（化学工程专业论文）预防肝性脑病的去氨微乳原位凝胶的研究.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 血氨升高是引起肝性脑病的主要原因。目前临床上主要通过灌肠手段降低结肠氨浓 度，预防肝性脑病的发生，但多数患者不愿配合这种较痛苦且操作不便的治疗方法。口 服试剂的出现改善了这种情况，包括口服乳果糖或抗生素，前者在肠道酶的作用下，会 分解出醋酸，中和肠道中的氨：后者通过降低肠道酶的生理活性，减少肠道氨的产生量， 但这两种药物的实际去氨效率较低，而且都伴有不同程度的副作用。针对以上问题，本 文制备出一种新型的口服制剂用于清除肠道毒素氨，将醋酸微乳包裹于p h 敏感型的原 位凝胶中，通过海藻酸钠在人体内不同的p h 环境下的胶凝变化，将醋酸微乳保护在凝 胶内送至结肠，避免了单一微乳在胃和小肠中体系结构的变化引起的药效不佳，提高结 肠氨的清除效率，进而预防肝性脑病的发生。 本文选用具有生物相容性且不被人体分解或吸收的二甲基硅油作为醋酸微乳的油 相，通过对该微乳伪三元相图的研究，优化了具有较高溶水量微乳的制备条件：表面活 性剂t w e e n 8 0 与助表面活性剂乙二醇或l ，2 丙二醇的质量比为l ：l ，形成混合表面活性 剂，油与混合表面活性剂的质量比为2 ：1 ，微乳的内水相为含0 0 1 m o l l n a c l 的醋酸溶 液。优化条件下w o ( 油包水) 微乳体系的溶水量为2 0 左右，达到本文药用微乳的要求。 进一步增加内水相，该微乳不存在由w o 型向o w 型的转相行为，防止了药物的突释， 为下一步制备微乳原位凝胶清除肠道毒素氨打下基础。 利用海藻酸钠的p h 敏感特性，将醋酸微乳包裹在海藻酸钠溶液中制备新型的醋酸 微乳原位凝胶体系，分别考察了该体系和单一微乳的体外实验，对比了两种体系清除结 肠氨的效率。结果显示，海藻酸钠凝胶保护了微乳在胃液和小肠液中不被破坏，将该载 药微乳送至结肠用于清除毒素氨，除氨效率由单一微乳的3 9 2 4 提高到微乳原位凝胶 的5 8 2 9 ，较高效的清除了人工结肠液中的氨，且该去氨微乳原位凝胶在常温下能稳 定保存1 3 0 天以上。相应的微乳原位凝胶的制备条件为：按体积比1 ：1 将醋酸微乳包裹 在海藻酸钠溶液中，微乳中醋酸的浓度为3 0 5 0 ，海藻酸钠溶液的浓度为4 。 初步动物实验证明，微乳体系在大鼠体内的变化和微乳的体外实验是一致的，微乳 在胃中溶胀为乳液，在小肠和结肠中仍为乳液。灌药后的大鼠结肠的p h 由7 9 降低到 7 5 ，有一定的除氨效果。微乳原位凝胶体系的动物实验将迸一步展开。 关键词：肝性脑病；氨；醋酸；微乳原位凝胶；海藻酸钠 预防肝性脑病的去氨微乳原位凝胶的研究 r e m o v i n ga m m o n i ab ym i c r o e m u l s i o n i ns i t ug e lf o rp r e v e n t i n g h e p a t i ce n c e p h a l o p a t h y a b s t r a c t t h ei n c r e a s eo fb l o o da m m o n i ai st h em a i nc a u s eo fh e p a t i ce n c e p h a l o p a t h y ( h e ) e n e m ai st h em a i nc l i n i c a lm e a s u r et oe l i m i n a t ea m m o n i ai nt h ec o l o nt op r e v e n th e ； h o w e v e r 。m o s tp a t i e n t sw o n ts u f f e rt h i si n c o n v e n i e n tm e a s u r e t h ep r e p a r a t i o no fo r a ld r u g s y s t e mi m p r o v e st h ec i r c u m s t a n c e s l a c t u l o s e w h i c hc o u l db ed e c o m p o s e dt oa c e t i ca c i db y e n z y m e si nt h ec o l o nt oe l i m i n a t ea m m o n i a ，a n da n t i b i o t i c s ，w h i c hc o u l dd e c r e a s et h e a m m o n i ay i e l db ym a k i n gt h ep h y s i o l o g ya c t i v i t yo fe n z y m e sd o w n ，b u tt h ea m m o n i a - r e m o v e de f f i c i e n c yo ft h e s et w od r u g si sr e l a t i v e l yl o w ，a l s oa c c o