[發明專利]具有橫笛狀多孔噴頭的高壓靜電噴霧裝置及應用

有效

• 申請號: 201510029319.1
• 申請日: 2015-01-21
• 公開（公告）號: CN104523431B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 張明暐;張春晨;趙鼎;李勁松;金李婕;伍舒婷;汪梅笛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61J3/00
• 分類號: A61J3/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 林松海

技術領域

本發明涉及高壓靜電噴霧制備藥物載體的裝置，特別是一種具有多段式橫笛狀多孔噴頭的高壓靜電噴霧裝置及利用其制備微納米載藥顆粒的方法 。

背景技術

傳統上的間歇性給藥方式中，藥物在人體內的濃度只能維持較短的時間，藥物濃度在血液中或是體內組織中的波動較大，時常超過藥物最高耐受劑量或是低于有效劑量。這樣不但起不到應有的藥效，而且還可能產生副作用。頻繁的小劑量給藥可以調節血藥濃度，但這使患者難以接受，實施起來有很多困難。因此，制備能夠緩慢釋放藥物成分的緩釋性長效藥品是非常需要的，這其中的關鍵是制備能使被承載的藥物緩慢釋放的藥物載體。

微納米載藥顆粒，是七十年代末發展起來的具有緩釋和靶向性的載藥系統，它可以根據粒子的特異性將包裹的藥物輸送到病變部位，改善藥物的溶解性能和透膜性能，提高病灶的藥物濃度，延長藥物的作用時間，進而明顯提高藥物的治療效果，以減少其毒副作用，從而達到在體內將藥物靶向到病變部位和緩慢釋放的目的。

目前，常用的制備載藥微/納米粒子的技術包括熔融法、溶劑法、溶劑-熔融法、研磨法、溶劑噴霧干燥法、冷凍干燥法等等。但這些技術普遍存在一個或幾個下述問題：（1）常需要粉碎、過篩等步驟，制備工藝復雜；（2）耗時較多；（3）工業化困難；（4）需設計多種設備或設施；（5）常常必須依靠溫度的變化、或者高剪切力去實現制備，加工過程影響藥物穩定性，所制載藥微納米粒穩定性不好，藥物團聚現象嚴重；（6）制備過程影響因素多，調控載藥顆粒的粒徑較為困難，所得載藥微納米粒粒徑分布較廣。（7）有機溶劑殘留較高，難以有效的移除。這些問題限制了微納米載藥顆粒的進一步廣泛應用。

高壓靜電噴霧技術，是一種通過外加電場力克服噴頭尖端液滴的表面張力和粘彈力而形成射流。在靜電斥力、庫侖力和表面張力的共同作用下，液滴被霧化粉碎，根據溶劑揮發或熔體冷卻情況，在接收端得到微納米粒子的方法。該技術工藝過程簡單、操控方便、選擇材料范圍廣泛、可控制性強，并且可以通過噴頭設計制備具有微觀結構特征的微納米粒子。

高壓靜電噴霧的主要設備包括注射泵，給液器，高壓直流電源，收集器這四部分。其原理是：利用高壓發生器在噴射液與接收裝置之間建立一個靜電場，在靜電力作用下，半球形液滴在噴射口逐漸被拉長形成錐形，當靜電場強超過臨界值后，聚合物溶液或熔體在電場力作用下克服自身的表面張力從錐體中拉伸形成帶電的噴射流并霧化。由于靜電排斥作用，帶電霧滴發生高速地彎曲或鞭動，隨著溶劑揮發或熔體冷卻，得到直徑在幾十納米到幾十微米之間的顆粒最終落在收集裝置上。

與傳統的微納米載藥顆粒制備技術相比，高壓靜電噴霧方法能夠制備出直徑更小的顆粒。而且顆粒的尺寸可控性好、直徑大小分布很窄，在電噴的過程中因攜帶電荷相互排斥而具有很好的自分散性。在電場力的作用下，不僅可以直接將電流體轉化為微納米顆粒，而且由于干燥速度極快，微納米顆粒能夠最大限度維持藥物在載體物質中的高度分散狀態。

雖然高壓靜電噴霧法有諸多優越性，但是目前的高壓靜電噴霧裝置很難在較短時間內生產大量的微納米顆粒，因此，如何提升微納米顆粒的生產效率一直備受相關領域研究者們的關注。

為提升微納米顆粒的生產效率，C.N.Ryan等人以及Joon Sang Kang等人的文章中提出，可在噴射口邊緣處制作多個細微尖端或微小的引流槽，以引導在噴射口邊緣尖端或引流槽處同時產生多個帶電噴射流，以提升靜電噴霧法粒子單位時間的產量。但是，這種方法很難控制每個噴射口維持統一穩定的流量，而且總流速一旦超過某個特定數值，就無法再生成穩定的Taylor錐。

Marion Sausse Lhernould等在文章中提出了一種二叉樹結構的多通道多針電噴方法，即，使高分子溶液先從一個通道進入，然后每個通道都分成2個，3次分叉之后形成8個出液通道，以此來提升顆粒的生產效率。但是，這個方法由于液體通路較長，很容易產生管道堵塞現象。而且整個噴頭為全體連通的管道，一旦堵塞，很難疏通，難以持續利用；另外，多個金屬通道導致相鄰通道噴出的液體之間的靜電排斥較強，很難形成豎直穩定的泰勒錐，因此難以形成顆粒大小穩定可控的微納米顆粒。另一方面，制備所需的細微尖端或微小多通道的引流槽需要的設備與成本極高，因此限制了提高產率的普及實施。