CN104523606B

CN104523606B - 自组装法制备棉酚及其衍生物普朗尼克纳米粒子的方法

Info

Publication number: CN104523606B
Application number: CN201410668713.5A
Authority: CN
Inventors: 吴道澄; 李科; 刘佳俊; 刘浩; 曾鋆
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2014-11-20
Filing date: 2014-11-20
Publication date: 2017-09-12
Anticipated expiration: 2034-11-20
Also published as: CN104523606A

Abstract

自组装法制备棉酚及其衍生物普朗尼克纳米粒子的方法，首先将两亲性包裹材料普朗尼克与非水溶性药物棉酚或其衍生物溶于同一可与水互溶的有机溶剂中，利用亲脂性滤膜过滤除去杂质，获得混合溶液；再将混合溶液匀速滴入高速搅拌的生理盐水中，利用自组装法直接构建获得载药的纳米粒子分散液；利用生理盐水对纳米粒子分散液进行透析，去除溶剂和其他可溶性小分子；向纳米药载分散液中加入冻干保护剂，之后再通过亲水性滤膜对药载分散液进行除杂，获得纳米制剂溶液；再通过冷冻干燥法将纳米制剂溶液中的水分去除，获得最终的纳米制剂干粉，本发明制备方法简单可靠，所制备的纳米制剂干粉稳定性高，具有很强的通用性。

Description

自组装法制备棉酚及其衍生物普朗尼克纳米粒子的方法

技术领域

本发明涉及一种纳米制剂的制备工艺，具体涉及一种自组装法制备棉酚及其衍生物普朗尼克纳米粒子的方法。

背景技术

棉酚是一种存在于棉花的根、茎、种子中的天然联苯类化合物。棉酚在结构上存在醛式、烯醇式及醌式三种形式，呈互变异构。通过手性拆分得到左旋棉酚被证实是抗凋亡Bcl-2/Mcl-1蛋白家族有效的小分子的抑制剂，并且具有很高的抗肿瘤活性。除此之外，棉酚与多种化疗药物有协同作用，还与外科手术与抗氧化剂有协同作用。相关活体实验和细胞试验也均证实，棉酚作为一种Bcl-2/Mcl-1家族蛋白非缩氨酸类的小分子抑制剂，通过若干种途径显著诱发细胞凋亡。它可对与源自于淋巴细胞、前列腺、乳腺、肝脏、宫颈、直肠胰腺等多种肿瘤细胞株产生明显的抑制效果。为了充分利用棉酚这一天然产物，提高棉酚的综合治疗效果、减轻其毒副作用，增加其体内的给药量。近年来，国内外学者们对棉酚分子结构进行了大量的改造，合成出了一系列新的棉酚衍生物，如Apogossypolone、棉酚希夫碱、单醛棉酚、左旋棉酚、棉酚酸、棉酚酮、阿朴棉酚等，这些衍生物均呈现出良好的生物学效应。

棉酚作为一种潜在的抗肿瘤药物已经进行了广泛深入的实验室及临床研究。左旋棉酚已经进入美国食品与药品管理局(FDA)临床三期实验，有望获批成为正式的临床抗肿瘤药物。目前棉酚及其衍生物的专利大多集中于其提取、制备及改性方面的工艺。例如：中国发明专利“从棉籽脱酚溶液中制备高纯度棉酚的方法”，申请号：200810236858.2；中国发明专利“一种从棉油皂脚中提取醋酸棉酚的方法”，申请号：200710017398.X。但是棉酚及其活性衍生物也存在使用上的缺点，最主要的问题就在于它们几乎都不溶于水，只能溶解于部分有机溶剂，如丙酮、乙醇、二甲基亚砜等等。因此提高该类化合物在水中的分散水平及生物利用度是进一步推进其临床应用的重要方向。而棉酚及其衍生物制剂的制备方法较少。詹勇华等人利用一锅法制备了棉酚及衍生物Apogossypolone的介孔氧化硅纳米载体(申请号：201310016135.2和201310162469.0)；中国发明专利“一种含有棉酚或其类似物的液体制剂”(申请号：200710042230.4)，公开了一种含有棉酚或其类似物的液体制剂，以及该制剂的制备与使用方法；中国发明专利“一种醋酸棉酚静脉注射脂肪乳剂的制备方法”(申请号：201010164025.7)，公开了一种以醋酸棉酚为活性成分，油酸乙酯、中链脂肪酸甘油三酸酯为油相，大豆卵磷脂为表面活性剂，无水乙醇或PEG400为助表面活性剂制备醋酸棉酚静脉注射乳剂的方法；还有中国发明专利“水溶性棉酚制剂及其制备方法”(申请号：9511745.9)公开了一种水溶性棉酚的口服液、针剂、散剂、片剂及胶囊等制剂的制备方法。但是上述技术中依然存在一些问题，例如生物降解度低、药物含量低、制备工艺复杂等。

