（有机化学专业论文）缓释型药物载体明胶微球的制备及降解性能研究.pdf

s t u d yo nt h ep r e p a r a t i o na n dd e g r a d a t i o n p r o p e l u yo fg e l a t i nm i c r o s p h e r e sf o r s u s t a i n e d r e l e a s ed r u gc a r r i e r s at h e s i ss u b m i r e dt o s h a a n x iu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y i i lp a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n tf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro fs c i e n c e t h e s i ss u p e r v i s o r ：p r o f e s s o r l i z h o n g - i i n m a y , 2 0 1 0 缓释型药物载体明胶微球的制备及降解性能研究 摘要 大多低分子药物具有较大刺激性和副作用，较差的药物缓释性，在一定程 度上影响了其临床应用效果。明胶是一种无毒且可降解的天然高分子材料，制 成微球后，其稳定性和强度增加。为了更好地开发利用明胶微球( c g m s ) ，本 文在总结前期工作的基础上，探讨了各因素对合成过程和产品性能的影响，并 利用现代分析测试手段对产品进行结构表征。分别研究了c g m s 在酸环境和 模拟人体消化液环境中的降解过程，由此推测其作为载体时，所负载药物的释 放过程。 采用乳化化学交联法制备c g m s 。选取合适的交联剂，分别考察了搅拌 速度、明胶溶液浓度、水油相比例、体系p h 值、乳化剂用量和乳化温度等因 素对合成工艺的影响。结果表明，最佳合成工艺：搅拌速度为8 0 0 r m i n ，明胶 溶液浓度为0 2 9 m l ，水油比为1 ：2 5 ，p h 值为4 5 ，乳化剂用量为2 ，乳化 温度为6 0 。制备出了平均粒径为1 1 3 p m ，溶胀度为2 0 2 1 3 的c g m s 。 通过对c g m s 粒径大小及分布、溶胀度、表面形态等进行考察，检测微 球的性能。结果表明，所制备的c g m s 粒径分布较均匀，性质稳定，球形较 为圆整平滑。 采用双缩脲法，考察明胶及c g m s 在酸环境中的水解情况。单因素实验 分析表明，适当增长反应时间、升高温度或减小p h 值均有利于明胶或c g m s 酸水解反应的进行，但过高的温度或过低的p h 值会引起蛋白质变性，导致水 解程度减缓。正交实验结果表明，各因素对c g m s 酸水解的影响程度依次为， 时间 温度 p h 值。同时实验还表明，相同条件下，明胶的水解反应较c g m s 更为彻底，这也验证了由于交联结构的存在，c g m s 的稳定性高于明胶。 对水解过程的各项指征分析可知，c g m s 的酸水解过程以3 4 h 间为分界， 前期微球基本维持较为稳定的聚合结构，粒径变化较小，随反应时间的延长， c g m s 的骨架结构开始溶蚀，粒径明显减小。 采用双缩脲法，考察不同交联剂用量的c g m s 在n e 胃液和n e 肠液中的降 解情况。实验结果表明，c g m s 在二者中的降解程度均与反应时间成正比，且 由于明胶的降解相对c g m s 更容易，在相同条件下，交联剂用量少的c g m s 降 解程度大于交联剂较多的c g m s 。 模拟人体消化环境，采用双缩脲法，考察明胶和不同交联剂用量的c g m s 在人工模拟胃液和人工模拟肠液中的降解情况。结果表明，交联剂的用量对 c g m s 在介质中的降解效果影响较大。交联剂用量过多或过少时制备出的 c g m s ，在这两种介质中降解时，会在反应前期出现降解程度过快，或体系内 微球粘连而使降解程度明显减弱的现象，当用作药物载体时，容易造成药物的 突释或浪费。实验结果表明，交联剂用量为l m l 时所制备的c g m s ，在人工 模拟胃液和人工模拟肠液中，其降解程度均随反应的持续进行而不断增大，且 反应较为均匀，有较为理想的降解效果。作为药物载体时，有望减缓负载药物 的突释现象。 实验同时表明，人工模拟肠液对c g m s 的降解能力高于人工模拟胃液， 由此可以推测，用于药物载体时，当载药微球由胃进入肠后，降解反应仍可继 续进行，从而有利于负载药物的充分释放与利用，在一定程度上延长给药时间， 增强药效。 