一種精確控制粒徑的單分散明膠栓塞微球的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種精確控制粒徑的單分散明膠栓塞微球的制備方法，屬于介入醫(yī)學(xué)材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]介入治療是介于外科、內(nèi)科治療之間的新興治療方法，經(jīng)過30多年的發(fā)展，現(xiàn)在已和外科治療、內(nèi)科治療一道成為三大治療體系。栓塞治療是介入治療的重要組成部分，是借助高清晰度的醫(yī)學(xué)影像儀引導(dǎo)，經(jīng)小切口將栓塞劑通過導(dǎo)管、導(dǎo)絲等精密器械引入腫瘤供血動脈，人為地阻斷其血運，達(dá)到“餓死腫瘤”的目的。栓塞治療已經(jīng)在惡性腫瘤、子宮肌瘤、血管瘤等方面取得了很好的療效，逐漸成為部分手術(shù)治療的替代療法。
[0003]栓塞治療的關(guān)鍵技術(shù)在于選擇合適的阻斷腫瘤組織供血的栓塞劑，這其中包括栓塞劑的形狀、材質(zhì)以及大小。微球由于其獨特的球形外觀和良好的栓塞性能，被認(rèn)為是更加安全有效的栓塞劑。明膠是一種天然的高分子化合物，具有生物相容性好、價格便宜、吸水性強、易于膨脹等特點，已被廣泛用于栓塞治療中。目前，國際上根據(jù)栓塞微球粒徑大小將其分級成100-300 μ m，300-500 μ m，500-700 μ m等，以便于栓塞不同的血管。然而，該分類等級粒徑分布仍然較寬，給栓塞治療帶來難度，其主要原因是由于現(xiàn)有的制備工藝本身還不能精確控制粒徑大小，產(chǎn)品粒徑分級要靠篩分來完成，因此造成所制備的微球粒徑分布較寬。CN 103006573A公開了一種明膠微球栓塞劑的制備方法，該方法包括:明膠或明膠與藥物的混合物溶解于水，將明膠溶液加入到含有穩(wěn)定劑斯盤SpanSO的油相液體石蠟中，200-800r/min攪拌，在溫度為0°C?10°C的低溫下加入交聯(lián)劑醛類化合物固化1_2小時，洗去或揮去交聯(lián)劑，凍干或脫水后得到微球栓塞劑。該方法獲得的微球粒徑分布在50-150 μ m、150-350 μ m、350_560 μ m、560_710 μ m、710_1000 μ m、1000-1500 μ m 六個范圍；仍然存在等級粒徑分布較寬的問題，且很難精確控制粒徑得到尺寸均一的明膠微球，另外，該方法的固化方法存在后處理麻煩、交聯(lián)固化劑殘余對產(chǎn)品質(zhì)量存在嚴(yán)重影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是改進(jìn)現(xiàn)有明膠栓塞微球制備工藝，提供一種具有球形度好、粒徑精確可控、粒度均一的且具有一定彈性和膨脹性的明膠微球的制備方法，及制得的明膠微球作為栓塞劑的應(yīng)用。
[0005]術(shù)語說明:
[0006]本發(fā)明所述的明膠微球是一種由明膠經(jīng)加工制成的微球，該微球用于血管栓塞，故也稱明膠栓塞微球。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種單分散明膠栓塞微球的制備方法，包括以下步驟:
[0009](I)分散相和連續(xù)相溶液的配制:
[0010]分散相1:配制質(zhì)量濃度為2?20%的明膠水溶液作為分散相I ;
[0011]分散相I1:配制質(zhì)量濃度為2?20%的交聯(lián)劑水溶液作為分散相II ;所述交聯(lián)劑為天然生物交聯(lián)劑，選自京尼平、單寧酸、谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶之一或組合；
[0012]連續(xù)相:將表面活性劑加入油相中，配制含表面活性劑質(zhì)量百分比濃度為I?10%的連續(xù)相溶液；所述的油相選自礦物油、植物油或者C12-C18長碳鏈烷烴中的一種或多種；
[0013](2)明膠液滴的形成:
[0014]將步驟(I)所述的分散相1、分散相II和連續(xù)相分別裝入注射器中，分別通過微量注射泵連接微通道反應(yīng)器，控制分散相1、分散相I1、連續(xù)相的流速分別為0.2-1.2mL/h、0.2-0.8mL/h、5-18mL/h，使得分散相經(jīng)連續(xù)相剪切不斷生成尺寸均一的W/Ο型明膠液滴；
[0015](3)固化成球:
[0016]收集生成的明膠液滴，置于烘箱中，在20?55°C的環(huán)境中保溫30?180min，明膠發(fā)生交聯(lián)固化反應(yīng)；得固化的明膠微球；
[0017](4)微球分離、干燥:
[0018]固化的明膠微球沉于燒杯底部，除去上層油相，補充純水后采用超聲破乳的方式將明膠微球與殘留油相分離；冷凍干燥即得干燥后的明膠栓塞微球。
[0019]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟⑴中的表面活性劑是油溶的，表面活性劑選自SpanSO、Span60、DC0749 (環(huán)戊硅氧烷/三甲基硅烷氧基硅酸鹽)、EM90 (鯨蠟基/聚丙二醇-10/1二甲基娃氧燒)中的一種，或者Span80與Tween20的組合。
[0020]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(I)中明膠水溶液質(zhì)量濃度為2?10%，交聯(lián)劑水溶液質(zhì)量濃度為2?10%。
