纳米技术制备脂肪乳注射液的方法 所属领域
本发明涉及制备脂肪乳注射液的方法，特别是纳米技术制备脂肪乳注射液的方法。
背景技术
脂肪乳剂是一种浓缩的胃肠外高热量补充的营养液。可少量的输液满足人体需要的大部分热量，使不能进食缺乏营养，体力衰弱的病人获得营养补给，有利节省人体的消耗，支持各种严重疾病的治疗。但目前，颗粒较大，难溶于一些药物、吸收差。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种利用纳米技术制备脂肪乳注射液的方法。
脂肪乳剂作为营养支持的能源物质是20世纪医学发展史上重大进展之一，以其独特地优点在临床医学上得到广泛的应用，尤其在外科治疗方面，近年来在基础研究和临床应用均取得许多进展。
肠外营养脂肪应用的历史可追溯到对循环描述后不久，以后输酒精、牛乳等被认为具有营养价值物质的零星试验持续到20世纪。1942年，Clark从静脉补给葡萄(GS)、脂肪和水解蛋白，维持患者的体重，纠正负氮平衡。1944年，HelCrick和Abelaon采用静脉输注脂肪和蛋白质的方法成功地治疗了顽固性婴儿腹泻。但1940～1960年问，研制的多种脂肪因乳化剂不稳定而未能在临床上推广。1961年，瑞典Wretlind以大豆油为原料，磷脂为乳化剂，制成稳定的脂肪乳剂，解决乳化剂不稳定问题。1979年美国研制出Liposyn，为脂肪乳剂大量应用提供了药源。1987年，德国制出中链脂肪乳剂投入市场，使脂肪乳剂更理想化。我国研制和应用脂肪乳剂历史不长，由于人们膳食与欧美不同，对脂肪乳剂量存有疑虑。1983年上海医药工业研究院等单位才开始研究，1980年获得成功。1985年才有人证明中国人应用脂肪一糖双能源较单能源为优。输入脂肪占非蛋白热量50％时中国人廓清正常。为国内广泛大量应用脂肪乳剂提供理论和临床依据。
脂肪乳剂虽是较理想的供能制剂，并由于其具有的特点，对许多外科疾病患者使用更合适，更利于内脏对氨基酸的摄取和内脏蛋白合成代谢。但全部贯彻脂肪并不能达到节氨目的，中枢神经细胞与红细胞必须依赖GS供能。脂肪酸最后进入三酸循环氧化时需草酸乙酸。后者由碳水化合物产生。因而认为由GS-脂肪双能源供能优于任何单能源已成定论。
目前世界各国在市场销售的脂肪乳注射液组成成份(见表1)。纳米技术制备脂肪乳注射流的原料处理。
1、大豆油的特制
精制大豆油的过程分碱炼、水洗、脱色、过滤、灭菌等过程，以除去游离脂肪酸、致热物质、色素等，使所得的精制大豆油达到静脉注射用的要求，其精制工艺流程如下：
Naoh液 沸水 真空
冷榨 大豆油——→碱炼——→水洗——→干燥——→
(除去游离脂肪酸) 加热搅拌 振摇 脱水
陶土、活性炭 活性Al2O3 通N2O
脱色——→吸附处理——→分装灭菌——→精制大豆油
通N2O 搅拌 121℃15min
(去致热物质)
精制的大豆油为浅黄绿色，其碘价、酸价、皂化价、比重、粘度。折光率、过氧化值等，应符合规定要求。精制后保存在无菌、密闭、充氮的容器中冷藏。
2、乳化剂——精制大豆磷脂
乳化剂，在静注用脂肪乳剂中是个关键问题。所用乳化剂不仅具有高效的乳化力(乳化后油滴在1pm左右)，在人体内应无毒性，化学性质稳定，不易分解，能耐受高压灭菌及长时间贮存不分解等。