关键词：明胶，微球，载药，水解，酶解 s t u d yo nt h ep r e p a r a t i o na n dd e g r a d a t i o n p r o p e r t yo fg e l a t i nm i c r o s p h e r esf o r s u s t a i n e d r e l e a s ed r u gc a r r i e r s a b s t r a c t m o s tl o wm o l e c u l a rw e i g h td r u g sh a v eg r e a t e rs t i m u l a t i o n , s i d ee f f e c t sa n d p o o r e rd r u gr e l e a s ep r o p e r t i e s ，w h i c ht os o m ee x t e n t ，a f f e c tt h e i rc l i n i c a la p p l i c a t i o n g e l a t i ni san o n - t o x i ca n dd e g r a d a b l en a t u r a lh i 。曲p o l y m e rm a t e r i a l a f t e rp r e p a r e d t o m i c r o s p h e r e s ，g e l a t i n s s t a b i l i t ya n ds t r e n g t h i n c r e a s e i no r d e rt of u r t h e r d e v e l o pa n du t i l i z eg e l a t i nm i c r o s p h e r e ( c g m s ) ，o nt h eb a s i so fs u m m i n gu pt h e p r e l i m i n a r yw o r k , t h i sp a p e rd i s c u s s e d t h ee f f e c to fv a r i o u sf a c t o r so nt h ep r o c e s so f p o l y m e r i z a t i o na n dt h ep r o p e r t i e so ft h ep r o d u c t t h es t r u c t u r e so ft h ep r o d u c t s w e r ec h a r a c t e r i z e db yt h em o d e r na n a l y t i c a lm e t h o d s f u r t h e r m o r e ，t h ed e g r a d a t i o n p r o c e s so fc g m si nb o t ha c i de n v i r o n m e n ta n dt h es i m u l a t e dh u m a nd i g e s t i v e e n v i r o n m e n tw e r es t u d i e d a n dw h e nc g m sw a su s e da sd r u gc a r r i e r , t h er e l e a s e p r o c e s so ft h ed r u gc o u l db ei n t i m a t e d c g m sw e r ep r e p a r e dt h r o u g he m u l s i n c a t i o n - c h e m i c a lc r o s s l i n k i n gm e t h o d c h o o s i n gt h ea p p r o p r i a t ec r o s s l i n k i n ga g e n t , t h ee f f e c t so fd i f f e r e n tf a c t o r so nt h e s y n t h e t cp r o c e s sw a ss t u d i e d t h er e s u l t s s h o w e dt h a tt h eo p t i m u ms y n t h e t i c c o n d i t i o n sa r ea sf o l l o w s ：s t i r r i n gs p e e di s 8 0 0 r m i n ，c o n c e n t r a t i o no fg e l a t