專利名稱：磷脂蛋白質(zhì)復(fù)合膜、膠囊、及其改進(jìn)的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物兼容的復(fù)合膜、膠囊、及其制備方法，尤其涉及一種利用振蕩氣泡壓方法制備的磷脂/蛋白質(zhì)復(fù)合膜和膠囊及改進(jìn)的制備方法。
與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)生命科學(xué)正日益成為現(xiàn)代社會(huì)的熱門話題，也是科學(xué)界的研究焦點(diǎn)。生物膜是生物體的基本組成，許多重要的生物過程都直接或間接地與生物膜有關(guān)，因此，對(duì)于生物膜結(jié)構(gòu)性質(zhì)的研究十分重要。由于生物膜的組成和結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，因此，人們通常采用化學(xué)模擬的方法去尋找和建立各種比較簡單的模擬體系。這些兩親分子聚集體內(nèi)的分子排列所提供的微環(huán)境與天然膜具有相似性，因而有可能模擬生物膜具有的某些功能和特征。在許多領(lǐng)域，如對(duì)反應(yīng)速度、反應(yīng)途徑、和對(duì)產(chǎn)物構(gòu)象的控制，以及在催化、指向性藥物的可控釋放、太陽能轉(zhuǎn)化等方面均有重要用途。
蛋白質(zhì)/磷脂復(fù)合膜在物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)方面，與生物膜有許多相似之處，可以用來模擬生物體內(nèi)分子水平上的信息與能量傳遞。
現(xiàn)有技術(shù)有大量的關(guān)于氣/液界面上的蛋白質(zhì)與磷脂的相互作用研究，例如Bougis.P.等所著Biochemistry 1981，20，4915-4921，還有對(duì)乳液中的蛋白質(zhì)和磷脂相互作用的研究，參見Eldem，T.Speiser，P.(1989)Acta Pharm.Techn.，35，109。與氣/液界面的研究相比，對(duì)于液/液界面上蛋白質(zhì)與磷脂相互作用以及所獲的產(chǎn)品報(bào)道較少，原因是現(xiàn)有技術(shù)在液/液界面制備分子聚集體的方法很少。
另外，仿生材料的制備及在分子水平上對(duì)生物活性組織如細(xì)胞與細(xì)胞膜認(rèn)識(shí)的提高，使得關(guān)于蛋白質(zhì)復(fù)合膜的研究日趨深入。在醫(yī)學(xué)上作為藥物的有機(jī)載體，利用復(fù)合膜材料包裹藥物分子，對(duì)人體發(fā)病器官和組織實(shí)施定向治療，實(shí)現(xiàn)藥物緩釋和靶向釋放，是復(fù)合膜研究的應(yīng)用背景。這其中要求膜材料組分具有良好的生物兼容性，在活性體系中和流體界面上穩(wěn)定。天然的生物材料比人工合成的材料更具有良好的生物兼容性。磷脂與蛋白質(zhì)的結(jié)合是典型的生物兼容體系，其復(fù)合物可用作藥物釋放載體，為新藥制備和藥物設(shè)計(jì)提供更多的選擇。
現(xiàn)有技術(shù)有脂質(zhì)體包埋類藥物釋放體系的報(bào)道，可參見Sharms，A.等的Liposomes in Drug Delivery；Progress and Limitation Int.J.Pharmaceutics.1997，154，123，以及Betageri，G.V.；Jenkins，S.A.；Parson，D.L.Liposome Drug Delivery Systems，Lancaster.PennsylvaniaTechnic Publishing Company，Inc.1993。但是，脂質(zhì)體藥物釋放體系存在局限性，原因是脂質(zhì)體的酯鍵易水解和化學(xué)穩(wěn)定性差。雖然脫水后的干燥脂質(zhì)體穩(wěn)定性大大提高，但是由于會(huì)在體內(nèi)凝聚而造成藥物泄露，以及藥物在達(dá)到患病部位前就被釋放，導(dǎo)致療效下降?；瘜W(xué)不穩(wěn)定性和物理不穩(wěn)定性成為限制脂質(zhì)體廣泛使用的主要原因。