乳化剂品种很多，只有蛋黄磷脂、豆磷脂(包括氢化豆磷脂)与普朝立克F——68数种，后者主要与豆磷合用作为辅助乳化剂。蛋黄磷脂自蛋黄中提取精制而得，主要含卵磷脂，尚含少量其他磷脂加脑磷脂，它易水解氧化，稳定性很高。豆磷脂系由豆油中分离出的全豆磷脂中提精制而得，以卵磷脂成分为主，并含有少量脑磷脂，这种精制品也易被水解或氧化，但较蛋黄磷脂稳定。
卵磷脂的结构式如下：
卵磷脂分子呈微柱状，含磷酸根、但碱基的极性端具亲水性，由碳氢链组成的非极性端具亲脂性，故有良好的乳化性能，并具有比其他磷脂稳定、毒性小等优点。
用全豆磷脂为原料，主要抽提卵磷脂，同时除去致热与降压物质。其精制过程如下：
加水溶化，加无水硫酸钠 干燥后乙醇提取 活性Al2O3
粉状 全豆磷脂————→析出磷脂————→H磷脂乙醇液————→W
盐析 吸附
(除去致热物质及杂质) (除去降压物质)
活性炭 通N2 无水丙酮
吸附后磷脂醇液——→脱色后磷脂醇液肪——→粘状磷脂——→精制大豆磷脂
脱色 真空减压蒸馏 脱水、脱油
精制的大豆磷脂为淡黄色粘状半固体，易溶于乙醇和乙醚，不溶于丙酮，暴露在空气中极易氧化，呈深粽色，并水解变性，故应贮存在无水丙酮中。精制大豆磷脂的氛含量、磷含量、酸价、PH值、过氧化值、降压试验、热原试验、安全试验等项目，应符合规定要求。
3、注射用水，符合药典要求，等渗剂，因氯化纳、葡萄糖影响乳剂分散和外观，以药用甘油为宜。
上述纳米技术制备脂肪乳注射液的原料可在市场购，但必须符合药用标准要求。
纳米技术制备脂肪乳注射扩充工艺流程及生产方法
1、纳米技术的运用与纳米对操纵的选定
纳米技术是在纳米尺度(1-100纳米)上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用，以及如何利用这些特性和相互作用的具有多学科交叉性质的科学技术。
纳米技术与众多学科密切相关，它是一门体现多学科交叉性质的前沿领域。现在已不能将纳米科技划归任何一个传统学科。如果将纳米技术与传统技术相结合，可产生众多的新的学科领域。纳米技术包括三个领域：纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征。其中纳米材料是纳米科技的基础；纳米器件的研制水平和应用程度是人类是否进入纳米科技时代的重要标志；纳米尺度的检测与表征是纳米科技研究必不可少的手段和理论与实验的重要基础。
纳米技术的最终目的是以原子、分子为起点去设计制造具有特殊功能的产品，利用纳米技术制备脂肪乳注射液的技术路线是指通过微加工液流态技术，使脂肪微粒及大小按需要进行，是目前已有产品位传统技术无法达到目的，用纳米对撞机取代传统脂肪乳注射液用的高速搅拌机，乳化均质机，使产品质量提升档次唯一途径。
纳米技术对于人类生产和生活方式产生重大的影响，对促进传统产业的改造和升级意义重大。并且纳米技术将有可能引发下一场工业革命，成为21世纪经济新的增长点。
纳米对撞机就是将混有被加工物的液体，用高压泵加压(工程压力为10Kmf-2000Kgf/cm2)使物料以高速流进入特殊设计的振荡通道中，相向对撞后流出(时速流为300/sec)。流体相向对撞时，对撞界面产生强冲击波，从而激励振荡器产生强高频超声波场。按需要而调控高速流体中被加工物颗粒瞬间裂解、粉碎、分散、乳化、催化与合成等功能为一体。使其加工微粒成为5-100纳米。
