一种冻干粉末及其制备方法与应用
阅读说明：本技术 一种冻干粉末及其制备方法与应用 (Freeze-dried powder and preparation method and application thereof ) 是由 穆树花 左保燕 马丽端 陈成军 于 2021-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及医疗制剂技术领域,具体公开了一种冻干粉末及其制备方法与应用。本发明的冻干粉末的制备方法,所述冻干粉末包含层状化磷脂,在冻干时,预冻温度为-20～-40℃；冻干溶剂为叔丁醇与辅助溶剂组成的混合溶剂；所述辅助溶剂为环己烷、DMSO、1,4-二氧六环、环己醇和2-甲基-2-丁醇中的一种或两种,所述辅助溶剂占混合溶剂体积的1％-9％。本发明方法既可以达到叔丁醇单独作为冻干溶剂时制得产品的微泡的浓度和数量,又有效提高了预冻温度,利于工业化生产。(The invention relates to the technical field of medical preparations, and particularly discloses freeze-dried powder and a preparation method and application thereof. The preparation method of the freeze-dried powder comprises the lamellar phospholipid, and the pre-freezing temperature is-20 to-40 ℃ during freeze-drying; the freeze-drying solvent is a mixed solvent consisting of tert-butyl alcohol and an auxiliary solvent; the auxiliary solvent is one or two of cyclohexane, DMSO, 1, 4-dioxane, cyclohexanol and 2-methyl-2-butanol, and accounts for 1% -9% of the volume of the mixed solvent. The method of the invention not only can reach the concentration and the quantity of the microbubbles of the product prepared when the tert-butyl alcohol is independently used as the freeze-drying solvent, but also effectively improves the pre-freezing temperature and is beneficial to industrial production.)
技术领域
本发明涉及医疗制剂
技术领域
，具体地说，涉及一种冻干粉末及其制备方法与应用。背景技术
超声造影剂是一种混悬有直径为几微米气泡的溶液，是用于增强医学超声检测信号的诊断试剂。超声造影剂第一代为包裹空气的微泡造影剂，如已上市的商业化产品Levovist和Albune等，由于分子量小，受动脉压力影响，持续时间较短且又容易破裂，临床应用受到了一定的限制。第二代超声造影剂主要是由各种材料的壳膜包裹氟碳或六氟化硫气体获得的，如已上市的商业化产品SonoVue、Optison、FS069和Echogen等，这类造影剂有溶解度低、微泡能够产生较好的谐波信号等特点，能实现心肌显影。该类造影剂中常用的制备方法之一是通过制备可形成微泡的冻干粉末，在使用时，加入生理盐水复配形成充气微泡造影剂。
目前，形成充气微泡的冻干粉末具体制备过程是将粉末化或层状化的磷脂和聚乙二醇4000溶解在叔丁醇中，进行-45℃的预冻和真空干燥去除溶剂。较低的预冻温度，可使溶液快速结晶，速冻不仅可利用短暂的过饱和状态使溶质不会提前析出，而且一定程度上避免了冻干过程中溶质微环境的变化，使冻干产品更均匀，复溶后形成较高的微泡浓度，制得的微泡被磷脂单分子层包裹，容积浓度可达到108以上，具有较好的稳定性。但该技术需要-45℃的预冻温度，低温速冻，这在工业生产中对设备的要求是很苛刻的，过低的速冻温度不仅生产能耗大，也限制了生产批量，使工业化大生产存在困难，正如专利CN112165959A所述，其生产批量仅能达到几千支。
因此，基于上述问题，需开发一种更优的用于形成充气微泡的冻干粉末制备方法。