m p a n y i n gt h es i d ee f f e c t c o n s i d e r i n gt h i ss i t u a t i o n ，an e wo r a lr e a g e n tw a sp r e p a r e dt oe l i m i n a t ea m m o n i at op r e v e n t h e ，b ye m b e d d i n ga c e t i ca c i dm i c r o e m u l s i o ni np h s e n s i t i v ei ns i t ug e l ( s o d i u ma l g i n a t e ) w h i c hc o u l dp r o t e c tm i c r o e m u l s i o nf r o mb e i n gd e s t r o y e di ng a s t r i ca n ds m a l li n t e s t i n ew i t h d i f f e r e n tg e l a t i o ni nv a r i o u sp he n v i r o n m e n ta n df i n a l l yt a k ea c e t i ca c i dm i c r o e m u l s i o nt ot h e c o l o n ，a n dt h i si n c r e a s e dt h ee f f i c i e n c yo fe l i m i n a t i n ga m m o n i a p o l y d i m e t h y ls i l i c o n eo i l ( p d m s ) w h i c hi sn o ta b s o r b e d ，d e g r a d e da n d i sb i o c o m p a t i b l e w i t ht h eb o d yw a sc o n s i d e r e da sm i c r o e m u l s i o no i lp h a s e ，a n db yi n v e s t i g a t i n g i t s p s e u d o - t e r n a r yp h a s ed i a g r a m ，t h em o r eo p t i m a lp r e p a r a t i o nc o n d i t i o n s o fh i g hw a t e r s o l u b i l i z a t i o no fm i c r o e m u l s i o nw e r ed e t e r m i n e dt h a tt h et w e e n 8 0w a sa ss u r f a c t a n t ， e t h y l e n eg l y c o lo r1 , 2 一p r o p a d i o lw a sa sc o s u r f a c t a n t ，t h em a s sr a t i ob e t w e e nt w e e n 8 0a n d c o s u r f a c t a n tw a s1 ：1 t h a to fo i lt ot w e e n 8 0a n dc o s u r f a c t a n tw a s2 ：1 ，a n dt h ea c e t i ca c i d s o l u t i o nc o n t a i n i n g0 01m o l ln a c lw a sa si n n e rw a t e rp h a s eo fm i c r o e m u l s i o n u n d e rt h e a b o v ec o n d i t i o n s t h ew a t e rs o l u b i l i z a t i o nc o u l db ea r o u n d2 0 w h i c ha c h i e v e dt h ed r u g - l o a d e da m o u n to fa c e t i ca c i dm i c r o e m u l s i o n a d d i n gm o r ew a t e ri n t ot h i sm i c r o e m u l s i o n ， t h e r ew a sn op h a s ei n v e r s i o no fm i c r o e m u s l i o nf r o m | q 埯。