膜乳化耦合溶剂挥发法制备微球的方法学研究及微球性质间关联规则模型的建立

微球制剂是提高难溶性药物生物利用度和实现给药靶向性以及长效性的重要剂型。常见微球制备方法都因为载药量低、粒径分布过宽、重复性差等停留在实验室水平，而且对于采用常规方法制备的粒径不均的微球，其各方面性质的均一性也达不到制剂要求，研究结果的重复性也差，因此无法揭示各方面性质之间的内在规律。膜乳化技术耦合溶剂挥发法制备微球，可以获得粒径均匀、稳定、质量均一的长效靶向微球制剂。本研究首先以建立国产不锈钢微滤膜为核心的微球制备系统为基础，采用上述系统及耦合技术制备水飞蓟宾PLGA微球，并对影响微球制备及性质的过程参数进行研究，建立中药难溶性成分微球的制备方法；然后，通过关联规则模型的建立，揭示微球理化性质（药物包埋类型、粒径、载药量等）、释药规律以及靶向性、安全性之间的关系，结果又可用于设备的改进,即设备-方法-性质的循环研究。

微球制剂多用于包载活性高、用量小的疫苗或生物药，载药量小于1%时即可达到有效剂量,中药的有效成分给药量高出生物药的几十倍甚至上百倍。传统制备方法所得微球粒径均一性差、载药量低、方法重复性达不到实际生产要求。膜乳化技术为制备均匀粒径、单分散乳液简单有效的方法，课题采用膜乳化耦合溶剂挥发法制备水飞蓟宾的聚乳酸聚乙醇酸微球，并进行方法学研究为更多中药或天然药物有效成分（组）的微球给药系统制备提供方法支持。课题组先后用孔径2.8µm的SPG膜和1µm的不锈钢膜制备PLGA载水飞蓟宾微球，所制备微球的平均粒径分别为2.634±0.35µm、4.54±0.83µm，径距为13.326±3.06、1.68±0.18，载药量为14.84±0.76%和23.16±1.71%，包封率为56.16±3.77%、55.00±4.05%，不锈钢膜制备的微球粒径分布更集中，载药量和包封率均有提高。之后对不锈钢膜的形状和孔径进行改进，用多级串联膜管制备了不含成球材料PLGA的水飞蓟宾微粒，得到平均粒径小于1µm，径距小于1的水飞蓟宾微粒。整理了166批微球和微粒的制备工艺数据，采用关联规则、贝叶斯、决策树、逻辑回归、神经网络、聚类分析等算法对工艺参数与平均粒径、百分径距和综合评价三个指标进行数据挖掘，得出固化液浓度大于3%、乳液固化液体积比接近1:1、过膜压力0.2~0.8Mpa、油相浓度小于1%、油水相体积比大于0.177、磁力搅拌固化、固化时间大于90min用不锈钢膜制备的水飞蓟宾微粒更易合格。体内分布实验表明水飞蓟宾微球和微粒具肝靶向性，在血清中未检测到水飞蓟宾，因此推测其具有肝靶向性的机制可能为卡在肝内皮孔和狄氏间隙或被肝脏的巨噬细胞吞噬，之后缓慢释放发挥药效。药效学研究表明水飞蓟宾微粒对小鼠CCl4肝损伤有良好的预治作用。用不锈钢膜制备的水飞蓟宾微粒无辅料，不必考虑辅料安全性、稳定性和药物“突释”问题，固化过程有机溶剂充分挥发，经离心洗涤、冷冻干燥后微粒中只有药物存在，相比原药平均粒径降低、径距减小，形状相对圆整。口服给药时因比表面积增大易吸附在胃肠道黏膜，利于在肠道内的吸收提高了生物利用度；注射给药时，可以减轻对注射部位的刺激性，且进入组织后可以起到缓释作用，延长药物作用时间，可降低血管栓塞的危险，静脉注射后可被动靶向于肝组织，同时起到缓释和靶向作用。