i n s o l u t i o ni s0 2 9 m l ，v o l u m er a t i oo fw a t e r o i li s1 ：2 5 ，p hi s4 5 ，t h ev o l u m eo f s p a n 一8 0i s2 ，a n dr e a c t i o nt e m p e r a t u r ei s6 0 c a n dt h ea v e r a g ep a r t i c l es i z ea n d s w e l l i n gr a t i oo f p r e p a r e dc g m sw e r e1 1 3 “ma n d2 0 2 1 3 t h ep r o p e r t i e so fc g m sw a si n v a s t i g a t e db yd i s c u s s i n gp a r t i c l es i z ea n d d i s t r i b u t i o n , s w e l l i n gr a t i oa n ds u r f a c em o r p h o l o g y t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h e p r e p a r e dc g m s h a sm o r eu n i f o r mp a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o n , g o o ds t a b i l i t y , r e g u l a r s p h e r o i dm o r p h o l o g ya n dg o o dl i q u i d i t y b i u r e tm e t h o dw a su s e dt os t u d yt h eh y d r o l y s i sp r o c e s so fc g m si na c i d e n v i r o n m e n t t h es i n g l e - f a c t o ra n a l y s i si n d i c a t e dt h a t , p r o l o n g i n gr e a c t i o nt i m e ， i n c r e a s i n gt e m p e r a t u r eo rd e c r e a s i n gp hw e r ea l la d v a n t a g e o u st ot h ep r o c e s so f i i i r e a c t i o n b u tt h ee x c e s s i v eh i g ht e m p e r a t u r eo re x c e s s i v el o wp hw o u l dm a k et h e p r o t e i nd e g e n e r a t ea n dm a k et h er e a c t i o n1 0 w e r t h eo r t h o g o n a le x p e r i m e n ta n a l y s i s s h o w e dt h a tt h ei n f l u e n c e sb r o u g h tb yf a c t o r sw e r ef o l l o w e d b y ：t i m e t e m p e r a t u r e p hv a l u e 1 1 1 ee x p e r i m e n ta l s oi n d i c a t et h a tb e c a u s et h ee x i s to fc r o s s l i n k i n g s t r u c t u r e ，u n d e rt h es a m ec o n d i t i o n s ，t h eh y d r o l y s i so fg e l a t i ni sm o r et h o r o u g ht h a n t a to f t h ec g m s f r o ma n a l y z i n gt h eh y d r o l y s i sp r o c e s s ，i tc a nb es e e nt h a tt h e r ei sab o u n d a r y a t3 - 4 也t l ec g m sc a nm a i n t a i nt h es t e a d ys t r u c t u r ep r e b