因此，一方面，為更好地發(fā)展生物膜的模擬技術(shù)，需要理想和有效的在液/液界面上制備分子聚集體的手段。另一方面，制備磷脂蛋白質(zhì)膠囊化復(fù)合物，可以為膠囊智能化(如對(duì)應(yīng)外界的環(huán)境如pH值、溫度變化作出反應(yīng)，從而控制藥物釋放的時(shí)間和釋放部位等應(yīng)用)提供更好的選擇。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題因此，為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足以及進(jìn)一步開發(fā)新的膠囊制品，本發(fā)明在兩種互不相溶的液體界面上進(jìn)行蛋白質(zhì)/磷脂復(fù)合膜的有序組裝工作，成功地實(shí)現(xiàn)了曲面制備蛋白質(zhì)與磷脂復(fù)合膜，并獲得了蛋白質(zhì)與磷脂膠囊。本發(fā)明進(jìn)一步改善了制備工藝，擴(kuò)大了溶劑的選擇范圍，以滿足當(dāng)前對(duì)仿生物膜以及膠囊制品在制備、研究、應(yīng)用方面日益增長的需求。本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明的目的之一是提供一種水包油型磷脂蛋白質(zhì)膠囊化復(fù)合膜和膠囊的制備方法，包括以下步驟a)將溶有磷脂的油相通過毛細(xì)管泵入蛋白質(zhì)緩沖溶液中；其中，緩沖液是裝滿放在與毛細(xì)管相連的密封容器中；b)在緩沖溶液中形成油相液滴；c)蛋白質(zhì)從緩沖液以及磷脂從油相中分別吸附到液/液界面上成膜；d)采用振蕩壓縮系統(tǒng)有節(jié)奏地改變液滴所受的壓力；e)形成磷脂蛋白質(zhì)復(fù)合膜；以及f)進(jìn)一步形成磷脂蛋白質(zhì)膠囊。
進(jìn)而，本發(fā)明還提供了一種油包水型磷脂蛋白質(zhì)膠囊化復(fù)合膜和膠囊的制備方法，包括a)將蛋白質(zhì)的緩沖溶液通過毛細(xì)管泵入溶有磷脂的油相中，其中，油相是裝滿放在與毛細(xì)管相連的密封容器中；b)在油相中形成緩沖溶液的液滴；
c)蛋白質(zhì)從緩沖液以及磷脂從油相中分別吸附到液/液界面上成膜；d)采用振蕩壓縮系統(tǒng)有節(jié)奏地改變液滴所受的壓力；e)形成油包水型磷脂蛋白質(zhì)復(fù)合膜；以及f)進(jìn)一步形成磷脂蛋白質(zhì)膠囊。
根據(jù)本發(fā)明的方法中采用的蛋白質(zhì)選自人血清蛋白(HumanSerum Albumin，HSA)、乳球蛋白(β-Lactoglobulin)和酪蛋白(β-Casein)，但不限于此。
根據(jù)本發(fā)明的方法中的磷脂選自選自由雙十六烷酰磷脂酰膽堿(DPPC)、雙十四烷酰磷脂酰膽堿(DMPC)、雙十八烷酰磷脂酰膽堿(DSPC)、雙十六烷酰磷脂酸(DPPA)、雙十四烷酰磷脂酸(DMPA)、雙十八烷酰磷脂酸(DSPA)、雙十六烷酰磷脂乙醇胺(DPPE)、雙十四烷酰磷脂乙醇胺(DMPE)和雙十八烷酰磷脂乙醇胺(DSPE)組成的組。
根據(jù)本發(fā)明的方法中的緩沖溶液體系是Na2HPO4-NaH2PO4體系。
根據(jù)本發(fā)明的方法中的油性液的溶劑部分是烷烴或不溶于水的脂類。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于制備磷脂蛋白質(zhì)復(fù)合膜和膠囊的裝置，包括密封容器、插入該容器的毛細(xì)管、與該毛細(xì)管相連的泵、以及與該容器相連的振動(dòng)裝置，該振動(dòng)裝置可以是振動(dòng)片等。
該容器可以用金屬制成，并在相應(yīng)于毛細(xì)管的部位裝有石英窗，以方便觀察和控制。
該用于制備微膠囊裝置，進(jìn)一步包括壓力調(diào)節(jié)裝置。
本發(fā)明的另一方面提供了一種磷脂蛋白質(zhì)復(fù)合膜和膠囊，特別提供了一種磷脂在外層，而蛋白質(zhì)在內(nèi)層的復(fù)合膜和膠囊。
