（化学工艺专业论文）反相乳液法制备淀粉微球及其载药性能研究.pdf

反相乳液法制备淀粉微球及其载药性能研究摘要淀粉微球属于高分子微球，多用作药物载体，磁性淀粉微球可以利用磁导向性来实现靶向给药的目的，因此在医学工程中备受关注-本课题以可溶性淀粉为原料，s p a n 8 0 和t w e e n 8 0 为乳化剂，液体石蜡为油相，n ，n - 亚甲基双丙烯酰胺( m b a a ) 及环氧氯丙烷( e c h ) 为交联剂，硝酸铈铵为引发剂，采用反相乳液法制备淀粉微球。以粒径分布测定为手段，通过单因素实验和l 。6 ( 4 5 ) 正交实验讨论了淀粉浓度、油水比、交联剂m b a a 浓度、乳化剂浓度和引发剂c a n 浓度对制备淀粉微球的影响，并考察了不同m b a a 浓度对制备的淀粉微球交联度的影响；利用傅立叶红外( f t i r ) 光谱、扫描电镜( s e m ) 和x 射线衍射仪( x r d ) 对产物的结构和形貌进行了表征；为了考察淀粉微球的载药性能，以胭脂红为模型药物，采用吸附法研究了药液浓度、温度、微球的平均粒径对淀粉微球载药量和吸附率的影响，并考察了胭脂红淀粉微球的体外释放性能；为了研究淀粉微球作为载体对药物的吸附动力学，采用五种常用的吸附动力学方程来描述淀粉微球的吸附动力学特性，运用多元回归方法建立了平衡吸附量与浓度、温度和平均粒径之间的综合吸附动力学模型。实验结果如下：( 1 ) 制备淀粉微球的最优组合为：淀粉浓度1 2 5 、油水比1 0 ：1 ( 总体积1 5 0m l ) 、交联剂m b a a 浓度为6 4 9m m o l l 一、乳化剂( s p a n 一8 0 与t w e e n 一8 0的质量比8 4 ：1 6 ) 浓度为2 0m g m l 、引发剂c a n 浓度为3 6 5m m o l l - 1 ，在此条件下合成的淀粉微球平均粒径为7 1 1i j l m ，粒径分布狭窄。淀粉与交联剂n ，n 亚甲基双丙烯酰胺与环氧氯丙烷发生了交联反应，随着交联剂m b a a 浓度的增加，淀粉微球的溶胀度减小，至一定值后溶胀度基本不变。交联成微球后粒径明显减小，且微球比较圆整，表面粗糙，且有凹陷，淀粉晶体晶格有序化程度降低。( 2 ) 微球的载药量和吸附率在3 0 3 1 5 - 一3 2 3 1 5k 之间随着体系温度升高而增大；药液浓度在7 0 11 0m g l 以之间变化时，其载药量随浓度升高而增大，而吸附率先是随着浓度升高而增大，当浓度达到9 0m g l j 时基本保持不变；随着淀粉微球粒径的增加，淀粉微球的载药量和药物的吸附率减小胭脂红淀粉微球的释放曲线分三个阶段，第一阶段为快速释放阶段，5h 时的累积释药率达到3 5 7 6 ，第二阶段为缓慢释药阶段，5h 以后释药曲线逐渐平稳，直到3 0h 时累积释药率达到7 3 4 7 ，第三阶段释药非常缓慢，到5 0h 累积释药率达到7 5 1 2 ，经过2 0h 才释放1 6 5 。( 3 ) 淀粉微球对胭脂红的吸附过程较好地符合二级动力学吸附速率方程一t = a + b t 所描述的动力学行为。由胭脂红初始浓度( c 、体系温度( 乃和平均粒径圆表示的综合吸附动力学模型为：q 。= - 4 1 2 8 + 0 2 4 0 3 c o + 0 1 2 3 8 t 一0 2 4 1 2 i 关键词：淀粉微球反相乳液法交联吸附t h ep r e p a r a t i o no fs t a r c hm i c r o s p h e r e sb yi n v e r s ee m u l s i o na n dt h es t u d yo ft h e i rd r u g l o a d i n gp r o p e r t i e sa b s t r a c ts t a r c hm i c r o s p h e r e sb e l o n gt op o l y m e rm i c r o s p h e r e s ，w h i c ha r ea l w a y su s e da sd r u gc a r r i e r , a n dd r u g l o a d e dm a g n e t i cs t a r c hm i c r o s p h e r e sc a nb ed e l i v e r e dt ot h ea r e ab ya ne x t e m a lm a g n e t i cf i e l d t h e r e f o r e ，t h e yg a i nl o t so fa t t e n t i o n si nm e d i c a le n g i n e e r