a s i c ，a n dp a r t i c l es i z e c h a n g el i t t l ei nt h i sp h a s e h o w e v e r ，w i t ht h et i m ep a s s e d , t h es k e l e t o ns t r u c t u r e b e g a n t ob ec o r r a d e da n dp a r t i c l es i z ed e c r e a s e d r a p i d l y b i u r e tm e t h o dw a su s e dt os t u d yt h ed e g r a d a t i o np r o c e s so fc g m s p r e p a r e d w i t hd i f f e r e n tl i n k i n ga g e n ti nn e g a s t r i cj u i c ea n dn ei n t e s t i n a lj u i c e 1 1 1 er e s u l t s s h o w e dt h a tt h ed e g r a d a t i o nd e g r e ew a sp r o p o r t i o n a lt ot i m e a n du n d e rt h es a m e c o n d i t i o n , t h ed e g r a d a t i o nd e g r e eo fc g m sw i t hl o w e rl i n k i n ga g e n tw a sh i g h e r t h e nt h em o r eo n e u s et h es a m em e t h o dt os t u d yt h ed e g r a d a t i o np r o c e s so f g e l a t i na n dc g m s w i t hd i f f e r e n tl i n k i n ga g e n ta m o u n ti na r t i f i c i a lg a s t r i ca n da r t i f i c a li n t e s t i n a li u i c e t h ee x p e r i m e n t si n d i c a t e dt h a tt h er e a c t i o n sw e r eg r e a ti n f l u e n c e db yl i n k i n ga g e n t a m o u n t ，舛乃e nt h el i n k i n ga g e n tw a sl o w e r , t h ec g m sw o u l dd e g r a d ef a s ta tt h e b e g i n i n go fr e a c t i o n h o w e v e r ，t h ed e g r a d er a t ew o u l dd e c r e a s eo b v i o u s l yw h e na h i g h e rl i n k i n ga g e n ta m o u n tw a su s e d a n dt h er e s u l ts h o w e dt h a tt h ec g m s p r e p a r e db yt h el i n k i n ga g e n ta m o u n to flm lh a sag o o dr e a c t i o nr a t ei nb o t h a r t i f i c i a lg a s t r i cj u i c ea n di n t e s t i n a lj u i c e i tw o u l dr e d u c et h ed r u gb u r s tr e l e a s e p h e n o m e n o na st h ed r u gc a r t i e r ，n l ee x p e r i m e n ta l s os h o w e dt h a tt h ed e g r a d a t i o na b i l i t yo fa r t i f i c a li n t e s t i n a l j u i c eo nc g m sw a sh i g h e rt h a nt h a to fa r t i f i c i a lg a s t r i c j u i c e a n dw h