嘁w h i c he n s u r e dn od r u g b u r s tr e l e a s eo ft h es y s t e ma n dt h i sl a i dab a s i sf o rp r e p a r a t i o no fm i c r o e m u s l i o n - i ns i t ug e l t h en e ws y s t e mo fa c e t i ca c i dm i c r o e m u l s i o n - i ns i t ug e lw a sp r e p a r e db yd r o p p i n g a c e t i ca c i dm i c r o e m u l s i o ni n t os o d i u ma l g i n a t es o l u t i o n ，b a s e do nt h ep h - s e n s i t i v i t yo f s o d i u ma l g i n a t e t h ec o m p a r i s o no fi nv i t r oe x p e r i m e n tb e t w e e na c e t i ca c i dm i c r o e m u l s i o n a n da c e t i ca c i dm i c r o e m u l s i o n i ns i t ug e ls h o w e dt h a tt h es o d i u ma l g i n a t eg e lc o u l dp r o t e c t a c e t i ca c i dm i c r o e m u l s i o nf r o mb e i n gd e s t r o y e di ng a s t r i ca n ds m a l li n t e s t i n e ，w i t ht h e i n c r e a s e da m m o n i a - r e m o v e de 伍c i e n c yf r o m3 9 2 4 o fs i n g l em i c r o e m u s l i o nt o5 8 2 9 o f i i 大连理工大学硕士学位论文 m i c r o e m u l s i o n - i ns i t ug e l ，a n dt h i s a m m o n i a r e m o v e dm i c r o e m u l s i o n i ns i t u g e lc o u l d p r e s e r v ef o rm o r et h a n13 0d a y sa tr o o mt e m p e r a t u r e t h eo p t i m a lp r e p a r a t i o nc o n d i t i o n so f s u c hm i c r o e m u l s i o n - i ns i t ug e lw e r et h a tt h ea c e t i ca c i dm i c r o e m u l s i o nw a se m b e d d e di nt h e s o d i u ma l g i n a t es o l u t i o nw i t hv o l u m er a t i oo f1 ：l ，t h ea c e t i ca c i dc o n c e n t r a t i o nw a s 3 0 一5 0 ，a n dt h es o d i u ma l g i n a t ec o n c e n t r a t i o nw a s4 t h ei n i t i a la n i m a le x p e r i m e n ts h o w e dt h a tt h e r ew a sn od i f f e r e n c eb e t w e e ni nv i t r o e x p e r i m e n ta n di nv i v oe x p e r i m e n tw i t ha c e t i ca c i dm i c r o e m u l s i o n ，a n dt h i sm i c r o e m u l s i o n s w e l l e di n t oe m u l s i o ni nr a t ss t o m a c h ，s t i l lb e i n ge m u l s i o ni ns m a l li n t e s t i n ea n dc o l o n 1 1 1 e p hi nr a t sc o l o nd e c r e a s e df r o m7 9t o7 5a n di ts h o w e da c e t i ca c i dm i c r o e m u s l i o nc o u l d i m p r o v e r a t7 sc o l o ne n v i r o n m e n tt os o m e e x t e n t t h ea n i m a l e x p e r i m e n t w i t h m i c r o e m u l s i o n i ns i t ug e lw i l lb ec a r r i e do u t k e yw o r d s ：h e p a t i ce n c e p h