i n g i nt h i sw o r k ，t h es t a r c hm i c r o s p h e r e sw e r ep r e p a r e df r o ms o l u b l es t a r c ht h r o u g hr e v e r s e dp h r a s ee m u l s i o ns y s t e m u s i n gs p a n - 8 0a n dt w e e n 一8 0a se m u l s i f i e r , w h i t e r u s sa so i lp h a s e ，n n 一m e t h y l e n e b i s a c r y l a m i d ea n de p i c h l o r o h y d r i na sc r o s s l i n k e r , a m m o n i u mc e r i cn i t r a t ea si n i t i a t o r w i t ht h ed e t e r m i n a t i o no fp a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o n ，t h ee f f e c to ft h ec o n c e n t r a t i o no fs t a r c h ，r a t i oo fo r g a n i cp h a s ea n da q u e o u sp h a s e ，t h ec o n c e n t r a t i o no fc r o s s l i n k i n ga g e n to fm b a a ，e m u l s i f y i n ga g e n ta n de v o c a t i n ga g e n tw e r ed i s c u s s e db yt h es i n g l ef a c t o re x p e r i m e n t ，a n dt h e s ef a c t o r sa b o v ew e r es e l e c t e dt op r e p a r es a m p l ew i t ht h ep l a no fll6 ( 4 5 ) b yo r t h o g o n a ld e s i g n ，a n dt h er e l a t i o nb e t w e e nt h eq u a n t i t yo fm b a aa n dt h ec r o s s l i n k i n gd e g r e eo fs t a r c hm i c r o s p h e r e sw a ss t u d i e d ；t h es t r u c t u r ea n dm o r p h o l o g yo fp r o d u c t sw e r ei i ic h a r a c t e r i z e db yu s i n gf o u r i e rt r a n s f o r mi n f r a r e ds p e c t r o s c o p y , s c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p ya n dx r a yd i f f r a c t o m e t r y ；i no r d e rt os t u d yt h e d r u g l o a d i n gp r o p e r t i e so ft h es t a r c hm i c r o s p h e r e s ，t h ec a r m i n ew a sc h o s e na st h em o d e ld r u g ，a n dt h ea d s o r p t i v em e t h o dw a sc h o s e nt os t u d yt h ee f f e c to ft h ef e e dc o n c e n t r a t i o n ，t e m p e r a t u r ea n dt h ea v e r a g ep a r t i c l es i z eo ft h em i c r o s p h e r e s ，a l s oi nv i t r or e l e a s ep r o p e r t i e so fc a r m i n e - l o a d e ds t a r c hm i c r o s p h e r