本發(fā)明提供了一種新穎的蛋白質(zhì)/磷脂復(fù)合膜、膠囊、及其制方法。蛋白質(zhì)和磷脂是具有一定生物活性的物質(zhì)，是生物兼容的材料，其制備的膠囊在醫(yī)藥領(lǐng)域具有獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值，可以針對(duì)特殊劑型的特殊用途作為藥物緩釋膠囊，實(shí)現(xiàn)靶向給藥。通過調(diào)整工藝，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了不同厚度膠囊的制備。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之一在于可以迅速得到磷脂蛋白質(zhì)的多層復(fù)合膜，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，5-10分鐘就可以得到穩(wěn)定的復(fù)合膜，保持磷脂和蛋白質(zhì)的生物活性和兼容性。同時(shí)，本發(fā)明可以通過采用不同型號(hào)的毛細(xì)管，獲得不同尺寸的膠囊。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之二在于不需要模板粒子而是直接通過吸附的方法得到多層的復(fù)合膜，試驗(yàn)條件溫和。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之三在于根據(jù)本發(fā)明的制備方法克服了由于溶劑比重造成的選擇局限性。尤其對(duì)于有機(jī)溶劑，可以避免采用毒性溶劑，以更方便、安全地應(yīng)用于制藥。本發(fā)明還可以在更大范圍內(nèi)選擇不同的兩種液相體系，進(jìn)行多種組合，為更多種膜系統(tǒng)的構(gòu)建提供有效途徑。利用本發(fā)明的方法，還可獲得新穎的在油包水型界面上吸附形成的磷脂與蛋白質(zhì)復(fù)合膜，以及由此得到的磷脂在外層而蛋白質(zhì)在內(nèi)層的膠囊。
為了更容易理解本發(fā)明的目的及實(shí)施，在下文提供了更詳細(xì)的描述，以及優(yōu)選實(shí)施例和附圖。應(yīng)當(dāng)明了的是，對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述是為了解釋本發(fā)明的原理，不能構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
附圖簡要描述

圖1是本發(fā)明的采用振蕩氣泡壓方法制備磷脂蛋白質(zhì)膠囊化復(fù)合膜和膠囊的方法示意圖。圖2是實(shí)施本發(fā)明方法制備磷脂蛋白質(zhì)膠囊化復(fù)合膜的照片。
本發(fā)明是對(duì)2002年8月22日提交的題為“磷脂蛋白質(zhì)復(fù)合膜、膠囊、及其制備方法”的發(fā)明專利申請(qǐng)的改進(jìn)。該發(fā)明專利申請(qǐng)的內(nèi)容可以結(jié)合于此作為參考。
在該發(fā)明專利申請(qǐng)中，其提出的技術(shù)方案是利用泵和注射器將溶有磷脂的油相通過毛細(xì)管，使其在毛細(xì)管末端形成一個(gè)液滴，將此液滴浸入蛋白質(zhì)溶液中。之后，磷脂和蛋白質(zhì)分別從油相和緩沖液中吸附到油相/緩沖液的界面。這樣的安排使得小分子表面活性組分磷脂與蛋白質(zhì)接觸的唯一機(jī)會(huì)是在界面上，可以防止雜質(zhì)分子的引入，確保界面混合層就是蛋白質(zhì)與磷脂之間形成的復(fù)合膜。一段時(shí)間后，由于界面上蛋白質(zhì)分子之間的相互作用和蛋白質(zhì)與磷脂之間的相互作用，吸附在界面上的蛋白質(zhì)形成了一個(gè)穩(wěn)定的多層膜。該膜將液滴包裹起來，形成了一個(gè)膠囊。吸附一定時(shí)間后，油/水界面上形成的復(fù)合膜，隨著膠囊內(nèi)有機(jī)溶劑的揮發(fā)而減少，膠囊體積變小，原來膠囊表面穩(wěn)定平滑的復(fù)合膜出現(xiàn)“皮膚”狀褶皺。隨后，膠囊脫離毛細(xì)管掉入蛋白質(zhì)溶液中形成完全封閉的微膠囊。
該方法的不足之處在于通常要求浸入的油相液滴比重大于水相，以保證成膜過程中需要的穩(wěn)定條件，因而造成對(duì)溶劑選擇的限制。另一方面，自然吸附所需的成膜時(shí)間較長(通常大于30分鐘)，并且不容易控制成膜的厚度。