发明内容
针对现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种工艺能耗低，环境要求温和，工业实施度高的用于形成充气微泡的冻干粉末的制备方法。
为了实现该目的，本发明的技术方案如下：
一种冻干粉末的制备方法，所述冻干粉末包含层状化磷脂，在冻干时，预冻温度为-20～-40℃；冻干溶剂为叔丁醇与辅助溶剂组成的混合溶剂；所述辅助溶剂为环己烷、DMSO、1,4-二氧六环、环己醇和2-甲基-2-丁醇中的一种或两种，所述辅助溶剂占所述混合溶剂体积的1％-9％。
本发明的冻干粉末与生理上可接受的气体(如，SF6)进行灌装，在使用时加入生理盐水复配可形成充气微泡。
本发明关注到在现有技术中，进行层状化磷脂冻干时，预冻温度较低，不利于工业化生产。进而经大量研究摸索发现，当以特定方式进行多种有机溶剂组合作为冻干溶剂体系后，可提升现有预冻温度，实现在较高的预冻温度下达到与-45℃预冻相同的效果。
本发明方案中各有机溶剂的特定配合，使得它们能共同发挥协同功效，相互配合后不对冻干体系产生负面影响，既可以达到叔丁醇单独作为冻干溶剂时制得产品的微泡的浓度和数量，又有效提高了预冻温度，得到的冻干产品均一，复溶后的微泡数量和粒径均较理想，解决了过低的速冻温度给工业化生产带来的难题。
优选，所述冻干溶剂为叔丁醇与2-甲基-2-丁醇组成的混合溶剂，2-甲基-2-丁醇占混合溶剂体积的3％-5％。
更优选，所述冻干溶剂为叔丁醇与2-甲基-2-丁醇组成的混合溶剂，2-甲基-2-丁醇占混合溶剂体积的3％。
以利于在较高的预冻温度下，形成具有更高的数量浓度和体积浓度的微泡。
本发明中，所述层状化磷脂由磷脂和脂肪酸制备而成，所述磷脂选自DMPC、DPPC、DSPC、DMPG-Na、DPPG-Na、DSPG-Na、DSPE-PEG2000、DPPE-PEG5000中的一种或多种，所述脂肪酸为棕榈酸；所述磷脂和所述脂肪酸的质量比为(9-11)：1。
本发明中，所述冻干粉末还包括层状化磷脂的稳定剂，所述稳定剂为聚乙二醇、甘露醇、蔗糖、PVP等可以增加溶液粘度的辅料；所述稳定剂与层状化磷脂的质量比为(50-60)：1。
优选，所述层状化磷脂由二硬脂酰磷脂酰胆碱、二棕榈酰磷脂酰甘油钠和棕榈酸组成，以利于形成稳定的磷脂膜。
更优选，所述二硬脂酰磷脂酰胆碱、二棕榈酰磷脂酰甘油钠和棕榈酸的质量比为(4-5)：(4-5)：1，进一步优选为4.75:4.75:1，以利于形成稳定的微泡。
本发明中优选，所述稳定剂为聚乙二醇4000，所述聚乙二醇4000与层状化磷脂的质量比为(58-58.5)：1，以利于微泡稳定。
作为一个
具体实施方式
，本发明的制备方法包括：
(1)制备层状化磷脂；
(2)将层状化磷脂和聚乙二醇4000溶解于上述冻干溶剂中，过滤除菌，采用预冻温度-20～-40℃进行冻干。
本发明还提供一种冻干粉末，其由上述的制备方法制备得到。
本发明另提供一种超声造影剂，其包括上述冻干粉末。
本发明的冻干粉末可用于制备超声造影剂，具体将该冻干粉末与生理上可接受的气体(如，SF6)进行灌装，在使用时与注射用水均匀混合，获得充气微泡悬浮液，用以作为超声造影剂。
本发明的有益效果至少在于：
本发明的方法采用温和的预冻工艺，生产批量可实现数万支/批，且各批次冻干产品的微泡体积浓度(MVC)、微泡浓度和粒径稳定，可重现，适用于应用到多种层状磷脂的冻干中。
本发明的冻干溶剂体系使得待冻干溶液在较慢的降温速率冻干时(预冻温度高，从而使得降温速率低)溶质不会提前析出，冻干过程中不会因溶质微环境的改变，破坏磷脂的层状化结构，实现了预冻温度提高的同时，兼顾了产品的质量，得到的冻干产品均一，复溶后的微泡数量和粒径均较理想。这一改变不仅可明显降低生产能耗，生产条件温和，并且使产品工业实施度提高，生产批量提高到数万支/批。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实验例1
本实验例提供一种现有技术中的冻干微泡的制备方法，并比较了两种冻干方式对产品效果的影响。
1.冻干微泡的制备：
按照专利CN112165959 A实施例2公开的方法制备冻干微泡：在84ml己烷/乙醇(8/2，v/v)混合溶剂中加入190mg DSPC、190mg DPPG-Na和40mg PA，搅拌至溶解，在真空条件下蒸干溶剂，加入24.56g PEG4000，混合后加入500ml叔丁醇，升温至60℃左右溶解，0.22μm滤膜过滤后灌装于8ml注射剂瓶，半压塞，分别采用速冻(预冻温度-45℃)和慢冻(预冻温度-30℃)的预冻方式进行冻干，具体冻干程序为：1)预冻：搁板预冷至-45℃或-30℃放入样品维持10h使溶液全部冻实；2)升华：真空度一直维持在0.02mbar，搁板温度-20℃，维持7h，搁板温度0℃，维持2h，搁板温度40℃，维持2h。在冻干结束时，注射剂瓶上空用SF6饱和，并用橡胶塞密封所述注射剂瓶。