a i o p a t h y ：a m m o n i a ；a c e t i ca c i d ；m i c r o e m u l s i o n i n s i t ug e l ；s o d i u ma l g i n a t e - i i i 大连理工大学学位论文独创性声明 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文题目：最翻姚吕鸯粼麦垒弛蘑盔艘睡盔纽氩 作者签名：彰堕孟日期：么型墨年z _ 月正日 大连理工大学硕圭学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间 论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有 权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文题筒： 作者签名： 导师签名： 日；拥：勉墨年二乙月j l 日 日期：赳年牟月罩日 大连理工大学硕士学位论文 引言 肝性脑病( h e p a t i ce n c e p h a l o p a t h y ，h e ) 是由于肝脏严重损害，肝细胞功能 衰竭，不能清除血液中的有毒代谢产物，或由于门静脉与体循环发生直接沟通， 有毒物质未经肝脏处理而进入血液循环，引起中枢神经系统功能失调，以中枢神 经系统代谢紊乱为特点并出现意识行为改变或昏迷的临床综合征。目前，h e 的 发病机制并不明确，主要包括氨中毒学说、y 氨基丁酸苯二氮卓( g a b a b z ) 复 合受体假说、假性神经递质学说及血浆氨基酸失衡学说等，其中氨中毒学说占主 导地位。该学说认为氨主要通过干扰脑的能量代谢引起h e 的发生。因此有效降 低血氨浓度，对治疗肝性脑病患者具有重大意义。 氨主要产生于人体胃肠道，尤其是结肠部位，由于肝病患者肝功能减退，不 能对其进行解毒，从而引起氨弥散至血液引发了肝性脑病，因此及时降低肠道氨 的浓度可以预防he 的发生。现阶段临床采用的方法主要是灌肠及口服可以酸化 肠道的药物，前者由于操作的不便，患者通常不愿配合；后者的临床研究证明， 这些药物清除氨的效率并不理想，而且伴有一定的副作用。因此，开发一种新型 清除毒素氨的药物体系对治疗肝性脑病有积极的意义。 微乳由于其高稳定性，比表面积大，药物利用率高等优点吸引了众多研究者， 但微乳口服后其结构随着生理环境的改变而出现变化，影响其担载的药物的疗 效。原位凝胶凭借其在生理环境下不同的作用机制，被学者视为一种有着良好发 展前景的药物载体。因此，利用原位凝胶在不同生理环境下对药物的不同控释效 果，将两种药物载体结合起来，控制微乳在人体内的变化，开发一种智能型的药 物载体，将其用于清除肠道毒素氨，达到预防肝性脑病的目的。 本文欲制备一种包裹醋酸的微乳，将其作为清除氨的主要药物体系；将该微 乳包裹在ph 敏感型的原位凝胶中，通过原位凝胶在不同ph 的生理环境中的作 用机制，保护微乳在胃及小肠中不被破坏，将微乳送至氨产生的主要场所结 肠，实现较短时间内清除毒素氨的目的，为肝性脑病的预防开发出一种更有效地 去氨口服试剂，同时为研究结肠靶向药物体系打下了良好的基础。 预防肝性脑病的去氨微乳原位凝胶的研究 1文献综述 1 1 肝性脑病 1 1 1 肝性脑病概述 肝性脑病( h e p a t i ce n c e p h a l o p a t h y ，h e ) 是指由各种急、慢性严重肝脏疾病 或失代偿性肝硬化、门一体静脉分流引起的，以机体代谢紊乱为基础，神经精神 症状为主要表现的中枢神经系统功能失调，并出现意识障碍、行为失常和昏迷等 症状的临床综合础1 1 。肝病患者并发h e 时会导致疾病加剧甚至死亡，国外报道肝 病患者h e 发病率为1 0 8 4 。我国乙型肝炎感染者约占人口1 0 ，约一亿三千 万，均存在发生肝硬化甚至肝癌的潜在危险，而仅肝硬化并发的h e 且f l 可达7 0 。 可见，肝性脑病的发生带给肝病患者极大的痛苦，严重危害人们的健康和影响患 者的生活质量，是肝脏疾病死亡的原因之一。 迄今为止，肝性脑病的发病机制尚未明确，多数学者经过研究发现，认为肝 性脑病是一种或几种因素共同作用的结果，如血氨过高、氨基酸失平衡、假性神 经递质、y 一氨基丁酸和内源性苯二氮卓等【2 】。这些因素的共同之处是：机体正常 时，主要来源于肠道的毒素，在肝内进行代谢解毒，不进入体循环和脑组织，因 而对人体没有明显的害处。对于急、慢性肝病患者，由于肝细胞大量坏死、有效 肝细胞总数明显减少，或存在着肝内和肝外的门一体侧支循环，因此产生于肠道 内的氨、胺类、y 一氨基丁酸、硫化物和硫醇类等有害物质【3 】直接进入体循环， 导致大脑功能障碍。在这几种因素中，血氨升高一氨中毒假说【4 】占主导地位。 1 1 2 氨中毒假说 自1 8 7 7 年e c k 首创了门腔分流术以后，研究者注意到血氨增高会引起脑功能 障碍。血氨主要来自肠道、肾以及骨骼的生成，但胃肠道是氨的最主要来源场所， 正常人胃肠道每日产氨4 9 ，占机体产氨总量的9 0 ，肠道氨来自于：蛋白质被 消化成氨基酸，在细菌释放的氨基酸氧化酶作用下产氨；大量细菌产生的尿毒 酶分解由血液弥散进入的尿素生成氨。