采用两亲性材料制备非水溶性药物的分散体系，是增加难溶性药物溶出度的重要方法之一。再结合纳米技术，可以极大的增加非水溶性药物的比表面积，进一步提高溶出度。另外纳米载体具有表面反应活性高、表面活性中心多、催化效率高、吸附能力强、易于进行表面修饰的优点。由于这方面的原因，纳米载体可以作为控释和缓释系统，其作用在药物运输方面具有非凡的优越性，比如通过控释和缓释功能，延长药物的作用时间、提高药物的稳定性，以利于储存和药物在体内的分布、通过减少给药剂量以减轻或避免药物的毒副作用。除此之外，如果纳米粒具有核壳式的结构，内核就是纳米粒内部存在疏水性超微结构，可以包裹非水溶性药物，而外壳则是由一些多糖或者高分子聚合物的亲水骨架而构成。由于亲水段具有生物相容性，对纳米粒子起立体稳定作用，通过自组装的制备方法，我们可以很容易的制备此类核壳式的纳米粒子。

普郎尼克为聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物。这是一类新型的高分子非离子表面活性剂。具有安全性高、毒性低、无刺激过敏性、生物相容性好、水溶性好等多种优势，其中L44、F68、F87、F108、F127五种规格已被FDA所批准临床应用。它们被广泛用于制备乳剂、乳膏剂、水性栓剂、滴丸剂等。但是很多基于普朗尼克的制剂制备技术都需要其他多种辅料和成分的参与，致使载药量和包裹率不高，且制作条件和工艺较为复杂。

国际上2012年Glen S.Kwon等人利用成膜法制备棉酚的普郎尼克胶束载体(专利号：US2012032115A1)。但该方法用于生产存在一些明显的问题，其一受制于成膜必须在容器内完成，所以成膜量无法做到很大，其二每一批成膜的质量水平无法精确控制，所获得的药载颗粒大小和包裹率等均会存在差异。在国内，沙先谊等人利用普朗尼克与难溶性药物甲氨蝶呤进行化学交联获得共聚物，再与普朗尼克类物质混合制备获得载药胶束(申请号：201110287095.6)，但是该方法也存在一些问题，例如材料制备过程复杂，包裹过程依旧是需要成膜去掉有机溶剂之后再分散等。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种自组装法制备棉酚及其衍生物普朗尼克纳米粒子的方法，该方法利用能够与水混溶的有机溶剂如二甲基亚砜、甲醇、乙醇或者丙酮将棉酚及其衍生物与包裹材料普朗尼克共同溶在一起，控制溶液的条件自组装形成棉酚及其衍生物普朗尼克纳米粒子，利用生理盐水透析的方法除去分散液中的有机溶剂；该方法简便、高效、质量稳定，可克服其本身存在的水溶性差、毒性高、生物利用率低的缺陷，进一步推进棉酚及其衍生物的应用水平。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

自组装法制备棉酚及其衍生物普朗尼克纳米粒子的方法，包括以下步骤：

步骤一.分别称取50-150毫克普朗尼克，25-75毫克棉酚或棉酚衍生物混合溶解于5-15毫升有机溶剂中，并用孔径为0.22微米的脂溶性滤膜过滤除去杂质，制成混合溶液；