為此，本發(fā)明在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上做出進(jìn)一步改進(jìn)。I制備裝置如圖1所示，將一端與哈密頓泵(圖中未示出)和注射器5連接的毛細(xì)管10浸入一封閉的容器20中。毛細(xì)管10與泵之間的連接是封閉的，其內(nèi)徑處理為疏水，僅在端口部分處理為親水(水/油體系則處理方法相反)。容器20用黃銅制成，為圓柱狀。在相應(yīng)于毛細(xì)管的位置預(yù)留一個(gè)石英窗口30，以便進(jìn)行液滴形狀觀察和分析。用蒸餾水柱35封閉該容器20頂部插入毛細(xì)管10的小孔，調(diào)節(jié)水柱的高度，可以控制封閉體系的壓力。在黃銅容器20內(nèi)裝有一個(gè)振動(dòng)裝置40，它可以是一個(gè)振動(dòng)片，用來對(duì)容器20中的液體50進(jìn)行壓縮和擴(kuò)張。該振動(dòng)片40的壓縮與擴(kuò)張方式及頻率通過外加的示波器(圖中未示出)等裝置調(diào)節(jié)。容器20底部還安裝有壓力傳感裝置60。調(diào)節(jié)振動(dòng)片上螺旋(圖中未示出)的位置，可以調(diào)節(jié)施壓的大小。II原料選用磷脂可以分別選用雙十六烷酰磷脂乙醇胺(Dipalmitoylphosphatidylethanolamine，DPPE)、雙十六烷酰磷脂酰膽堿(Dipalmitoyl phosphatidylcholine，DPPC)、雙十六烷酰磷脂酸(Dipalmitoyl phosphatidic Acid，DPPA)。
油性溶劑可選用油性溶劑為烷烴或不溶性脂類，例如氯仿、庚烷、辛烷等，但不限于此。
蛋白質(zhì)可采用乳球蛋白(β-Lactoglobulin)，酪蛋白(β-Casein)，以及人血清蛋白(HSA)，購自Sigma公司。蛋白質(zhì)溶液的pH值由Na2HPO4-NaH2PO4緩沖溶液調(diào)節(jié)，溶液中總的離子強(qiáng)度為0.01M。
在較短的時(shí)間內(nèi)(5～10分鐘)，便產(chǎn)生磷脂/蛋白質(zhì)“皮膚狀”的褶皺膜，如圖2所示。表1和表2分別記錄了蛋白質(zhì)濃度和振蕩頻率對(duì)應(yīng)的褶皺膜生成速率，褶皺膜的生成速度隨蛋白質(zhì)濃度和振蕩頻率加快，但沒有線性關(guān)系存在。可以在1000秒內(nèi)生成蛋白質(zhì)磷脂多層復(fù)合膜包覆的膠囊。
表1蛋白質(zhì)濃度對(duì)應(yīng)的褶皺膜生成速率

表2振蕩頻率對(duì)應(yīng)的褶皺膜生成速率

實(shí)施例2將乳球蛋白水溶液通過泵(圖中未示出)和注射器5送入毛細(xì)管10，浸入容器20中，容器20中裝滿溶有磷脂DPPC的“油”性溶劑庚烷；蛋白質(zhì)液滴在毛細(xì)管10的末端形成；蛋白質(zhì)與磷脂分別能從界面的兩側(cè)吸附到達(dá)界面。通過振蕩壓縮，在浸入庚烷的水滴表面，也可以得到了褶皺復(fù)合膜。
對(duì)工藝熟悉的技術(shù)人員，對(duì)本發(fā)明的各種調(diào)整和變化亦非常熟悉，但這些并不背離本發(fā)明的范圍和宗旨。即便本發(fā)明是與其適宜的特殊實(shí)施例一起闡述的，應(yīng)該明了的是，權(quán)利要求的發(fā)明不應(yīng)該被不適當(dāng)?shù)叵拗圃谶@些特殊實(shí)施例里。對(duì)說明書所描述的實(shí)施本發(fā)明模式的各種調(diào)整，都在隨后所附的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制備水包油型磷脂蛋白質(zhì)膠囊化復(fù)合膜和膠囊的方法，包括以下步驟a)將溶有磷脂的油相通過毛細(xì)管泵入蛋白質(zhì)緩沖溶液中，其中所述緩沖液是裝滿放在與所述毛細(xì)管相連的密封容器中；b)在所述緩沖溶液中形成所述油相液滴；c)所述蛋白質(zhì)從所述緩沖液以及所述磷脂從所述油相中分別吸附到所述緩沖溶液/油相的界面上成膜；d)采用振蕩壓縮系統(tǒng)有節(jié)奏地改變所述液滴所受的壓力；e)形成所述磷脂蛋白質(zhì)復(fù)合膜；以及f)進(jìn)一步形成所述磷脂蛋白質(zhì)膠囊。