纳米对撞机可选用华银纳米技术设备有限公司，NT1500/5型和NT1500/75型。前者为实验型后者为生产型。将脂肪乳作为药物载体，药物吸入剂，药物渗皮剂可选定NT1500/5型，作脂肪乳注射液可选定NT1500/75型。
2、纳米对撞的结构原理与基本技术数据
结构组成：设备主要由进料斗、高压柱塞泵、逆向阀、高压管路。压力表、振荡器、出料斗、冷却装置、高压传感及控制电路等组成。根据结构和用途的不同，可分为研究开发用实验机和标准生产机。实验机为单柱塞式，输出压力有起伏变化，出料为间歇式。生产机有三个柱塞，输出压力较连续，为连续出料。
工作原理：将混有被加工物的液体，用高压泵加压以后(工程压力为10Kgf-2000Kgf/cm2)以高速分成两股射流时入两片单晶金刚石晶片组成的通道中，相向对撞后流出。由于液体的速度很高(压力为700Kgf/cm2时速为300m/sec)，流体相向对撞时，对撞界面产生强冲击波，人而激励金刚石晶片产生高频强超声波专长，使液体中被加工物颗粒瞬间产生极热、非常的化学变化，完成裂解、乳化、分散、催化与合成同步进行，(声化学主要是利用超声空化能量为加速和控制化学反应、提高反应率、引发新的化学反应的一门新兴边缘交叉学科，是研究声能量与物质间的一种独特相互作用的学科。由于超声的空化作用，在受作用的物体中产生微观极热，持续时间又非常短，因此，可产生非常的化学变化，这种变化不同于传统的光化学、热化学和电化学过程，它有其独特的性质和规律。声空化是液体中气泡在声场作用下所发生的一系列动力学过程。当足够强度的超声小组通过液体时，一旦声波负压半周期的声压幅值超过内部静压强时，存在于液体中的微小气泡(空化核)就会迅速增大，而在相继而来的声波正压相中，气泡又被突然压缩，直到崩溃。因此，超声空化现象只能存在于液体中的微气核(空化核)内，是声场作用下空化校振动生长和崩溃闭合的动力学过程。
在空泡崩溃闭合时，泡内的气体或蒸气被压缩产生高温及局部高压，并伴有强大的冲击波和强射流以及放电、放光等作用，同时还有机械效应和热效应。利用超声空化原理，恰好为化学反应创造了一个独特的条件。
纳米对撞机的基本技术数据(见表2)。
3、纳米技术制备脂肪注射流工艺流程及生产方法(见表3)。
纳米技术制备脂肪乳注射液的方法，包括：
原辅料，混合，高速搅拌，纳米对撞，滤过，灌装。
精制豆油+精制卵磷脂+甘油+注射用水，混合，高速搅拌，纳米裂解，滤过，灌装。
按生产多个规格考虑，物料计算和设备选型以10％500ml脂肪乳为代表品种进行计算(批产量为2000瓶)。
纳米技术制备脂肪注射液工艺流程及生产方法(见表4)。
用纳米技术制备脂肪乳剂作为药物载体
乳剂型制剂由水上与油相构成，是很早以前广泛应用的基质之一，也是使药理作用持续化及作为特异组织靶向性制剂很有希望的剂型之一。以纳米技术制备脂肪乳剂为中心，就药物从脂肪乳制剂中的释放机制，作为药物脂肪乳剂及复合型脂肪乳剂，已有广泛前途。
1、纳米技术制备脂肪乳剂基质中药物释放机制
脂肪乳一般注射用脂肪乳剂型中药物的控制释放机制以溶液给药时，基质中与组织液内药物分配平衡为恒速分配。