e nc g m s u s e da sd r u gc a r r i e r , a f t e ri tw e n ti n t oi n t e s t i n a lf r o ms t o m a c h ，t h ed e g r a d er e a c t i o n w o u l dc o n t i n u s oi tw o u l db eb e n e f tt of u l l yr e l e a s ea n du s e n e s s ，w h i c ht os o m e e x t e n te r d a a n c et h ed r u g se f f i c a c y k e y w o r d s ：g e l a t i n , m i c r o s p h e r e ，d r u gr e l e a s e ，h y d r o l y s i s ，e n z y m o l y s i s i v 摘要i a b s t r a c t i i i l 弓i 言1 1 1 药物输送系统。l 1 2 微球2 1 2 1 微球的种类2 1 2 2 载体材料3 1 2 3 微球的特点4 1 3 药物释放。4 1 3 1 释药途径5 1 3 2 药物突释5 1 3 3 释药测定技术6 1 3 4 药物微球体外释放度的测定7 1 4 明j 咬7 1 4 1 明胶的组成与结构7 1 4 2 明胶的性质8 1 4 3 明胶的分类8 1 5c g m s 的制备8 1 5 1 单凝聚法一9 1 5 2 复凝聚法9 1 5 3 辐射交联法9 1 5 4 喷雾干燥法9 1 5 5 喷雾交联法9 1 5 6 乳化- 力兀热固化法9 1 5 7 乳化化学交联法lo 1 6 本文的研究目的及主要内容l0 2 空白明胶微球的制备l l 2 1 实验部分1 1 2 1 1 实验仪器与试剂1 1 c g m s 的制备 c g m s 的性质考察 c g m s 的表征。 2 2 结果与讨论 2 2 1 影响因素的研究 2 2 2c g m s 溶胀度的测定 2 2 3c g m s 的表面形态及粒径分布。 2 2 4c g m s 的红外谱图。 2 3 本章小结 3c g m s 的酸降解 3 1 实验部分 3 1 1 实验仪器与试剂。 3 1 2 水解程度测定方法。 3 1 3 明胶和c g m s 的酸水解 3 1 4c g m s 酸水解正交实验 3 1 5 酸水解产物的表征 3 2 结果与讨论 3 2 1 标准曲线的绘制 3 2 2 水解影响因素研究 3 2 3 正交实验分析。 3 2 4c g m s 酸水解过程的表面形态变化 3 2 5c g m s 酸水解过程的红外谱图。 3 3 本章小结 4c g m s 在n e 胃液和人工模拟胃液中的降解 4 1 实验部分 4 1 1 实验仪器与试剂 4 1 2 试剂的配制。 4 1 3c g m s 在n e 胃液中的降解 4 1 4 明胶和c g m s 在人工模拟胃液中的降解 4 1 5 降解产物的表征 4 2 结果与讨论 i l 2 3 4 2 2 2 2 2 8 8 9 o 1 1 1 l l l l l 2 2 2 2 2 3 3 4 4 4 4 7 2 2 2 2 2 2 2 2 8 9 9 l l l 1 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 4 2 2 不同交联剂用量的c g m s 在人工模拟胃液中的降解3 3 4 2 3 降解过程中产物的表面形态变化。3 5 4 2 4 降解过程中产物的粒径变化4 1 4 - 3 本章小结4 2 5c g m s 在n e 肠液和人工模拟肠液中的降解4 3 5 1 实验部分。4 3 5 1 1 实验仪器与试剂4 3 5 1 2 试剂的配制4 3 5 1 3c g m s 在n e 肠液中的降解4 4 5 1 4 明胶和c g m s 在人工肠液中的降解4 4 5 1 5 降解产物的表征4 4 5 2 结果与讨论4 4 5 2 1 不同交联剂用量的c g m s 在n e 肠液中的降解4 4 5 2 2 不同交联剂用量的c g m s 在人工模拟肠液中的降解4 5 5 2 3 降解过程中c g m s 表面形态和粒径的变化4 7 5 3 本章小结一_ 4 8 6总结。4 9 致谢51 参考文献。5 2 攻读学位期间发表的学术论文5 8 原创性声明及关于学位论文使用授权的声明。5 9 i i i 研究 1 引言 药物输送系统就是将药物或其它生物活性物质和载负材料结合在一起，使被负载物质 通过扩散等方式，在一定的时间内，以某一速率释放到环境中或是输送到特定靶组织；主 要包括药物和载体两部纠。 