随着基因重组等生物技术的飞速发展,多肽、蛋白质类药物不断涌现。与传统的化学合成药物相比,这类药物具有以下特点:生理活性高且疗效稳定、针对性强而毒副作用小、用量少。但是多肽、蛋白质类药物还具有相对分子质量大,体内外稳定性差,易在体内酶、微生物、体液作用下降解,生物膜通透性差等缺点,这使得多肽、蛋白质类药物的临床应用大受限制。基于以上特点,此类药物一般注射给药,基本剂型是注射剂和冻干粉针剂。但由于其半衰期短,该类药物必须频繁给药,导致患者的依从性差。因此,目前的研究热点是将蛋白多肽类药物制成长效注射微球制剂 [ 如聚乳酸-羟基乙酸共聚物( PLGA)微球 ],这样不仅能够有效防止药物在体内快速降解,还能将药物缓慢释放送达体内的作用部位,从而达到长效缓释目的。
载蛋白多肽类药物的 PLGA 微球的制备方法有多种,如复乳法、喷雾干燥、电喷雾法、微流体技术等。喷雾干燥技术可用于制备长效注射 PLGA 微球制剂。但由于蛋白或多肽类药物多易溶于水,难溶于有机溶剂,为克服 PLGA 和主药溶解度的差别,可采用聚乙二醇( PEG)修饰增加蛋白类药物在有机溶剂中的的溶解度。研究发现,在特定的有机溶剂中,加入PEG,可以增加蛋白类药物的溶解度。这主要是因为 PEG 与蛋白质在极性溶剂中可通过非共价作用形成稳定的纳米复合物,再把该复合物均匀地溶解在含有PLGA 的二氯甲烷中并进行喷雾干燥得到 PLGA 微球。这种 PEG 增溶技术已被用于制备牛血清白蛋白( BSA)或重组人生长激素( rhGH)的长效 PLGA 微球,所得微球可以缓释释放BSA和rhGH长达30 d,且降低突释。值得一提的是,释放后的蛋白分子结构完整,无聚集。另外,可以将蛋白药物以固体颗粒形式分散在骨架材料的有机溶剂中,再将该混悬液喷雾干燥制备长效微球。上述方法虽可以制备蛋白或多肽类药物的缓释微球,但是制备工艺较复杂。
在制药行业,急需一种简单、快速的方法制备此类微球,以便于工业化大生产。近年来,关于同轴超声喷嘴的应用被陆续报道 [16]。在这些研究中,超声喷嘴被改装后,具有同轴管道。通过此管道可以分别导入 2 种不同性质的液体,因此可以大大简化对液体的前处理且保证连续操作。微球的形成有2种机制,一种理论认为,载药水性溶液与有机聚合物溶液在空中发生碰撞,由于两种液滴的表面张力不同,药物被包裹于聚合物形成微球;另一种理论认为,两种液滴在雾化之前,形成类似乳状的混合液体。其中,一种液体在雾化器表面形成一层临时的薄膜。在同轴超声喷嘴中,这层薄膜有助于两种液体形成乳液,然后再分散形成很多的细小的微球。
最新的研究表明,采用同轴超声喷嘴生产的 PLGA 中空微球可以用于组织工程学。笔者所在课题组探索了采用三流体喷嘴制备载多肽或蛋白类药物的 PLGA 微球的方法。通过不同管道分别导入蛋白药物的水溶液和高分子材料有机溶液,可以一步制备载多肽或蛋白类药物的高分子材料微球。通过调整工艺以及处方参数,可以对微球的特性进行优化。例如,在蛋白水溶液中加入亲水性高分子材料(如透明质酸)可以增加水相溶液的黏度,进而可以有效地调整蛋白药物在颗粒形成过程中的扩散行为,最终可以调整蛋白药物在 PLGA 骨架中的分布情况及蛋白药物的释放行为。