所述的普朗尼克包括：L44、F68、F87、F108、F127；

所述的棉酚衍生物包括：醋酸棉酚、Apogossypolone、棉酚酮、棉酚希夫碱、左旋棉酚、甲基棉酚、单醛棉酚、甲醚棉酚、乙酰棉酚、阿朴棉酚；

所述的有机溶剂包括：二甲基亚砜、甲醇、乙醇、丙酮中的一种或者其中两种的混合物；

步骤二.将混合溶液以1-4毫升/分钟的速度缓慢滴入60-100毫升高速搅拌状态下的生理盐水中，高速搅拌速度500-1000转/分钟，获得纳米药载分散液；

步骤三.将纳米药载分散液装入截留分子量为3500道尔顿的透析袋内，利用生理盐水透析12小时以上，除去分散液中的溶剂和其他可溶性杂质；

步骤四.称取200-400毫克冻干保护剂，缓慢加入快速搅拌状态下的纳米药载分散液中，搅拌速度100-200转/分钟，待完全溶解之后再利用孔径为0.22微米的水溶性滤膜除去其他杂质，最终定容，获得纳米制剂溶液；

所述的冻干保护剂包括甘露醇、葡萄糖、羟乙基淀粉中的一种或者其中两种的混合物。

步骤五.将纳米制剂溶液等量分装，在低于-70℃温度下预冻24小时，再利用冷冻干燥机去除水分获得最终纳米制剂干粉。

将本发明所获得的部分纳米制剂干粉用灭菌纯水溶解，利用马尔文粒度仪测定其粒径，分析其性能。

本发明所述的一种自组装法制备棉酚及其衍生物普朗尼克纳米粒子的新工艺，利用非离子表面活性剂普朗尼克对棉酚或其衍生物进行包裹制备出纳米级的药物载体颗粒。具体是将包材普朗尼克和药物同时溶解到可与水互溶的有机溶剂中，再将混合溶液缓慢滴加到高速搅拌的生理盐水中，通过自组装的方法直接获得纳米药载分散液，省去中间成膜、再分散等导致质量差异或者影响产率的步骤，之后利用透析的方法除去分散液中的有机溶剂和可溶性杂质，然后加入冻干保护剂，并滤过除杂获得纳米制剂溶液，最后通过冷冻干燥法将溶液中的水分去除，从而获得终产物——药物纳米制剂干粉。

本发明利用普朗尼克包裹棉酚制备纳米制剂来克服棉酚及其衍生物的各种缺点，其核心目的在于构建一个在水环境下可以高度分散，具有纳米尺度粒径，药物本身活性不受影响，颗粒稳定性好，包裹率高的纳米尺度制剂。另外针对多数普朗尼克制剂成分复杂，制备工艺繁琐的问题，本发明利用几种可与水互溶的有机溶剂将药物和包材一同溶解，并直接在水中通过自组装形成纳米粒子，所建立的工艺体系简单实用，各步骤质量控制精确，可以获得非常高的包裹率和载药量，所制备的纳米药载体系可以稳定存放一年以上。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

图2为普朗尼克包裹醋酸棉酚纳米制剂溶液的对比，其中图2A为溶解后的纳米制剂溶液，图2B为冻干之前的纳米制剂溶液，图2C为不含冻干保护剂的对照组，图2D为纳米制剂溶液的粒径分析结果，图2E为冻干之前纳米制剂溶液的粒径分析结果，图2F为不含冻干保护剂对照组的粒径分析结果。

图3A为实施例二普朗尼克包裹左旋棉酚纳米粒子粒径分析照片；图3B为普朗尼克包裹左旋棉酚纳米粒子透射电子显微镜照片；图3C为普朗尼克包裹左旋棉酚纳米粒子溶液照片。

图4A为实施例三普朗尼克包裹棉酚酮纳米粒子粒径分析照片；图4B为普朗尼克包裹棉酚酮纳米粒子透射电子显微镜照片；图4C为普朗尼克包裹棉酚酮纳米粒子溶液照片。

图5A为实施例四普朗尼克包裹Apogossypolone纳米粒子粒径分析照片；图5B为普朗尼克包裹Apogossypolone纳米粒子透射电子显微镜照片；图5C为普朗尼克包裹Apogossypolone纳米粒子溶液照片。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做详细叙述。