e sw e r es t u d i e d ；i no r d e rt os t u d yt h ea d s o r p t i o nk i n e t i c so fs t a r c hm i c r o s p h e r e sa sd r u gc a r r i e r , f i v es t a p l ea d s o r p t i o nk i n e t i c se q u a t i o n sw e r es e l e c t e dt od e s c r i b et h ea d s o r p t i o nk i n e t i c sc h a r a c t e r i s t i co fs t a r c hm i c r o s p h e r e s t h e n ，t h es y n t h e t i ca d s o r p t i v ek i n e t i c sm o d e lw a sg a i n e dt h r o u g hs t u d y i n gt h ee f f e c to ff e e dc o n c e n t r a t i o n ，t e m p e r a t u r ea n dt h ea v e r a g ep a r t i c l es i z eo fs t a r c hm i c r o s p h e r e so nt h es o r p t i o ne q u i l i b r i u mb yu s i n gm u l t i p l er e g r e s s i o nm e t h o d t h er e s ult sw e r ea sf o l l o w s ：( 1 ) 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 fs t a r c hm i c r o s p h e r e sw e r ea sf o l l o w s ：t h ec o n c e n t r a t i o no fs t a r c hw a s12 5 ，t h er a t i oo fo r g a n i cp h a s ea n da q u e o u sp h a s ew a s10 ：1 ( t o t a lv o l u m e150m e ) ，t h ec o n c e n t r a t i o no fc r o s s 1 i n k i n ga g e n to fm b a aw a s6 4 9m m o l l ，t h ec o n c e n t r a t i o no fe m u l s i f y i n ga g e n t ( t h em a s sr a t i oo fs p a n 一8 0t ot w e e n 一8 0w a s8 4 ：1 6 ) w a s2 0m g m l a n dt h ec o n c e n t r a t i o no fe v o c a t i n ga g e n tw a s3 6 5m m o l l t h ea v e r a g ep a r t i c l es i z eo ft h em i c r o s p h e r e sw h i c hw e r ep r e p a r e da tt h i sc o n d i t i o nw a s7 11 岬a n di th a san a r r o wp a r t i c l es i z ed i s t r i b u t i o n t h es t a r c hw a sc r o s s l i n k e dw i t hn ，n 一m e t h y l e n e b i s a c r y l a m i d ea n de p i c h l o r o h y d r i n t h ei vs w e l l i n gd e g r e eo fs t a r c hm i c r o s p h e r e sr e d u c e dw i t ht h ei n c r e a s ei nt h ec o n c e n t r a t i o no fm b a a ，a n di tr e m a i nb a s i c a l l yu n c h a n g e dt oac e r t a i nd e g r e e t h ep a r t i c l es i z eo ft h