2.一種制備油包水型磷脂蛋白質(zhì)復(fù)合膜和膠囊的方法，包括以下步驟a)將蛋白質(zhì)的緩沖溶液通過毛細(xì)管泵入溶有磷脂的油相中，其中所述油相是裝滿放在與所述毛細(xì)管相連的密封容器中；b)在所述油相中形成所述緩沖溶液的液滴；c)所述蛋白質(zhì)從所述緩沖液以及所述磷脂從所述油相中分別吸附到所述緩沖溶液/油相的界面上成膜；d)采用振蕩壓縮系統(tǒng)有節(jié)奏地改變所述液滴所受的壓力；e)形成所述磷脂蛋白質(zhì)復(fù)合膜；以及f)進(jìn)一步形成磷脂蛋白質(zhì)膠囊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述的蛋白質(zhì)選自由人血清蛋白、乳球蛋白、和酪蛋白組成的組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述的磷脂選自由雙十六烷酰磷脂酰膽堿、雙十四烷酰磷脂酰膽堿、雙十八烷酰磷脂酰膽堿、雙十六烷酰磷脂酸、雙十四烷酰磷脂酸、雙十八烷酰磷脂酸、雙十六烷酰磷脂乙醇胺、雙十四烷酰磷脂乙醇胺和雙十八烷酰磷脂乙醇胺組成的組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述緩沖溶液體系是Na2HPO4-NaH2PO4體系。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述油相的溶劑是烷烴。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述油相的溶劑是不溶性脂類。
8.一種用于制備磷脂蛋白質(zhì)復(fù)合膜和膠囊的裝置，包括用于盛放液體的密封容器；插入所述容器的毛細(xì)管；與所述毛細(xì)管相連的泵和注射器；以及用于調(diào)節(jié)所述容器中的液體的振動(dòng)頻率的振動(dòng)裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述的振動(dòng)裝置是振動(dòng)片。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述的容器是用金屬制成的，在相應(yīng)于毛細(xì)管的部位裝有石英窗。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，還包括一個(gè)與所述容器耦合的壓力調(diào)節(jié)裝置。
12.一種采用根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法制備的磷脂蛋白質(zhì)復(fù)合膜和膠囊。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的膠囊化復(fù)合膜是一種起褶皺的多層膜。
14.一種磷脂蛋白質(zhì)復(fù)合膜和膠囊，其中所述磷脂在所述膠囊壁的外層而所述蛋白質(zhì)在所述膠囊壁的內(nèi)層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物兼容的復(fù)合膜、膠囊、及其制備方法，尤其涉及一種利用振蕩氣泡壓處理制備的磷脂/蛋白質(zhì)復(fù)合膜、膠囊、及改進(jìn)的制備方法。本發(fā)明完成了兩種互不相溶的液體界面上進(jìn)行蛋白質(zhì)/磷脂復(fù)合膜的有序組裝工作，實(shí)現(xiàn)了曲面制備蛋白質(zhì)與磷脂復(fù)合膜，為新藥制備和藥物設(shè)計(jì)提供了更多的選擇。
文檔編號(hào)A61K9/113GK1478468SQ0212920
公開日2004年3月3日 申請(qǐng)日期2002年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月27日
發(fā)明者李峻柏, 張翼, 胡貝特·莫奇曼, 克勞斯－迪特爾·萬特克, 莫奇曼, -迪特爾 萬特克 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所