实施例一

参照图1，本实施例包括以下步骤：

步骤一.分别称取50毫克普朗尼克F127，25毫克醋酸棉酚混合溶解于5毫升二甲基亚砜中，并用孔径为0.22微米的脂溶性滤膜过滤除去杂质，制成混合溶液。

步骤二.将混合溶液以1毫升/分钟的速度缓慢滴入60毫升高速搅拌状态下的生理盐水中，搅拌速度500转/分钟，获得纳米药载分散液。

步骤三.将纳米药载分散液装入截留分子量为3500道尔顿的透析袋内，利用生理盐水透析12小时以上，除去分散液中的溶剂和其他可溶性杂质。

步骤四.称取200毫克甘露醇，缓慢加入快速搅拌状态下的纳米药载分散液中，搅拌速度为100转/分钟，待完全溶解之后再利孔径为0.22微米的水溶性滤膜除去其他杂质，最终定容，获得纳米制剂溶液。

将本实施例所获得的部分纳米制剂干粉用灭菌纯水溶解，利用马尔文粒度仪测定其粒径。

本实施例所得醋酸棉酚载药纳米粒子，平均粒径为86±3nm，包裹率为94±1.8％。

参照图2可见，图2A为溶解后的普朗尼克包裹醋酸棉酚纳米制剂，溶液整体清澈均匀；图2B为冻干之前的纳米制剂溶液；图2C为不含冻干保护剂的对照组，分散性很差，液体浑浊，静置后有明显沉淀；图2D为纳米制剂溶液的粒径分析结果，粒径：86±3nm，图2E为冻干之前纳米制剂溶液的粒径分析结果，粒径：40±4nm，图2F为不含冻干保护剂对照组的粒径分析结果，粒径：大于1000nm。说明本实施例利用普朗尼克包裹醋酸棉酚制备纳米药载颗粒可以很好的增加非水溶性药物棉酚及其衍生物在水中的溶出度。粒径也符合治疗需要。

实施例二

本实施例包括以下步骤：

步骤一.分别称取100毫克普朗尼克F108，50毫克左旋棉酚混合溶解于10毫升乙醇中，并用孔径为0.22微米的脂溶性滤膜过滤除去杂质，制成混合溶液。

步骤二.将混合溶液以1毫升/分钟的速度缓慢滴入80毫升高速搅拌状态下的生理盐水中，搅拌速度500转/分钟，获得纳米药载分散液。

步骤四.称取300毫克葡萄糖，缓慢加入快速搅拌状态下的纳米药载分散液中，搅拌速度为150转/分钟，待完全溶解之后再利孔径为0.22微米的水溶性滤膜除去其他杂质，最终定容，获得纳米制剂溶液。

将本实施例所获得的纳米制剂干粉用灭菌纯水溶解，利用马尔文粒度仪测定其粒径。

本实施例所得左旋棉酚载药纳米粒子，平均粒径为95±4nm，包裹率为92±0.9％。

参照图3可见，普朗尼克包裹左旋棉酚的载药纳米粒子在水中具有非常好的分散性，溶液清澈透明。粒径分布在100nm以下。透射电子显微镜结果与粒度分析结果相吻合，可直观的看到纳米粒子的分布。

实施例三

本实施例包括以下步骤：

步骤一.分别称取150毫克普朗尼克F87，75毫克棉酚酮混合溶解于15毫升甲醇中，并用孔径为0.22微米的脂溶性滤膜过滤除去杂质，制成混合溶液。

步骤二.将混合溶液以1毫升/分钟的速度缓慢滴入100毫升高速搅拌状态下的生理盐水中，搅拌速度500转/分钟，获得纳米药载分散液。

步骤四.称取400毫克羟乙基淀粉，缓慢加入快速搅拌状态下的纳米药载分散液中，搅拌速度为200转/分钟，待完全溶解之后再利孔径为0.22微米的水溶性滤膜除去其他杂质，最终定容，获得纳米制剂溶液。