另外，难溶性药物小悬浊剂给药时，周体粒子的溶解度为恒速溶解。药物在油相中存在时，药物释放机制，以下式表示：
Q==4×(20′2+ZDACρ)1/2DAC(14-1)]]>
式(4-1)中a0为调制时的油滴半径，D为扩散常数，ρ为粒子比重，ΔC为油滴表面与主体溶液间的药物浓度差，药物只有一部分分配系数与油液中的药物摩尔容积进行适当补正是必要的。
W/O型乳剂是外侧油相中含有药物、内侧水滴均一分散的体系。
药物的消失速度常数还可以式(1-3)表示
K=ADKVI(14-3)]]>
式中A为水滴全面积，D为扩散常数，K为药物油水分配系数，V为水相面积，I为油相厚度。K值大，粒径小时，药物释放速度大。
2、纳米技术制备脂肪乳剂作为药物基质的载体的基本特点：
(1)作为油相的大豆以及作为乳化剂的卵磷脂，在机体内的安全性已被确认；
(2)1-100nm范围内的粒径可以自由调控；
(3)粒子表面的电性可自由控制；
(4)水难溶药可在油相内溶解；
(5)增加制剂稳定性(药物不易被氧化、水解)；
(6)能控制扩散，使药物缓释化；
(7)缓和药物对组织的刺激性；
(8)提高药物对靶组织的到达性；
(9)延长药效时间；
(10)减少药物用量，并降低成本。
脂肪乳剂作为药物载体，最令人感兴趣的是药效的持续化和靶向性。如脂肪乳制剂作为疫苗佐剂，能使保护性抗原能刺激抗体成倍增加，而且还数倍延长保护时间，在疫苗中的应用，具有重要价值。
3、纳米制备脂肪乳制剂作为药物载体可应用的范围
(1)巴比类药脂肪乳制剂可提高催眠同时近两倍数，有助于巴比类药物的脂肪纳米粒子在血流与胸间的输送还可防止与蛋白结合或水解。
(2)一些抗癌药难溶性且在水粗不稳定的药物如NSC278214，制成纳米脂肪乳剂可提高稳定性几十倍至100倍，并使药效持续增加数倍。
(3)一些毒副作用较大而难难性药物应用纳米技术制备的脂肪乳制剂可大幅度降低药物副作用，提高安全性。如硝酸甘油，可在脂肪乳剂中溶解，而增强药效，降低毒性。
(4)由于药物制剂及脂肪乳剂微粒大小不同，药物在人体分布有显著差别，由于用纳米级脂肪乳制剂作载体，能在肝脏，肺脏，及有炎症的脏口药物含量增高量，具有很强的靶向性，一些水溶性药物也可选用纳米级脂肪乳作载体，如类药物，与水溶性制剂比更显示出强力的药效作用，由于纳米级脂肪乳在人体安全性提高，与脂质体及微胶束等制剂相比，在临床上更显示出更大的现实性。
(5)用纳米技术制备药物控释型多相乳剂，只要采用更为合适药用非离子表面活性剂，如吐温和司盘，即可制备出W/O型和复合型O/W/、W/OW型纳米级脂肪乳剂。
用W/O型纳米级脂肪乳剂载入疫苗保护性抗原如，如白候毒素、流感疫苗亚位单抗原等，可使抗体数倍提高，而且可保持数年之久。这可能是W/O型或S/O型纳米级脂肪乳制剂抗体缓慢地以一定速度向乳剂度外精释放。一些免疫保护性抗原和一些抗癌药物可用W/O或S/O型纳米级脂肪乳剂体为新的药物输送系统制剂广泛应用。
在水相中配合水溶性的不同药物所制备的复合性脂肪乳剂，除注射剂外还有经口服给药剂型、粘膜应用剂型、皮肤外用剂型等。特别是作为淋巴结和网状内皮系统定向输送的药物载体的利用价值更高。
(6)用纳米技术制备冻干脂肪乳用于吸入给药。
