹽(β-TCP)之混合物於表面之生物聚合物基質，其中該生物聚合物係磷脂、卵磷脂、聚乳酸(poly(lactic acid)，PLA)、聚甘醇酸(poly(glycolic acid)，PGA)、聚乳酸-甘醇酸共聚物(Poly Lactic-co-Glycolic Acid，PLGA)、聚麩胺酸(polyglutamic acid，(PGA))、聚己內酯(polycaprolactone，(PCL))、聚酸酐、聚胺基酸(Polyamino acid)、二氧環已酮(polydioxanone)、聚羥基丁酸酯(polyhydroxybutyrate)、聚磷氮烯(polyphosphazenes)、聚酯氨酯(polyesterurethane)、聚羧基苯氧丙烷-共癸二酸(polycarbosyphenoxypropane-cosebacic acid)或聚原酸酯(polyorthoester)及其混合物。
如申請專利範圍第1項所述之藥物緩釋系統，其中該親水性藥物係小分子、蛋白質、核酸、抗生素或生長因子。
如申請專利範圍第1項所述之藥物緩釋系統，其中該生物聚合物基質之表面係為微粒海綿、纖維或不規則狀。
如申請專利範圍第4項所述之藥物緩釋系統，其中該生物聚合物基質之表面在微粒海綿的形式下係具有一平均為0.1-500微米之顆粒大小。
一種製備藥物緩釋系統之方法，包含：提供一含有一親水性藥物與β-三鈣磷酸鹽(β-TCP)之混合物及一生物聚合物基質；將該混合物包覆於該生物聚合物基質的表面，其中該生物聚合物係磷脂、卵磷脂、聚乳酸(poly(lactic acid)，PLA)、聚甘醇酸(poly(glycolic acid)，PGA)、聚乳酸-甘醇酸共聚物(Poly Lactic-co-Glycolic Acid，PLGA)、聚麩胺酸(polyglutamic acid，(PGA))、聚己內酯(polycaprolactone，(PCL))、聚酸酐、聚胺基酸(Polyamino acid)、二氧環已酮(polydioxanone)、聚羥基丁酸酯(polyhydroxybutyrate)、聚磷氮烯(polyphosphazenes)、聚酯氨酯(polyesterurethane)、聚羧基苯氧丙烷-共癸二酸(polycarbosyphenoxypropane-cosebacic acid)或聚原酸酯(polyorthoester)及其混合物。。
如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該親水性藥物係小分子、蛋白質、核酸、抗生素或生長因子。
如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該生物聚合物基質之表面係為微粒海綿、纖維或不規則狀。
如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該生物聚合物基質之表面在微粒海綿的形式下係具有一平均為0.1-500微米之顆粒大小。
如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該生物聚合物基質之表面係由噴霧乾燥法(spray-drying)或製備油包水-水包油型(water-in-oil-in-water，w/o/w)、水包油型(oil-in-water，o/w)、油包固體-水包油型(solid-in-oil-in-water，s/o/w)、電紡及凍乾乾燥之方法製備而成。
如申請專利範圍第11項所述之方法，其中製備油包水-水包油型 (water-in-oil-in-water，w/o/w)或水包油型(oil-in-water，o/w)之方法包含將一有機溶劑與一含有一親水性界面活性劑之第二水溶液混合。
如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該有機溶劑係二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、1,4-二氧六環、二甲基甲醯胺(N,N-Dimethylformamide，DMF)、二甲亞碸(Dimethyl sulfoxide，DMSO)、甲苯或四氫呋喃(tetrahydrofuran，THF)。
如申請專利範圍第12項所述之方法，其中該親水性界面活性劑係聚乙烯醇(PVA)、NP-5、Triton x-100、Tween 40、PEG 200、PEG 800、十二烷基硫酸鈉(SDS)、醇乙氧化物(alcohol ethoxylates)、烷基苯酚羥乙基鹽(alkylphenol ethoxylates)、二級醇氧乙烯(secondary alcohol ethoxylates)、脂肪酸酯(fatty acid ester)或烷基糖苷(alkyl polygylcosides)。
如申請專利範圍第6項所述之方法，其進一步包含包覆一賦形劑於該生物聚合物基質之表面。
如申請專利範圍第15項所述之方法，其中該賦形劑係糊精、α,β-海藻糖(α,β-Trehalose)、D-(+)-海藻糖(D-(+)-Trehalose)、蔗糖、甘油、環糊精、多元醇、聚乙二醇(PEG)或牛血清蛋白。