而且胃肠道也是氨进入血液中的主要门 户，形成氨的部位主要在结肠，当肠内p h 6 时，非离子型氨大量弥散至血液，正 常情况下机体可以通过肝、肾代谢将毒素氨清除；当肠内p h 6 时，氨从血液转至 肠腔，可从肠道排泄。当有机体遭遇严重肝功能损害或明显门体分流时，消化吸 收功能降低，肠道细菌活跃，分解蛋白质，产氨增多，而这时氨已经不能经由代 谢清除，直接进入体循环，透过血脑屏障，对中枢神经系统产生毒性，干扰了脑 大连理工大学鼷学使论文 的熊量代谢，导致肝性脑病的发生。可见，盘氨升高既是造成翳性脑病发生的诱 因，也是加重肝性脑病的原因，因此去氨成为预防肝性脑病的主要酗标。 。1 。3j l 于性脑瘸的预防和研究现状 氨中毒假说在肝性脑病相关研究中占主导地位，因此，现阶段对肝性脑病的 预防手段主要是减少体内氨的产生，降低体内氨的浓度。网前对于渣除毒素氨， 临床上采用了不同的措施： ( 1 ) 直接作用于结肠部位。灌肠是肝性脑病临床治疗的主要措施。如，和红 霞【5 】将生大黄粉与食醋共同瘸子灌肠术来降低肠道氨的浓度。程铭强】采震中药保 留灌肠术用于临床氨的清除，效果较明显。赵天群【7 】将西药用于灌肠术研究对毒 素氨的清除，可有效降低氨的产生和吸收。杨振- - 8 】将常见的醋酸灌肠手段混合 甲硝唑溶液观察其临床作用，结果显示醋酸加甲硝睦溶液保留灌肠较单纯醋酸保 留灌肠能够取得更好的疗效。上述临床研究都证明，保留灌肠措施能有效清除毒 素氨，然而灌肠等手段往往操作不便，野病患者多不配合，作为预防手段难以被 患者接受。 ( 2 ) 口服不被人体吸收的双糖或抗生素。耳前乳果糖翻乳梨醇仍为h e 治疗 的主要药物。乳果糖、乳梨醇两种双糖在人体内不会被吸收，在结肠中被乳酸菌 属和粪链球菌分解为乳酸和醋酸以酸化肠道，达到减少氨的生成和吸收的目的 防斓。但这些不吸收的双糖会弓l 超一些不良反应，如腹胀、腹痛和腹泻。此外， 应用一些不吸收抗菌药物，如口服新霉素、卡那霉索、替硝唑，利福昔明等以减 少细菌对蛋自质的分解，从而减少氨和内毒素的产生e l m 3 】。m a s 对比了利福昔明 和不吸收的双糖预防h e 的效果，证明两种药物都能预防h e 的发生，利福昔明有更 好的安全性和耐受性【1 4 1 。但由于h e 属晚期肝病，多数患者肝肾功异常，不适于 长期应用抗生素，丽且露前也没有一种抗生素能特别有效防治h e 1 5 - 1 7 。 ( 3 ) 改善肠道菌群环境。补充有益生物菌，调整肠道菌群，减少肠源性毒物 的生成，能够降低肠道p i 值。s o l g a 认为有益生物制裁能够促进肠道有益生物菌 的生长或促进有益生物菌分泌有益成分，从而降低肠道氨含量f l 耻。刘建生通过 研究也认为益生菌治疗能降低血氨，改善智力测验和降低h e 发病率【1 9 1 。 ( 唾) 其他脱氨药物的应用，如谷氨酸钠与谷氦酸钾、精氨酸、门冬氨酸铘镁 和l 一鸟氨酸l 一灭冬氨酸( o a ) 等。上述药物虽能预防h e ，但有的有明显 的副终用，如激，因此，需要进一步对这些药物进行憔床研究 2 0 j 。 上述临床措施研究表明，有的预防方法虽可以有效清除氨，但治疗手段需要 进一步改进；其他口服药物虽然减轻了患者的痛苦，但仍没有达到短时间内清除 氨的掰的，虽存在不同程度的副作用。因此，部分研究者试图从不霹的方向找寻 预防肝性脑病的去氨微乳原位凝胶的研究 更有效的清除毒素氨的方法。一些研究者从液膜应用 2 1 - 2 2 】得到启发，研究适用于 清除人体内毒素氨的新型液膜。a s h e r w j 等【2 3 ，2 4 1 制成一种分别包封尿素酶和酒石 酸的二元液膜体系可捕集肠道中的氨；进一步通过动物实验证实用内相为盐酸的 液膜可增加毒素的清除率，并能在胃肠道复杂的环境中发挥作用。中国科学院大 连化学物理研究所和大连医科大学前身一大连医学院合作制备了一种内相包封盐 酸的稳定的w o 型( 油包水) 乳状液膜甲1 号治疗氨中毒效果明显【2 5 1 。然而 乳化液膜不稳定的热力学性质，一直阻碍了其在生物医药上的进一步研究。 综上所述，对于h e 的预防，现阶段研究主要分为两种方式：一种是已经用 于临床观察的部分药物，但是无有力证据证明这些药物可以在较短时间内有效清 除氨；另一种是可以有效清除氨的乳化液膜载药体系，但其热力学不稳定性一直 阻碍了乳化液膜在生物医药方面的进一步发展和应用。因此，找寻一种能在较短 时间内有效清除毒素氨，并能实现临床应用的药物体系，是预防肝性脑病的关键 之处。 1 2 微乳液 1 。2 1 微乳液简介 h o a r 和s c h u l m a n 2 6 1 9 4 3 年首次报道了一种分散体系：水，油( 有机溶剂) 与大量的表面活性剂和助表面活性剂混合能自发形成透明或半透明的体系。经证 实，这种体系是一种分散体系，可以是油分散在水中( 0 w 型) ，也可以是水分 散在油中( w o ) ，分散相质点为球形，半径非常小，通常为1 0 1 0 0 n m 范围，为 热力学稳定体系。1 9 5 9 年，s c h u l m a n 等【2 7 】首次将该体系称为“微乳状液”或“微 乳液”( m i c r o e m u l s i o n ，m e ) 。 