本实施例所得棉酚酮载药纳米粒子，平均粒径为92±3nm，包裹率为91±2.9％。

参照图4可见，普朗尼克包裹棉酚酮的载药纳米粒子在水中具有非常好的分散性，溶液清澈透明。粒径分布在100nm以下。透射电子显微镜结果与粒度分析结果相吻合，可直观的看到纳米粒子的分布。

实施例四

本实施例包括以下步骤：

步骤一.分别称取50毫克普朗尼克F68，50毫克Apogossypolone混合溶解于10毫升丙酮中，并用孔径为0.22微米的脂溶性滤膜过滤除去杂质，制成混合溶液。

步骤二.将混合溶液以2毫升/分钟的速度缓慢滴入80毫升高速搅拌状态下的生理盐水中，搅拌速度800转/分钟，获得纳米药载分散液。

步骤四.称取300毫克甘露醇与葡萄糖混合物(m/m＝1/1)，缓慢加入快速搅拌状态下的纳米药载分散液中，搅拌速度为150转/分钟，待完全溶解之后再利孔径为0.22微米的水溶性滤膜除去其他杂质，最终定容，获得纳米制剂溶液。

本实施例所得Apogossypolone载药纳米粒子，平均粒径为86±2nm，包裹率为91±1.4％。

参照图5可见，普朗尼克包裹Apogossypolone的载药纳米粒子在水中具有非常好的分散性，溶液清澈透明。粒径分布在100nm以下。透射电子显微镜结果与粒度分析结果相吻合，可直观的看到纳米粒子的分布。

实施例五

本实施例包括以下步骤：

步骤一.分别称取100毫克普朗尼克L44，75毫克甲基棉酚混合溶解于15毫升二甲基亚砜与甲醇混合液(v/v＝1/1)中，并用孔径为0.22微米的脂溶性滤膜过滤除去杂质，制成混合溶液。

步骤四.称取400毫克甘露醇和羟乙基淀粉混合物(m/m＝1/1)，缓慢加入快速搅拌状态下的纳米药载分散液中，搅拌速度为200转/分钟，待完全溶解之后再利孔径为0.22微米的水溶性滤膜除去其他杂质，最终定容，获得纳米制剂溶液。

本实施例所得甲基棉酚载药纳米粒子，平均粒径为92±3nm，包裹率为90±1.8％。

实施例六

本实施例包括以下步骤：

步骤一.分别称取150毫克普朗尼克F127，50毫克单醛棉酚混合溶解于10毫升甲醇与乙醇的混合液(v/v＝1/1)中，并用孔径为0.22微米的脂溶性滤膜过滤除去杂质，制成混合溶液。

步骤二.将混合溶液以2毫升/分钟的速度缓慢滴入100毫升高速搅拌状态下的生理盐水中，搅拌速度800转/分钟，获得纳米药载分散液。

步骤四.称取400毫克葡萄糖和羟乙基淀粉混合物(m/m＝1/1)，缓慢加入快速搅拌状态下的纳米药载分散液中，搅拌速度为150转/分钟，待完全溶解之后再利孔径为0.22微米的水溶性滤膜除去其他杂质，最终定容，获得纳米制剂溶液。

本实施例所得单醛棉酚载药纳米粒子，平均粒径为96±2nm，包裹率为92±1.1％。

实施例七

本实施例包括以下步骤：

步骤一.分别称取50毫克普朗尼克F127，50毫克甲醚棉酚混合溶解于10毫升二甲基亚砜与乙醇混合液(v/v＝1/1)中，并用孔径为0.22微米的脂溶性滤膜过滤除去杂质，制成混合溶液。

步骤二.将混合溶液以4毫升/分钟的速度缓慢滴入60毫升高速搅拌状态下的生理盐水中，搅拌速度1000转/分钟，获得纳米药载分散液。

步骤四.称取200毫克甘露醇与葡萄糖混合物(m/m＝2/1)，缓慢加入快速搅拌状态下的纳米药载分散液中，搅拌速度为200转/分钟，待完全溶解之后再利孔径为0.22微米的水溶性滤膜除去其他杂质，最终定容，获得纳米制剂溶液。