脂肪乳剂载体应用药物一般无特别严格的限制。它是油水型脂肪乳剂，包含油组分乳化剂和药物的脂肪纳米级微粒，成为分散在水中的主要成分。这种纳米级微粒均在1-100nm范围之内而且可油控在纳米级较小的幅度，10-20nm，50-60nm等，用吸入器可以将吸入剂容易形成到达肺泡的气溶乳粒，气溶乳粒径粒大小可以控制。有脂肪溶性和水不溶性药物均可应用，包括类固醇药物，B一肾上腺素激活剂，黄嘌呤衍生物，抗菌素及其他等，吸入剂中药物配方，用量因药物种类和其他部分而异，一般脂肪乳的油组分的比例在0.5-30W/V％，乳化剂的比例在0.10-30W/V％。
【具体实施方式】
实施例1：静脉注射用脂肪乳剂
[原料与用量]大豆油(精制)150g大豆磷脂(精制)12g甘油(注射用)25g注射用水加至1,000ml。
[制法]取精制大豆磷脂，置高速组织捣碎机内，加甘油与注射用水在氮气流下搅拌成均匀，然后将其倾入纳米对撞机内，调油控50-60nm裂解分散后置于贮液罐内，通入氮气，过滤、灭菌、分装。
[质检]包括，油分散度，脂肪、甘油含量，游离脂肪酸量，PH值、过氧化值、脂肪径紧、热原、灭菌，过敏原，异常毒性，稳定性等。
[用途]静注脂肪乳剂用于外周静脉营养，供给必需脂肪酸。适用于手术前后特别是消化道手术后进食困难或不以进食者；大面积烧伤尤其为颈部烧伤；各种消耗性疾病特别是恶液质状态的恶性肿瘤；严重外伤及高度营养缺乏者。每日输入量以不超过1.5/kg脂肪为宜。
实施例2：注射用脂肪乳流感疫苗
[原料与用量]精制大豆油250g、精制大豆磷脂20g、吐温150g、纯化流感疫苗(全病毒、裂解和亚单位)均可45000微克、甘油30克，注射用水加至1000ml。
[制法]取精制大豆油、磷脂、吐温80加甘油和流感疫苗抗原及注射用水，置高速组织捣碎器内充分混合，然后倾入纳米对撞机内，调整20-30nm存贮于贮液罐内，过滤、分装。每支1毫升，每支含流感抗原甲115单位。甲315单位，乙型15单位，计每支45单位。贮存2-8℃，注意在低温无菌条件下操作。
[质检]按脂肪乳注射液项目及流感疫苗项目进行
[用法]用于各个不同人群流感病毒的预防，每人1ml皮注。可使抗体提高810倍。保护期延长3-4年。
[副反应]一般无不良反应。
实施例3：吸入药用冻干脂肪纳米微粒粉
取2g两性霉B(抗真菌药)加入100g精制大豆磷脂、150g精制大豆油，经纳米技术处理制成的脂肪乳为黄色透明的。再注乳剂经0.22m滤膜过滤灭菌。灌装到注射安瓿中，每支2.0ml，冷冻干燥、压盖、封口。即得吸入冻干脂肪纳米微粒粉。
也可将冻干吸入剂微粒粉制成颗粒直径0.5-4。n，填充在硬胶囊壳中，每个胶囊0.25g。经此步骤使每个胶束1.25mg两性霉素B。此胶囊可用一种喷雾器一粉末吸入器刺穿，其内容物直接被吸入。
表1 型号 NT1500/5 最大处理量 5L/hr 耗电 1.5KW 最小处理量 30ml 重量 11+36kg 尺寸(控制部) W255×D235×H350(mm)最大压力 1500kgf/cm2 尺寸(运行部) W200×D580VH430(mm) 型号 NP1500/75 最大处理量 75L-500L/hr 尺寸 1200×1000×900(mm) 最小处理量 500ml 重量 400kg 最大压力 1500kgf/cm2 功率 7.5kw 柱塞冷却水 1.51/min以上
表2
表3
表4