2.充气微泡混悬液的评价：
充气微泡混悬液的制备，取上述步骤制得的待检测冻干成品，注入0.9％氯化钠溶液5ml，用力振摇瓶子20秒，吸出混悬液50μl至100ml 0.9％的氯化钠溶液中，混合均匀后使用带30μm孔径管的Coulter Counter Multisizer 3(库尔特颗粒计数及粒度分析仪)测定充气微泡混悬液的平均微泡体积浓度(MVC)和平均微泡浓度。
3.结果分析，见表1：
表1
样品信息
MVC(μl/ml)
微泡浓度(个/ml)
叔丁醇速冻(-45℃)
5.59
3.81×10<sup>8</sup>
叔丁醇慢冻(-30℃)
0.14
1.18×10<sup>6</sup>
从中可知，按照专利CN112165959 A制备微泡，采用速冻工艺MVC和微泡体积浓度明显高于慢冻，慢冻工艺产品效果变差。
实施例1
本实施例提供一种本发明的冻干粉末的制备方法，并对其效果进行验证。
1.冻干微泡的制备与评价
层状化磷脂的制备及与PEG4000混合的步骤同实验例1。之后，加入叔丁醇/2-甲基-2-丁醇(97/3，v/v)混合溶剂500ml，升温至60℃左右溶解，0.22μm滤膜过滤后灌装于8ml注射剂瓶，采用慢冻(-30℃)的预冻方式制备冻干微泡(具体冻干程序同实验例1)，在冻干结束时，注射剂瓶上空用SF6饱和，并用橡胶塞密封所述注射剂瓶。充气微泡混悬液的评价方法同实验例1。
2.结果分析，见表2：
表2
实施例2
本实施例提供一种本发明的冻干粉末的制备方法，并对其效果进行验证，具体冻干微泡的制备和评价方法同实施例1，区别仅在于，冻干溶剂选用叔丁醇与2-甲基-2-丁醇，两者的体积比为95:5。
评价结果见表3：
表3
实施例3
本实施例提供一种本发明的冻干粉末的制备方法，并对其效果进行验证，具体冻干微泡的制备和评价方法同实施例1，区别仅在于，冻干溶剂选用叔丁醇与DMSO，两者的体积比为99:1。
评价结果见表4：
表4
实施例4
本实施例提供一种本发明的冻干粉末的制备方法，并对其效果进行验证，具体冻干微泡的制备和评价方法同实施例1，区别仅在于，冻干溶剂选用叔丁醇与1,4-二氧六环，两者的体积比为91:9。
评价结果见表5：
表5
实施例5
本实施例提供一种本发明的冻干粉末的制备方法，并对其效果进行验证。
冻干微泡的制备方法同实施例1，区别仅在于，层状化磷脂的制备时，磷脂采用110mg DPPC和320mg DSPE-PEG2000。脂肪酸和稳定剂的选择和用量不变；预冻温度为-20℃。
评价方法同实施例1，结果见表6：
表6
实施例6
本实施例提供一种本发明的冻干粉末的制备方法，并对其效果进行验证。
冻干微泡的制备方法同实施例1，区别仅在于，层状化磷脂的制备时，磷脂采用225mg DMPC和210mg DSPG-Na；稳定剂为27g甘露醇。PA用量不变。预冻温度为-40℃。
评价方法同实施例1，结果见表7：
表7
对比例1
本对比例提供一种冻干粉末的制备方法。
具体冻干微泡的制备方法同实施例1，区别仅在于，2-甲基-2-丁醇占混合溶剂体积的11％。
对比例2
本对比例提供一种冻干粉末的制备方法。
具体冻干微泡的制备方法同实施例1，区别仅在于，冻干溶剂选用叔丁醇与乙醇，两者的体积比为97:3。
对比例3
本对比例提供一种冻干粉末的制备方法。
具体冻干微泡的制备方法同实施例1，区别仅在于，冻干溶剂选用叔丁醇与水，两者的体积比为95：5。
实验例2
本实验例对实验例1、上述各实施例和对比例中的产品的平均粒径、MVC、微泡浓度和复溶状态性能进行评价和汇总如下。
评价方法分别为：以实验例1的方法，通过Coulter Counter Multisizer 3报告平均体积粒径(μm)、平均MVC(μl/ml)、平均微泡浓度(个/ml)；复溶稳定性是将样品加入0.9％氯化钠溶液5ml后剧烈摇晃样品制备微泡后观察其维持白色泡沫状态的时间进行评价。
结果见表8：
表8
结论：由实施例和对比例结果可知，本发明选定的混合溶剂冻干可以达到与单独采用叔丁醇速冻相似的结果，对比例中，当溶剂种类和比例不在本发明限定范围内时，样品平均MVC、平均微泡浓度和复溶稳定性明显变差。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
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