ep r o d u c t sw a ss m a l l e rt h a ns o l u b l es t a r c ha n dt h em o r p h o l o g yo fp r o d u c t sw a sr o u n d ，r o u g ha n dd e p r e s s i o n t h ec r y s t a ll a t t i c eo fs t a r c hb e c a m e m o r eo r d e r l e s s ( 2 ) t h ed r u gl o a d i n gr a t ea n da d s o r p t i o nr a t ew e r ei n c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s eo ft h et e m p e r a t u r ew h e ni tw a sb e t w e e n3 0 3 15ka n d3 2 3 15k ，a n dt h ed r u gl o a d i n gr a t ew a sa l s oi n c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s eo ft h ef e e dc o n c e n t r a t i o n ，s ow a st h ea d s o r p t i o nr a t eu n t i li tw a su pt o9 0m g l 一b u t ，t h e yw e r er e d u c e dw i t ht h ei n c r e a s eo ft h ep a r t i c l es i z e t h er e l e a s eo ft h ec a r m i n e l o a d e ds t a r c hm i c r o s p h e r e sc o n t a i n e dt h r e es t a g e s ：t h ef i r s ts t a g ew a sr a p i dr e l e a s es t a g e ，o fw h i c ht h ec u m u l a t i v er e l e a s er a t ew a sr e a c h e dt o35 7 6 a f t e r5h o u r s ，a n dt h es e c o n ds t a g ew a ss l o wr e l e a s es t a g e ，o fw h i c ht h ec u m u l a t i v er e l e a s er a t ew a sr e a c h e dt o7 3 4 7 a f t e r30h o u r s ，t h er e l e a s er a t eo ft h et h i r ds t a g ew a sv e r ys l o w , i to n l yr e l e a s e d1 6 5 i n2 0h o u r s ( 3 ) t h ea d s o r p t i o np r o c e s so fc a r m i n ea g r e e dw e l lw i t hl a g e r g r e ns e c o n d o r d e ra d s o r p t i v ek i n e t i c sm o d e l t ：口+ b t t h es y n t h e t i ca d s o r p t i v e鸟，k i n e t i c sm o d e lw h i c hw a sd e c i d e db yt h ef e e dc o n c e n t r a t i o n ，t e m p e r a t u r ea n dt h ep a r t i c l es i z eo fs t a r c hm i c r o s p h e r e sw a sa sf o l l o w ：q 。= - 4 1 2 8 + 0 2 4 0 3 c o + 0 1 2 3 8 t 一0 2 4 1 2 i k e yw o r d s ：s t a r c hm i c r o s p h e r e s ；r e v e r s e dp h r a s ee m u l s i o ns y s t e m ；c r o s s - l i n k i n g ；a d s o r p t i o nv广西大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下完成的，研究工作所取得的成果和相关知识产权属广西大学所有。