本实施例所得甲醚棉酚载药纳米粒子，平均粒径为93±4nm，包裹率为90±0.7％。

实施例八

本实施例包括以下步骤：

步骤一.分别称取100毫克普朗尼克F127，25毫克乙酰棉酚混合溶解于10毫升二甲基亚砜与丙酮混合液(v/v＝1/1)中，并用孔径为0.22微米的脂溶性滤膜过滤除去杂质，制成混合溶液。

步骤二.将混合溶液以4毫升/分钟的速度缓慢滴入80毫升高速搅拌状态下的生理盐水中，搅拌速度1000转/分钟，获得纳米药载分散液。

步骤四.称取200毫克甘露醇与羟乙基淀粉的混合物(m/m＝2/1)，缓慢加入快速搅拌状态下的纳米药载分散液中，搅拌速度为100转/分钟，待完全溶解之后再利孔径为0.22微米的水溶性滤膜除去其他杂质，最终定容，获得纳米制剂溶液。

本实施例所得乙酰棉酚载药纳米粒子，平均粒径为88±3nm，包裹率为92±2.1％。

实施例九

本实施例包括以下步骤：

步骤一.分别称取150毫克普朗尼克F127，75毫克阿朴棉酚混合溶解于10毫升甲醇与丙酮混合液(v/v＝1/1)中，并用孔径为0.22微米的脂溶性滤膜过滤除去杂质，制成混合溶液。

步骤二.将混合溶液以4毫升/分钟的速度缓慢滴入100毫升高速搅拌状态下的生理盐水中，搅拌速度1000转/分钟，获得纳米药载分散液。

步骤四.称取400毫克葡萄糖与羟乙基淀粉混合物(m/m＝2/1)，缓慢加入快速搅拌状态下的纳米药载分散液中，搅拌速度为200转/分钟，待完全溶解之后再利孔径为0.22微米的水溶性滤膜除去其他杂质，最终定容，获得纳米制剂溶液。

本实施例所得阿朴棉酚载药纳米粒子，平均粒径为86±3nm，包裹率为90±2.5％。

实施例十

本实施例包括以下步骤：

步骤一.分别称取50毫克普朗尼克F127，25毫克棉酚混合溶解于10毫升乙醇与丙酮混合物(v/v＝1/1)中，并用孔径为0.22微米的脂溶性滤膜过滤除去杂质，制成混合溶液。

步骤四.称取200毫克羟乙基淀粉与葡萄糖混合物(m/m＝2:1)，缓慢加入快速搅拌状态下的纳米药载分散液中，搅拌速度200转/分钟，待完全溶解之后再利孔径为0.22微米的水溶性滤膜除去其他杂质，最终定容，获得纳米制剂溶液。

本实施例所得棉酚载药纳米粒子，平均粒径为90±1nm，包裹率为88±3.1％。

Claims

1.自组装法制备棉酚及其衍生物普朗尼克纳米粒子的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤四.称取200-400毫克冻干保护剂，加入100-200转/分钟搅拌状态下的透析后的纳米药载分散液中，待完全溶解之后再利孔径为0.22微米的水溶性滤膜除去其他杂质，最终定容，获得纳米制剂溶液；

所述的冻干保护剂包括：甘露醇、葡萄糖、羟乙基淀粉中的一种或者其中两种的混合物；

2.根据权利要求1所述的自组装法制备棉酚及其衍生物普朗尼克纳米粒子的方法，其特征在于，所述的普朗尼克选自：L44、F68、F87、F108、F127五个规格。

3.根据权利要求1或2所述的自组装法制备棉酚及其衍生物普朗尼克纳米粒子的方法，其特征在于，所述的棉酚衍生物选自醋酸棉酚、Apogossypolone、棉酚酮、棉酚希夫碱、左旋棉酚、甲基棉酚、单醛棉酚、甲醚棉酚、乙酰棉酚、阿朴棉酚。