在临床应用上，低分子药物通常具有高效、方便等特点，但同时也因较大的副作用和 较差的药物缓释性而备受关注。大多低分子药物进入人体后，血药浓度波动性大，有峰谷 现象的产生。给药初期，血液中药物浓度往往高于治疗所需浓度，有时甚至会引发过敏、 中毒等症状的出现。而随给药时间的延长，药物浓度则迅速降低到有效治疗浓度以下，影 响治疗效果【2 j 。 近年来，高分子载体微球因其具有的控释性，已成为当前药物新型制剂中最为活跃的 领域之一【3 】。利用共价键结合或简单的聚合反应，将低分子药物连接到本身无药理作用、且 不与药物发生化学反应的高分子材料上，当其进入人体后，高分子的包裹可提高并延长药 物的稳定性和生理活性，使药物的释放达到一定的缓释效果。 而微球作为一种药物载体，具有掩盖负载药物的不良气味及口味、提高药物稳定性、 一定程度上实现药物缓释性等优越性。对具有良好生物相容性和可降解性的高分子载体材 料进行的研究，必将为微球型缓释药物制剂的研究与开发创造更广阔的空间降7 1 。 1 1 药物输送系统 对于药物输送系统的研究与开发一直是生化和医药领域的热点问题，目前多数研究都 集中在“可生物降解 的系统，这种系统在完成载药任务后可被机体代谢掉。现有比较流 行的这类系统包括： a 乳液，尤其是经磷脂稳定处理后的植物甘油三酯昕产生的乳液。对于难溶于水的药物，乳 化反应之前可先溶于油中，所形成小油滴的尺寸多为2 5 0 3 5 0 h m ，此类材料经静脉注射以达到 营养目的已有数十年的历史【8 1 。 b 注射用凝胶：注射用凝胶缓释埋植剂的原理是，选用不溶于水的生物降解聚合物， 溶解在合适的生物相容的溶剂中，形成流动性好的凝胶，再将药物溶解或混悬在凝胶中， 用注射器注射到皮下或其他部位，当含药凝胶遇到水就会凝结、固化、沉淀，形成凝胶骨 架，药物随着聚合物的不断降解、溶蚀而缓慢释放【9 1 。 c 固体脂质纳米粒：固体脂质纳米粒是由多种类脂材料，如脂肪酸、脂肪醇及磷脂等 陕两科技大学硕士学位论文 形成的固体颗粒，其性质稳定，制备较简便，具有一定缓释作用【9 1 。 d 微球，通常由高分子材料经乳化或热交联制备而成，常见直径多在1 - 4 0 n ，在医学 上应用广泛，尤其是对于肿瘤有较好的治疗效梨引。 1 2 微球 载药微球是指药物分子分散或被吸附在高分子聚合物载体中而形成的微粒分散系统 【1 0 】。将药物和高分子载体材料制备成微粒可具有一定的缓释性【1 1 】，延长药物释放周期，减 缓突释效应，充分发挥药效的同时，减轻药物的毒性和不良反应。微球按给药方式的不同 可分为i = 1 服、肌肉、腹腔、动脉栓塞微球等【1 2 1 。国外对微球制剂的研究较为深入，如美国 f l o r i d a 大学、日本城西大学等都设有专门的研究室，而我国在这方面虽然起步较晚，但近 年来发展迅速【l 引。 1 2 1 微球的种类 微球按其载体材料分为可生物降解微球和非生物降解微球两类【1 4 1 。其中，常见的可生 物降解微球主要有：白蛋白微球、聚丙交酯微球、淀粉微球和葡聚糖微球；非生物降解微 球主要包括聚乙烯醇微球和乙基纤维素微囊。 白蛋白化学性能稳定、无毒、无抗原性，是目前比较成熟的一类微球材料，可通过界 面聚合法、热变性法或聚合物分散法制备成球【l 孓1 引。我国已研制出了如丝裂霉素c 白蛋白 微球、链霉素白蛋白微球等，并投入临床用于栓塞的治疗。另外，目前白蛋白颗粒通过凝 聚技术也被制备成小至足以在血液循环中自由运动的颗粒。 s p e n l e h a u e r 【1 9 】采用溶剂蒸发法制得顺铂聚丙交酯微球，所得产物成多孔圆形。而国内 以乳酸乙醇酸共聚物( p l g a ) 为载体材料，通过溶媒蒸发法制备出了抗生育药醋炔酮肟微球， 具有一定的缓释效果 2 0 1 。 淀粉微球方便易得，理化性质可控，是一种较为理想的药物载体，目前在瑞典已有商 品出售。国外g y v e s 、t u m a 、l i n d e l l 等人，分别研究了丝裂霉素淀粉微球的临床应用性、 放线菌素d 淀粉微球的动物实验及其栓塞效果等，均得到了较好的结梨2 1 1 。 人们对葡聚糖微球的关注，始于d i o n 将其用于动脉栓塞治疗肝癌。在国内，北京医科 大学药学院利用经处理后产生游离醛基的葡聚糖与丝裂霉素交联反应，制成含药葡聚糖微 球，通过动物实验，现已临床应用，初步效果较好。 聚乙烯醇( p v a ) 微球是通过乳化聚合法，利用醛醇缩合反应原理制备而成的。将p v a 水溶液与催化剂混合后，加入含有乳化剂的植物油中，搅拌形成w o 型乳剂，持续反应至 p v a 液滴在油水界面上交联成固体微球，洗涤干燥即可。