微乳液通常是由碳氢化合物的油、表面活性剂、醇类的助表面活性剂和水或 电解质水溶液组成的透明的、各向同性的热力学与动力学稳定的分散体系。微乳 液除了有高度的稳定性，还具有粘度低、分散型好、增溶性好以及粒径小等优点， 因此近年来在药物制剂以及生物医药等领域得到了越来越多的重视。 1 2 2 微乳液形成理论 ( 1 ) 增溶理论【2 8 】 该理论认为微乳是长大的胶束。当表面活性剂在水中的浓度大于其临界胶束 浓度时，就会形成胶束，此时加入助表面活性剂和油相，油相或水相会增溶于胶 束或反胶束中，溶胀到一定粒径范围内，就会形成微乳液。增溶和胶束溶胀均能 自动进行，因此微乳化也能自发进行，所以形成的微乳液是热力学稳定体系。可 大连理工大学硕士学位论文 见，增溶作用是微乳自发形成的原因之一。但此理论无法解释为何只要乳化剂的 浓度大于临界胶束浓度即可产生增溶作用，而此时并不一定形成微乳液。 ( 2 ) 混合膜理论 该理论认为界面张力在微乳形成过程中起着重要作用。在混合界面膜的两侧 形成具有不同特性的油膜和水膜两个界面，又称为双层膜。当界面张力y o 时，即表面活性剂和助表面活性剂形成的混合膜具有瞬时的负界面张力眇j ，微 乳自发形成；y 逐渐上升到y = 0 时，微乳能够形成，因此微乳是热力学稳定体 系。界面膜最初为平板状，由于两侧膜压不同，引起膜的一侧扩张而造成膜的弯 曲，直至形成膜压稳定的油包水型或水包油型微乳液；两侧膜压相等时形成层状 液晶。 ( 3 ) 穿流理论p 州 油包水和水包油是两种被广泛接受的微乳结构。在对微乳结构进行研究的过 程中，对于大多数微乳体系，都会观察到微乳结构的转变，即水包油型转相为油 包水型，或油包水型转向为水包油型。对于这一转变过程，存在较大的争议：相 转变是如何发生的而又没有引起微乳中的相分离。m b o r k e v e c 提出穿流理论： 自w o 型转变为o w 型微乳，经过双连续相。该理论认为，w o 型微乳中连续相 为油相，随着水相的增加，水滴簇长大，达到一定的油水比例时，分散的水相开 始转变为连续的水相，此为水相的穿流界限，当水相含量继续增高，不再有游离 的水滴簇，水相变为连续相，同样的情况也适用于o w 型微乳液。 1 2 3 微乳液分类 微乳液是由油、水、表面活性剂组成的透明体系。一般情况还需要加入助表 面活性剂以形成热力学稳定的微乳液。由于微乳分散相的液滴尺寸远小于可见光 的波长，因此形成视觉透明的体系。微乳液和传统乳液有本质的区别。传统的乳 液虽然在一段时间内是动力学稳定的，但是最终会发生相分离。与传统乳液不同， 微乳液是热力学稳定的，其微观结构不随时间变化的混合物。微乳液可以分为四 种：w i n s o ri 型、w i n s o ri i 型、w i n s o ri i i 型和w i n s o ri v 型。w i n s o r 型微 乳液的分类如图i 1 所示，w i n s o ri 型微乳液是水包油型微乳液和过量的油相 共存的两相微乳液体系；w i n s o ri i 型微乳液是油包水和过量水相共存的两相微 乳液体系；w i n s o ri i i 型是过量的油和水与双连续相微乳液体系共存的三相微 乳液体系；w i n s o ri v 型微乳液是单相微乳液，它可以是正相微乳液( o w 型) 、 反相微乳液( w o 型) 或者双连续相微乳液。 预防肝性脑病的去氨微乳原位凝胶的研究 2p h a s e s3p h a s e s1p h a s e | o e x c e s s w a t e r o m w w i n s o riw i n s o ri iw i n s o ri i iw i n s o ri v 图1 1 微乳液的分类 f i g1 1c l a s s i f i c a t i o no fm i c r o e m u l s i o n 1 2 4 微乳液的制备 微乳液常规制备方法有两种【3 l 】，一种是把有机溶剂、水和表面活性剂混合 均匀，然后向该乳液中滴加链长适中的醇，当分散相的液滴尺寸小于可见光的波 长时，体系会突然变得透明，此时就得到了徼乳液，这种方法称为s c h u l m a n 法； 另一种是把有机溶剂、醇、表面活性剂混合为乳化体系，向该乳化液中加入水， 体系也会在瞬间变成透明，称为s h a h 法。 1 2 5 微乳液的研究方法 ( 1 ) 亲水亲油平衡值( h y d r o p h i l e - l i p o p h i l eb a l a n c e ，h l b ) 法 在药剂学中，对于微乳的研究，首选方法是亲水亲油平衡值法，即根据表面 活性剂h l b 值来研究微乳的相态。微乳主要由油、水、表面活性剂以及助表面活 性剂组成。在研究中首先应依据油的性质和目标微乳的类型选择合适的表面活性 剂。一般认为h l b 值在4 7 的表面活性剂可形成w o 型微乳，h l b 值在1 4 - 2 0 可形 成0 w 型微乳，h l b 值在7 一1 4 的表面活性剂可形成转相的微乳( w o 或o w ) 。其次 选择合适的助表面活性剂，如低级醇、有机胺、烷基酸和聚氧乙烯脂肪酸酯等。 