除已注明部分外，论文中不包含其他人已经发表过的研究成果，也不包含本人为获得其它学位而使用过的内容。对本文的研究工作提供过重要帮助的个人和集体，均已在论文中明确说明并致谢。论文作者签名：凼氍j学位论文使用授权说明庐广砷本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本人保证不以其它单位为第一署名单位发表或使用本论文的研究内容；按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文：在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。囱，时发布口解密后发布一叼桫新躲猡筋矸6 月“日广西大学硕士掌位论文反相乳液法制畚淀粉徽球及其载药性能研究1 1 研究背景第一章绪论淀粉在自然界中分布非常广泛，是高等植物中常见的组分，也是碳水化合物贮藏的主要形式。在大多数高等植物的所有器官中都含有淀粉，这些器官包括叶、茎( 或木质组织) 、根( 或块茎) 、球茎( 根、种子) 、果实和花粉等。不同植物的淀粉含量不一样，玉米、高粱、麦、米等谷物籽粒中的淀粉含量高达6 0 7 0 ，甘薯、木薯和马铃薯块茎中的淀粉含量为2 5 3 0 ，绿豆、蚕豆等含淀粉约5 0 。淀粉是一种储能物质，为人类和动物的主要食粮来源，更重要的是，淀粉不仅在自然界的蕴藏量非常丰富、价格低廉，它还是一种可再生资源。因此，淀粉在农业、工业和科学技术等领域都一直受到人们的高度重视。目前广泛应用于工业生产的主要有玉米、木薯、马铃薯、小麦淀粉等，与淀粉工业相关的工业领域主要包括：食品、造纸、医药、纺织、饲料、建筑、石油、化工、冶金及环保等。淀粉微球是天然淀粉的一种人造衍生物之一，它不但具有天然淀粉的性质，与天然淀粉相比较它还具有微孔结构，易吸附药物：在生物体内具有一定的可变形性，能够根据血管丛的微环境来改变自己的形状；经酶降解时，微球的骨架崩解前其载药能力可保持相当长时间，因而可有效延长所载药物的释放时间，提高药物的疗效，有望成为理想的靶向给药系统( t d d s ) 药物载体。一系列关于其应用性能的研究亦证明作为药物载体，淀粉微球具有良好的药物保护和缓释性能，尤其在癌症的化疗及慢性疾病如动脉栓塞的治疗中己经显示出良好的前景。国内外对于淀粉微球的研究工作显示出淀粉微球的应用将会具有良好的前景。近年来，磁性纳米材料在生物医药中的应用逐渐增多，显示出广阔的发展前景。它是通过磁靶向给药系统来实现定向靶向给药，该给药系统是由药物、磁铁粒子载体及骨架材料组成的。药物可在外磁场引导下通过静脉、动脉导管和口服给药或直接注射等途径选择性地到达并定位于肿瘤靶区，并且以受控的方式从载体中释放，然后在肿瘤组织的细胞或亚细胞水平上发挥药效作用，对正常组织无影响或影响较小【1 】。在肿瘤治疗中，磁性材料的应用已经成为当今磁疗技术的主要内容，在分子生物学领域中，磁性微粒作为一种较新的固相载体也得到了广泛的应用。l广西大学硕士学位论文反相乳液法制备淀粉微球及其载药性能研究1 2 高分子微球近二十年来，药物载体即药物传输系统( d r u gd e l i v e r ys y s t e m ，d d s ) 一直深受药剂学家们的热爱。主要包括微球( m i c r o s p h e r e ，m p ) 、微囊( m i c r o s c a p s u l e ) 、纳米球( n a n o s p h e r e ，n s ，或纳米粒n a n o p a r t i c l e ，t e e ) 、脂质体( 1 i p o s o m e ) 、药质体( p h a r m a e o s o m e ) 等。自从1 9 6 7年v a nw 色z e l 顺利地将小的球形颗粒作为细胞生长的三维支架以来，有关微球的研究就受到了越来越多的关注【2 】。1 2 1 微球合成的材料载体材料将决定微囊和微球的理化性质，对载体材料一般的要求是不起有害反应，与囊心物或药物具有化学相容性，应有成膜性、可塑性等。具体要求包括：性质稳定；有合宜的释药速率，或还有定位释药的性能；无毒，无刺激性；能与药物配伍，不影响药物的药理作用及含量测定：有一定的强度和可塑性，能完全包封囊心物，或药物与附加剂能比较完全地进入球的骨架内：具有符合要求的粘性、透过性、亲水性、溶解性、吸湿性、生物相容性及降解性特性【3 】。迄今人们合成微球使用的材料己有数十种，它们从体内的反应可以分为两大类，即可生物降解材料和不可生物降解材料3 4 】。