国外虽有关于p v a 微球研究的报 2 己成功应用含5 f u 于动脉栓塞，系我 先利用相凝聚法制 得乙基纤维素苯巴比妥钠微球和异烟腆微球【2 4 2 5 】；此后k a t o 2 6 】用同法制得丝裂霉素微球。 日本将k a t o 所制备的微球用于动脉栓塞治疗肿瘤，效果较为理想。国内已利用溶剂蒸发法 制备出了可自行释药的顺铂乙基纤维素微囊，并正在进一步研究同位素标记的微球制剂， 将动脉栓塞与放疗相结合，提高疗效阶2 引。 此外，近年来还常见磁性微球和免疫微球方面的相关报道。磁性微球在给药后，通过 外磁场作用，可选择性地集中在病灶部位，较好的提高治疗效果。免疫微球是抗体、抗原 被包裹或吸附于聚合物微球上而具有免疫活性的一种微球，可用于肿瘤的靶向治疗或标记、 分离细胞1 1 3 j 。 1 2 2 载体材料 4 一般而言，无机材料和有机材料均可用作微球的壁材，无机微球的材料包括硅胶、陶 瓷、碳等【2 8 2 9 1 。而随着微球用于药物载体方面研究的不断深入，如今多选用高分子材料来 制备药物微球。常见的载体材料包括：天然高分子材料、半合成高分子材料和合成高分子 材料三大类【3 0 。3 5 1 ，详细见表l l 。 表1 1 常见载体材料 t a b1 1t h ec o m m o r lc a r r i e rm a t e r i a l s 目前报道较多的药物微球高分子载体材料主要有t 壳聚糖、环糊精、聚乳酸和聚酸酐 3 陕两科技大学硕l ：学位论文 等。 壳聚糖是植物细胞壁和甲壳类动物中的甲壳素脱乙酰化的产物，其来源广泛，能被生 物体很好的吸收，无毒且抗酸、抗菌、抗凝血效果较好。到目前为止，作为药物载体材料， 壳聚糖已有了纳米粒、膜、微球、片或颗粒等剂型【3 6 】。 关于环糊精衍生物的研究与开发，在很大程度上拓宽了其在药物载体材料领域的应用。 对疏水性环糊精和两亲性环糊精作为药物载体和修饰材料的研究日益表明，环糊精也是一 种较好的靶向制剂载体【3 7 】。 以聚乳酸与其聚羟基乙酸的共聚物作为载体材料时，有良好的生物相容性，在体内易 被水解或酶解为乳酸，无毒副作用和刺激性。多用于口服生物利用度低而又需长期服用的 药物【3 o 】。 聚酸酐是一类新型生物可降解高分子合成材料，遇水会很快降解成为无毒的二酸单体， 这种材料改性及加工容易，表面溶蚀降解性较好，降解速度可控，在药物缓释领域的作用 日益显著【4 1 1 。 1 2 3 微球的特点 高分子微球作为药物载体时具有的特殊性能，主要表现在以下几个方面： a 减少突释效应，增强药物疗效 药物包封在微球内后，控释性能增强，对药物的峰谷现象有一定的改善作用，从而提 高药物疗效，减小其对人体的毒副作用。如马利敏【4 2 】等制备的胰岛素微球，经动物给药实 验后，发现其具有较为明显的降血糖作用，且持续时间可达8 h 以上。 b 提高负载药物的靶向性 采用生物降解性高分子包埋药物，可实现药物的控释或缓释，尤其是剧毒药物( 如抗癌 剂) ，必须尽量减少其对正常细胞的杀伤作用。通过将药物包埋在微球中，并在载体微球表 面接合与病灶细胞有亲和作用的分子，既能保护药物免遭破坏，又能集中于病灶区域经酶 降解逐步释出药物，提高药物对病灶的靶向作用【4 3 1 。 c 实现药物的脉冲式释放 将药物、对电磁或超声波敏感的材料、示踪物及相应的高分子材料共同制成微球，给 药后通过体外监控，待药载微球到达指定治疗部位后，在体外电磁或超声波诱导下，使其 负载的药物得以释放，在提高药效的同时，减少副作用的产生。 1 3 药物释放 4 吸附释放、载体材 a 药物扩散【4 5 】 药物在载体中分散或溶解时，随时间延长，其从核芯到表面的扩散距离增大，释放速 度随之减小。通常情况下，释药量与所用时间的平方根成正比。除了穿透高分子相，药物 分子，尤其大分子，还可由药物溶解时产生的空穴孔道中扩散出来。由于所载药物决定了 此类孔道的孔穴尺寸，所以药物的负载量和颗粒大小对释药性有较大影响。 b 溶蚀释放【4 5 】 高分子主链因水解或酶解而引起的断裂，是直接影响载体材料溶解作用的因素。在交 联键上也可能发生这种断裂，从而使最初的交联高分子也被溶解。此外，高分子侧链的水 解、离子化或质子化也可能会引起载体的溶解作用。 药物的释放很大程度上取决于载体材料的性质，例如，当载体的溶蚀速度低于微球中 负载药物的扩散速度时，释药机理主要是扩散；但当载体更易被分解或降解时，释放机理 则主要是降解。影响微球释药性的主要因素有：药物的解离常数、其在聚合物相及水相 中的扩散能力和分配系数、溶解度等与药物自身相关的特性；高分子聚合物的交联度、 溶胀性、降解特性等与载体材料相关的特性；载药量、扩散剂、介质p h 值等其他方面的 相关因素；以上各因素问的相互影响。 1 3 2 药物突释 载药微球所负载药物的突释现象，一直是药物医学领域重点研究的问题之一。