[0021]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟(I)中連續(xù)相中含表面活性劑質(zhì)量百分比濃度為2?5%。步驟(I)中所述的油相為液體石蠟、十二烷或十六烷。
[0022]在上述制備方法中，優(yōu)選的，步驟(2)中所述微通道反應(yīng)器結(jié)構(gòu)是由Θ管、收集管和外管組成。明膠液滴形成過程在微通道反應(yīng)器中完成，分散相與連續(xù)相流通方向相同或相反；明膠水溶液和交聯(lián)劑水溶液作為兩路分散相，同時平行進(jìn)入微通道反應(yīng)器。
[0023]優(yōu)選的，步驟(2)中分散相1、分散相II和連續(xù)相的流量分別為0.3-1.0mL/h、0.5-0.8mL/h、7-15mL/h。進(jìn)一步優(yōu)選分散相1、分散相II和連續(xù)相的流量分別為0.3mL/h、
0.5mL/h、7mL/h。
[0024]優(yōu)選的，步驟(3)中固化溫度為30-50°C，固化時間50_120min。
[0025]本發(fā)明的制備方法通過明膠和交聯(lián)劑的比例、固化時間、固化溫度控制微球的彈性、降解速率。固化后的明膠微球不溶于水，作栓塞劑應(yīng)用時其粒徑在栓塞部位在一定時間內(nèi)保持不變。
[0026]優(yōu)選的，步驟(4)的超聲破乳方式是將燒杯放入超聲振蕩器，超聲2?lOmin，離心分離，重復(fù)此步驟3-5次即可將明膠微球表面殘留的油相清洗干凈。
[0027]本發(fā)明通過調(diào)節(jié)分散相濃度以及分散相與連續(xù)相流速比例來控制明膠液滴的粒徑大??；從而制備不同粒徑的微球。冷凍干燥后所得明膠微球的粒徑在50-550 μπι范圍內(nèi)可精確控制，粒徑大小均一，偏差彡5%。特別優(yōu)選粒徑為100-110 μm、150-180 μm、200-210 μm、220_240 μm、320_330 μm、400_420 μm、440_450 μm、460_480 μm、500_520 μm的明膠微球。
[0028]本發(fā)明方法制備的明膠微球不僅可用于栓塞治療，還可以用于細(xì)胞的培養(yǎng)，也可以載入藥物，所述藥物為抗腫瘤藥物。
[0029]所述明膠微球的栓塞方式為直接用于栓塞或載藥后用于栓塞。所載的藥物為抗腫瘤藥物。按現(xiàn)有技術(shù)即可。
[0030]本發(fā)明的有益效果:
[0031]1、本發(fā)明方法制備的明膠微球克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的工藝復(fù)雜、產(chǎn)品粒度難以精確控制、形貌不規(guī)整等缺點，采用微流控液滴技術(shù)實現(xiàn)明膠成球與交聯(lián)固化一步完成，較傳統(tǒng)的乳化-交聯(lián)凝聚的方法具有工藝簡單、快速、工藝過程可控的優(yōu)點。
[0032]2、本發(fā)明采用具有生物相容性的交聯(lián)劑交聯(lián)固化明膠，較傳統(tǒng)的醛類交聯(lián)劑工藝，不僅省去了除去未反應(yīng)的戊二醛、甲醛等交聯(lián)劑的步驟，而且大大降低了醛殘留帶來的風(fēng)險系數(shù)。降低明膠微球體內(nèi)應(yīng)用的風(fēng)險系數(shù)。
[0033]3、本發(fā)明的第三點關(guān)鍵技術(shù)是采用超聲破乳、離心分離的方法分離、收集明膠微球，而不采用任何其它化學(xué)試劑，快速實現(xiàn)明膠微球的分離、清洗、收集過程。
[0034]4、本發(fā)明制備的明膠微球栓塞劑具有球形度好、粒徑可控、粒度均一且具有一定彈性和膨脹性，大大提高臨床操作的可控性以及臨床栓塞效果，減少了誤栓塞幾率，降低副作用發(fā)生。
[0035]5、本發(fā)明通過調(diào)節(jié)分散相濃度以及分散相與連續(xù)相流速比例來控制明膠液滴的粒徑大??；從而制備不同粒徑的微球。所得明膠微球的粒徑大小均一，偏差< 5%。
[0036]6、本發(fā)明通過調(diào)節(jié)明膠和交聯(lián)劑的比例、固化時間、固化溫度，可以將微球的彈性控制在適宜的范圍內(nèi)，使得微球更易于通過栓塞導(dǎo)管，防止導(dǎo)管堵塞。
[0037]7、本發(fā)明還可以在微球制作過程中加入抗腫瘤藥物，達(dá)到藥物治療和栓塞的雙重治療作用。
【附圖說明】
[0038]圖1是微通道反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。1、分散相1，2、分散相11，3、連續(xù)相，4、明膠液滴，5、Θ管，6、外管，7、收集管。所述分散相1、分散相II分別為明膠水溶液和交聯(lián)劑水溶液。
[0039]圖2是本發(fā)明實施例2制備的冷凍干燥前的明膠微球的顯微圖像，標(biāo)尺100 μ mo
【具體實施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0041]實施例中微球膨脹率的測定:微球膨脹率為試樣放入0.7% wt.的生理鹽水中充分溶脹，計其高度增加量與原高度之比，以百分率表示。
[0042]實施例中微球彈性伸縮變形測試:采用原子力顯微鏡測試，根據(jù)其力曲線測試微球的彈性形變；根據(jù)探針嵌入距離可觀察微球形變彈性情況。
[0043]實施例中EM90和DC0749均為美國道康寧公司產(chǎn)品。
[0044]實施例1
[0045]配制質(zhì)量百分比濃度為2%的明膠水溶液和2%單寧酸水溶液作為分散相