助表面活性剂的存在，在油水界面形成了复合界面膜，降低了界面张力和界面 刚性，提高了界面膜的柔顺性。当确定了适合油相的表面活性剂和助表面性活性 剂后，微乳的组成通常采用伪三元相图进行工艺研究，特别是在药剂学的研究中， 固定油相或水相，绘制水( 或油) 一表面活性剂一助表面活性剂一水四元体系的伪三 元相图，求得组成微乳的相区。a b o o t a z e l i 3 2 】等采用月桂酸异丙酯为油相、磷 大连理工大学硕士学位论文 脂为表面活性剂，分别以正丙醇、异丙醇、正丁醇和异丁醇为助表面活性剂，绘 制了相应的微乳相图。也可根据需要选用几种不同的表面活性剂混合使用，可形 成固态微乳或相变微乳【3 3 1 。 ( 2 ) 相变温度法( p i t ) 该方法是研究在一定温度下，微乳中各成分对微乳相行为的影响，以及温度 的改变对微乳相行为的影响。温度对表面活性剂在溶液中分布的影响是一个复杂 过程。通常温度对非离子型表面活性剂的影响大于离子型表面活性剂。对于非离 子型表面活性剂，温度可以破坏表面活性剂和水形成的氢键，因此影响了表面活 性剂的h l b 值，可以由亲水( 油) 性表面活性剂转变为亲油( 水) 性表面活性剂。 引起表面活性剂这一变化的温度，即为相转变温度( p h a s ei n v e r s i o n t e m p e r a t u r e p i t ) 。某些非离子型表面活性剂在相转变温度( p i t ) 时具有极低的界 面张力，可单独形成微乳【2 8 1 。对于离子型表面活性剂，温度的改变会引起表面 活性剂分子间的静电斥力和吸引力，从而引起微乳中表面活性剂在各相中的分 配，进而影响了h l b 值。 ( 3 ) 盐度扫描法 盐度扫描法主要是研究离子型表面活性剂形成微乳的条件之一。电解质可以 降低包围离子型表面活性剂极性端的离子氛围厚度，进一步降低了表面活性剂分 子极性端之间的排斥力；当形成微乳时，表面活性剂更多的分布于油水界面膜上 或油相中。当固定了表面活性剂和助表面活性剂的浓度，不同浓度的电解质会对 微乳的相行为产生影响。这种影响表现为，当体系的表面活性剂浓度，以及油 水比( 常定为1 ) 确定，改变体系的盐度，随着电解质的增加，微乳可从w i n s o r i 型经w i n s o r i i i 型转变为w i n s o r l i 型。但并不是所有的体系都能出现此种转变。 1 2 6 微乳作为药物载体的研究进展 药物载体是指能够改变药物进入体内的方式和在体内的分布，控制药物的释 放速率，并将药物输送往靶向器官的物质，是人们转换药物剂型的一种有效方式。 理想的药物载体可以防止药物在体内的局部浓度过高、刺激或损伤某些器官，避 免药物的过早降解、失活、排泄以及发生人体免疫反应，从而达到控释、缓释和 靶向的目的。 1 9 7 4 年，a t t w o o d 3 4 】等首次报道了有关微乳作为药物载体的研究。1 9 8 7 年 b h a r g a v a 发表了一篇关于微乳载药体系的综述，此后微乳作为药物载体真正引起 人们的兴趣。 微乳作为极具潜力的新型药物载体，具有其它药物载体不可比拟的优点【3 习： 呈各向同性的透明液体，热力学稳定，可过滤灭菌，易于保存；微乳多为自 预防肝性脑病的去氨微乳原位凝胶的研究 发形成，不需外力做功，制备工艺简单；可同时增溶不同脂溶性的药物；低 黏度，注射时不会引起疼痛，不会引起变态反应和脂肪栓塞；药物的分散性好， 利于吸收，提高了药物的生物利用度；增大水溶性差的药物溶解性，提高易水 解药物的稳定性，可作为缓释给药系统或靶向给药系统。 ( 1 ) 口服微乳剂 将疏水性药物制成微乳口服制剂，适于儿童和不能吞服固体制剂的患者服 用，可以作为某些药物的理想载体，如甾体药物、激素、利尿药和抗生素等。多 肽类药物胰岛素，直接口服后会被胃、肠蛋白酶破坏，几乎失效，临床上主要依 靠注射给药。根据结肠中含肽酶少、活性低、淋巴吸收量大的特点，结肠可视为 理想的多肽类药物的吸收场所。孟博宇【3 6 】等将胰岛素制成微乳，将胰岛素用辛 癸酸甘油三酯包埋，结果显示该微乳制剂对胰岛素有显著的促吸收作用，促吸剂 s n a c 可以协同易发生转相的w o 型微乳显著增加胰岛素在肠道中的吸收。环胞 素a ( c s a ) 是一种强效的免疫抑制剂，经常用于器官移植患者的术后治疗。其相关 微乳是目前应用最广泛的微乳制剂，临床肾移植患者试用证明【3 7 1 ，可提高c s a 的 体内血药浓度，从而降低给药剂量，减轻药物的不良反应，使肾移植的排斥作用 发生率降低，作用安全有效。 ( 2 ) 局部给药微乳制剂 口腔、鼻、眼睛和皮肤等部位发生病变时，局部给药可以最大程度的保护正 常部位的菌群不被破坏，而且用药部位的药物浓度大，能保证药物较好的发挥作 用。 眼黏膜微乳 微乳滴眼液具有适宜的黏度，有较强的促进药物渗透能力，可显著提高药物 的浓度，延长药物在眼部滞留的时间，减少药物的损失，提高生物利用度。 f i a l h o 3 8 】等以异丙基萘为油相，聚氧乙烯蓖麻油为表面活性剂，1 ，2 一丙二醇为助 表面活性剂制备了地塞米松微乳，药效学表明该微乳的药物浓度一时间曲线面积 是一般滴眼液的两倍。 