( 1 ) 可生物降解微球可生物降解的材料主要包括合成的可生物降解聚合物体系和天然的大分子体系，前者如聚氰基丙烯酸烷基醋、聚乳酸一聚乙醇酸共聚物等，它们在体内通过碳链的水解作用而降解，降解产物对人体基本无毒性；后者如天然的蛋白、明胶、淀粉等。因为这些聚合物能被人体重新吸收，与不可降解的聚合物控释体系相比，他们具有以下三个优点【5 】：控释速率对药物性质的依赖性比较小。控释速率主要受载体的降解速率控制，因而使得其对药物包覆量和几何形状等参数有更广的选择范围。释放速率更加稳定。在扩散控释体系中，释放速率一般都会随时间而递减。如果选择可降解材料作载体，随着材料的降解，药物的渗透率加快，可抵消扩散速率的降低。在理想的情况下，释放速率可维持恒定。更适合不稳定药物的释放要求。在不降解释放体系中，药物的释放是以水扩散至内部一药物溶解一溶剂扩散这一过程来实现的；而在可降解体系中，受载体可降解性的影响，药物释放不需要通过这一较长的通路来实现，使得药物在溶剂中逗留的时间较短，一些不稳定药物( 如多肽和蛋白质药物) 不致出现分解或集聚的现象。2广西大掌硕士掌位论文反相乳液法制畚淀粉徽球及其载药性能研究( 2 ) 不可生物降解微球不可生物降解的微球包括乙基纤维素、聚酰胺、聚苯乙烯等。不可生物降解材料给药后会导致一系列的问题，比如早期应用的硅橡胶及聚乙烯，因为是不可生物降解的，虽然可以做成微球，但是仅能用于植入，并且在发挥疗效以后要用手术取出，遗留物可能有毒【4 】。( 3 ) 磁性微球磁性高分子微球是指通过适当的方法使聚合物与无机物结合起来，形成具有一定磁性及特殊结构的微球，是近二十年来发展起来的一种功能性高分子材料6 1 。凭借着外加磁场的作用，磁性高分子微球可进行快速分离，因此在生物学、细胞学、生物医学、药学和环境保护等领域得到广泛的应用，它有核一壳型、壳一核型和壳一核一壳型【7 ，8 1 ，如图l - 1 所示。常用的无机物主要有：金属合金( f e 、c o 、n i ) 、氧化铁( f e 2 0 3 、f e 3 0 4 ) 、铁氧体( c o f e 2 0 4 、b a f e l 2 0 1 9 ) 、氧化铬( c r 0 2 ) 和氮化铁( f e 4 n ) ，其中以f e 3 0 4 应用最多。o 核一壳型壳一核型壳一核一壳型。一壳核图1 1 磁性高分子微球的结构类型f i g 1 - 1s t r u c t u r et y p e so fm a g n e t i ch i 曲p o l y m e rm i c r o s p h e r e s作为磁微球的聚合物主要是一些天然高分子材料，如聚天然氨基酸类的白蛋白、明胶、丝素蛋白、壳聚糖、琼脂糖、淀粉等，因其生物学特性和成膜性较好，深受研究人员关注。但是由于单一材料性能的差异，导致磁性药物微球的不尽如意，目前国内外学者十分注重天然高分子复合材料作为药物负载物的研究9 1 。1 2 2 微球合成方法聚合物微球的制备方法主要有以下两种5 】：单体聚合法、聚合物分散法。1 2 。2 1 单体聚合法乳液聚合法是一种经典的、常用的高分子微球合成方法，指将两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液或者微乳液，在乳滴或微乳滴中单体经成核、聚结、团聚、固化后得到微球。比如微悬浮聚合、悬浮聚合、正相乳液聚合、反相乳液聚合、微乳液聚合等。m i n gl u 等采用一种新颖的微悬浮聚合法制备了一种核一壳型的非多孔3广西大掌硕士掌位论文反相乳液法制备淀粉微球及其载药性能研究磁性聚合物微球，通过此法制备的微球粒径分布在1 1 0 岬之间，饱和磁化强度达到1 9 9e m u 分1 ，几乎有矫顽力和剩磁；杨小玲等【1 1 1 先合成表面接羟基的磁流体，再在表面包覆上一层可溶性淀粉，采用悬浮聚合法和分散聚合法交联聚合成球，制得表面带羟基的磁性复合微球。1 2 2 2 聚合物分散法( 1 ) 乳化溶剂挥发法乳化溶剂挥发法【1 2 】的基本原理是将不相混溶的两相通过机械搅拌或超声乳化的方式制成乳剂，内相溶剂挥发除去，成球材料析出，固化成微球。按照制备时乳液的类型，本制备法可分为o w 、o o 、w o 鹏三种类型。o w 型此法的外相多用水溶液，内相溶剂可选用二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙醋，或这几种溶剂的混合溶剂，其中二氯甲烷在水中的溶解度最理想，但含氯有机溶剂均存在残留量的问题，最终产品需严格控制以确保用药安全。制得的乳剂可在冰浴、室温或升高温度、常压或减压下挥发除去溶剂，该法较适用于脂溶性药物的包封，水溶性药物在溶剂挥发过程中，向外水相泄露殆尽，导致包封率很低。