由于难 以控制药物的突释剂量，给药初期，药物在短时间内大量释放，产生较大的副作用，同时 也削弱了药物微球的靶向作用。因此，如何有效的减少药物突释，一直是医药及生化工作 者努力研究的问题。近年来，开发新型可生物降解性高分子载体材料或对药物进行化学修 饰方面的技术不断发展，而这也使得减少药物突释、提高微球控释力方面的研究取得了一 定进展9 1 ，简要介绍如下。 a 药物载体材料方面： 在载体材料中加入疏水性阻滞剂可以增加骨架的密度，减少药物突释。研究发现，具 有疏水性骨架但含有易水解键的聚合物有较好的缓释效果，这种载体上所负载的药物，是 通过载体骨架中化学键的不断水解而缓慢释出的，从而防止了药物因渗透扩散作用发生的 释出。 b 药物自身性质方面： 5 陕两科技大学硕士学位论文 水溶性药物易通过载体微球快速溶出形成突释，而剩余药物又会不断从表面药物释放 后留下的孔径释放。因而制备载药微球前，可利用化学手段对药物加以修饰，减少药物的 亲水性，减缓水溶性药物因给药初期释放速率较快而引起的突释。例如，以聚乳酸为载体 材料所制备的5 氟脲嘧啶2 脱氧核苷( f u d r ) 药物微球载药率低，突释较为严重。但在 f u d r 的羟基上引入四种脂肪酰基后，再和聚乳酸制备成球，载药率提高，且体外释放实验 中未发现有明显的药物突释现象发生。对于水溶性药物，化学修饰可较好的减缓其在体内 的药物突释。 c 微球制备工艺方面： 药物载体微球的制备过程中，乳化过程对微球骨架的控释能力有较大影响。例如，t a b a t a 以聚乳酸为载体材料制成微球，采用复乳一溶剂蒸发技术，将水溶性药物负载于其上，突 释效应明显降低。在微球制备的热固化过程中，微球交联度随固化温度的升高而增强，释 药速率随之减慢。在挥发溶剂固化成球过程中，低温下减压缓慢蒸除溶剂有利于微球形成 致密的表面，减少药物突释。在微球储存时，不适宜的温度和湿度也可能会引起载体的结 晶或降解。另外，射线会使得聚乳酸类聚合物分子的主链或侧链断裂、交联，引起微球孔 径或密度的改变，增大负载药物的突释剂量。 1 3 3 释药测定技术 常用的释药测定方法一般有以下几种【4 5 ，5 0 】： a 定位取样技术： 将微球置于大量释放介质中，不经分离，直接测定体系中固定部位介质药物浓度的测 定方法。它是一种灵敏度较高、且选择性较强的检测方法。但由于释放介质的稀释作用及 载体的影响，易产生测定误差。 b 制样与分离技术： 将微球置于释放介质中，在间隔时间取样，经过滤或离心方法使载体颗粒与释放介质 分离，测定介质中药物浓度的测定方法。此技术要求分离方法快速完全，这对小粒径微球 是比较困难的。 c 膜扩散技术： 将微球混悬于少量介质中，经透析膜将两者分开，药物经膜扩散至释放介质中，定时 测定介质中药物含量的方法。当药物释放是由于载体崩解或溶解时，此技术误差较小。在 此技术中，药物释放速率取决于载体的性质及在介质中的降解能力。 d 动态透析技术： 以膜扩散技术为基础，在透析膜外加以搅拌，使溶出介质处于动态，保证微球在透析 6 缓释颦药物载体明胶微球的制备及降解性能研究 膜内的混悬状态与释放体系的浓度平衡。 1 3 4 药物微球体外释放度的测定 目前，微球制剂的体外释放度测定时，多是由研究人员自行设计实验方案。药物体外 释放度测定时，一般根据药物微球的给药途径，使药物的释放条件尽可能模拟人体内环境， 测定温度般为3 7 。c 【5 0 1 。常用的方法有培养法【5 l 】、透析法【5 2 1 等。 培养法( i n c u b a t i o nm e t h o d ) ：亦称提取法，是指将一定量的微球直接置入一定体积的 释放介质中，在一定频率下不断振荡，并定时取样，测定不同时间下药物的释放剂量。 透析法( d i a l y s i sm e t h o d ) ：将一定量的微球放入透析袋，置于相应的介质中，选取5 0 7 5 r m i n 或l 周数次的振荡频率振荡1 5 3 】，定时取样，测定药物释放剂量。 1 4 明胶 明胶无毒、具有凝胶性，几乎无抗原性，生物降解性、生物兼容性及生物粘附性好， 便宜易得，是一种性能优越的天然高分子材料。明胶经交联固化后，可形成具有一定强度 和稳定性的结构，在工业生产和日常生活中有着非常广泛的应用。用其作为药物载体材料 时，具有一系列优良特性，有着良好的应用前剥州。 1 4 1 明胶的组成与结构 明胶是动物胶原蛋白部分水解的产物，是由1 8 种氨基酸组成的复杂蛋白质大分子直链 聚合物。当不溶于水的胶原与水共热时，其分子链断裂并生成分子量较小( 1 5 x 1 0 4 一2 5 x 1 0 4 ) 的明胶。而胶原是一种纤维蛋白，广泛存在于动物的结缔组织和硬骨料组织中。 在明胶组成中，含量较多的氨基