经皮给药微乳 具有较低表面张力的微乳，易于润湿皮肤，有良好的透皮吸收特性。陈华兵 等【3 9 】制备了布洛芬微乳，研究了其稳定性和透皮率。结果说明布洛芬微乳具有 很好的稳定性，平均透皮率为( 1 8 9 7 9 士1 1 7 1 ) pg a m - 2 h 。r h e e 4 0 】等制备了 非甾体抗炎药酮洛芬o w 型微乳透皮制剂，分别考察了酮洛芬在不同油相中的溶 解度及含药油溶液在大鼠皮肤中的累积透过量，实验结果证明，该微乳制剂提高 了酮洛芬的透皮吸收率。 大连理工大学硕士学位论文 其他局部给药微乳制剂还包括口服黏膜微乳制剂和鼻黏膜微乳制剂。 c e s c h e l 4 1 】等将具有杀菌、抗炎、抑制痛觉过敏症的香精油制成口腔黏膜微乳， 该制剂有着比水凝胶更强的黏膜穿透力。z h a n g 4 2 】等用油酰聚乙二醇甘油酯为油 相，聚乙二醇氢化蓖麻油4 0 为表面活性剂，乙醇作为助表面活性剂，制备了尼 莫地平的透黏膜o w 型微乳，动物实验结果表明，给药i 小时后达到最大血药浓 度，生物利用度达3 2 。 ( 3 ) 结肠微乳 由于结肠中含有的蛋白水解酶较少，适宜蛋白质多肽药物的吸收。赵健【4 3 】等 研制了胰岛素口服结肠定位释放胶囊制剂，将胰岛素制成自微乳体系包裹在能备 结肠酶降解的果酸钙胶囊中，进行结肠定位药物释放研究。药效学表明，同剂量 胰岛素微乳与皮下注射相比，相对药理生物利用度为5 5 1 ，有效降低了高血糖 大鼠的血糖。 ( 4 ) 注射用微乳制剂 微乳注射剂热力学稳定，在体内具有淋巴导向性，可达到缓释和靶向的目的， 提高药物的生物利用度。赵秀丽等研究了布洛芬丁香酚酯微乳剂在大鼠体内的药 动学及该药物的镇痛作用】，结果表明大鼠尾静脉注射后，布洛芬丁香酚酯微 乳可剂量依赖性延长小鼠热板痛阀时间，且效果等同于同剂量布洛芬。仝新勇等 【4 5 】考察自制的尼莫地平( n m p ) 微乳在小鼠体内的分布，结果表明，与传统的n m p 制剂( 乙醇溶液) 相比，此微乳制剂经静脉给药后具有较高的靶向性，可作为脑靶 向药物载体。注射用微乳制剂要求所用的表面活性剂有较低的毒性和刺激性，同 时对于w o 型微乳，要避免注射后在体内被稀释成乳剂，降低药物体系的利用度。 综上，微乳是一种非常有潜力的药物载体体系。但其在临床上的应用仍然存 在问题，其中微乳中表面活性剂和助表面活性剂的高浓度使用，使得微乳体系的 毒性增高，也是作为药物载体的障碍之一；此外，微乳的相交行为引起的药物突 释，也是需要解决的问题。因此，对于载药微乳体系，寻找无毒或低毒的表面活 性剂，以及对微乳的工艺优化降低表面活性剂的用量【4 6 】，是现阶段优化微乳药 物载体的主要手段。 1 3 原位凝胶 1 3 1 原位凝胶简介 原位凝胶( i ns i t ug e l ) ，又称在位凝胶或智能化凝胶，是指高分子材料以 溶液或半固体状态给药后，在用药部位对外界环境的刺激发生响应，发生分散状 态或构象的可逆转化，形成的半固体或液体制剂【4 刀。由水溶性高分子材料制备 的原位凝胶具有高度亲水性的三维网络结构，以及良好的组织相容性；此外，独 预防肝性脑病的去氨微乳原位凝胶的研究 特的溶液一凝胶转变性质赋予了原位凝胶制备简单、使用便捷、在用药部位滞留 时间长和良好的药物控释或缓释等优点，原位凝胶给药系统己成为药剂学领域的 一个研究热点。 与传统的给药系统相比，原位凝胶制剂有着如下优点： 对接触的外界环境的改变作出物理或化学响应，根据响应程度的不同调 整制剂的理化性状( 如相转变程度等) 以及药物在体内的状态( 如释放、滞留等) ， 以适应病情，进行及时有效的治疗； 具有高度亲水性的三维网络结构，将药物或药物的初级制剂( 如微球、脂 质体、乳剂) 束缚于其中或其间隙中，可以实现药物的控制释放，并对药物或其 初级制剂起到稳定或保护作用【4 8 - 4 9 1 ； 具有特殊的理化性能，如溶胶一凝胶转变过程，在体外环境中具有一定 的流动性，易于实现工业化生产； 原位凝胶剂的药物选材范围很广，可用于全身作用药物、局部作用药物、 亲水性药物、蛋白多肽类药物等； 具有良好的组织相容性，使用方便，易被患者接受，可以实现药物的多 途径给药目标。 1 3 2 原位凝胶分类 ( 1 ) 离子敏感型原位凝胶 体液中含有多种离子和蛋白，某些多糖类衍生物能够与其中的阳离子络合， 改变构象，于用药部位形成凝胶。海藻酸盐是常见的离子敏感型凝胶材料。在海 藻酸盐的稀水溶液中加入二价或三价金属离子可形成半透明的亲水凝胶。利用海 藻酸盐的胶凝性质可开发口服液体缓释制剂，如含有海藻酸钠的茶碱混悬处方遇 酸性的人工胃液形成凝胶，使药物以扩散方式释放。k a t a y a m a 等【5 0 】报道了用于杀 灭幽门螺旋杆菌的液体缓释制剂，通过分别口服海藻酸钠和钙盐溶液来实现原位 胶凝。采取在口服溶液中加入钙离子络合物，使其只在胃的酸性环境中释放，并与 海藻酸钠形成凝胶的方法获得成功，简化了用药过程【5 l 】。c o h e n 等【5 2 】尝试将海藻 酸钠用于眼部药物释放系统，发现g 残基含量超过6 5 的海藻酸钠与模拟泪液混 合立即发生胶凝，并显著延长匹鲁卡品降低眼压的效果，为海藻酸钠在控制释放 领域的应用开辟