s i n g h m 等【1 3 】用o 删法，制备了含避孕药物的聚乳酸羟基乙酸( p l g a ) 微球，体外释药时间可达9 8 天之久；p a r k 等也以溶菌酶为模型蛋白质，用o w 法制备了p l g a 药物微球，通过实验证实向有机溶剂中加入辅溶剂二甲亚砜( d m s o ) ，可显著提高溶菌酶的包封率。o o 型此法是专为水溶性药物设计的，外相溶剂多用油类物质如硅油、矿物油、蓖麻油等，而内相溶剂采用的是与外相不相混溶的溶剂如乙腈等，用此法制备时常需适当加热才能除去溶剂，并且干燥时间一般较长，固化后的微球由于外表面沾有油，必须用有机溶剂如环己烷等洗涤干净，水溶性药物与聚合物( 聚乳酸p l a ，p l g a ) 的相容性不好，形成微球中的药物多以结晶形式存在，微球表面可出现裂隙等不规则形状。o o 乳化溶剂挥发法制备蛋白、多肽类药物微球时，由于药物直接与有机溶剂相接触，易造成蛋白、多肽类药物的变性失活。y o s h i a k a 等【1 5 1 用o o 法制得包裹水溶性药物的纳米微球，其平均粒径为2 5 0n m ，但对包裹率和释放特性的表征结果不令人满意。w 的网型此法是用于制备蛋白、多肽类药物微球最普遍采用的方法，此法优点是成球性好、对水溶性药物的包裹率高，采用的基本步骤是：先将药物溶解在水溶液或缓冲液中，加4广西大掌硕士掌位论文反相乳液法制备淀粉微球及其载药性能研究入到聚合物的有机溶剂中( 一般为二氯甲烷或乙酸乙酷) ，在搅拌或超声作用下形成初乳( w l o ) ；然后把该初乳加入到高速搅拌的水相中( 一般用聚乙烯醇p v a 孚l 化) ，形成w i o w 2 复乳，继续搅拌至有机溶剂挥发完后即形成固态微球。y i n gs u n 等【1 6 】采用w o w微乳液聚合方法制备了磁性聚合物微球；侯宗柳等【17 】采用复乳法制备了甲肝减毒活疫苗p l g a 微球，微球口服后能诱导产生一定保护力的免疫应答；s h a o b i n gz h o u 等【l8 】用复乳法制备了包裹人血清白蛋白的p e l a ( p o l y d ，l l a c t i d e c o - p o l y e t h y l e n e g l y c 0 1 ) 的药物微球，通过调节p e l a 共聚物中p e g ( p o l y e t h y l e n e g l y c 0 1 ) f 拘含量和分子量，可以获得载药量和球形均较为理想的微球。( 2 ) 乳化溶剂扩散法该法是乳化溶剂挥发法的改进方法。是指用亲水性有机溶剂如丙酮、甲醇等与疏水性有机溶剂如二氯甲烷、氯仿等形成的混合物溶剂溶解聚合物和药物作为油相而分散在水相中，由于亲水性有机溶剂会自动从油相扩散到水相，两相之间的界面会产生湍流，从而形成微球，由于该法不需均乳或超声，故成为“低能乳化”。贺颖等1 9 】应用肠溶性高分子材料，采用乳化溶剂扩散法一步制备了罗红霉素肠溶微球，结果表明乳化溶剂扩散法适用于制备具有固体分散体结构的肠溶微球。( 3 ) 超临界流体法该法由于对环境不造成污染，制得的微球不含微量的有机溶剂，且纯度高而逐步得到重视。此法可分为超临界流体快速膨胀技术( r a p i de x p a n s i o no fs u p e r c r i t i c a ls o l u t i o n ，r e s s ) 和超临界反溶剂法( s u p e r c r i t i c a la n t i s o l v e n t ，s a s ) 。j e a nwt o m 等【2 0 】利用超临界流体快速膨胀技术沉淀析出聚乳酸和综合的聚乳酸分核粒子；a n ar i t acd u a r t e 等【2 i 】利用超临界流体技术制备了载运抗炎药物的控释微球。1 3 淀粉淀粉是天然植物中的多糖化合物，是人类主要的碳水化合物来源，淀粉和人类的生存与发展息息相关，在世界范围内，由于淀粉来源丰富、价格低廉、又具有可再生性。因此，在农业、工业和科学等领域一直受到人们的高度重视。1 3 1 淀粉的分子结构( 1 ) 淀粉的基本构成单位淀粉是高等植物中常见的组分，是碳水化合物贮藏的主要形式。淀粉颗粒含有微量5反相乳液法制备淀粉微球及其载药性能研究的非碳水化合物物质，如蛋白质、脂肪酸、无机盐等，其中除脂肪酸被直链淀粉分子吸附，磷酸与支链淀粉分子呈酯化结合以为，其他物质都是混杂在一起。这些非碳水化合物物质与淀粉分子的化学结构没有什么关系，淀粉是纯粹的碳水化合物。淀粉是由单一类型的糖单元组成的多糖，而与淀粉的来源无关，其证据最初是在1 8 1 1 年由德国化学家柯乔夫( k i r c h o f 0 发现的，他在寻找阿拉伯树胶的代用品时，试图用小麦和马铃薯淀粉的部分酸解来得到一种取代物，结果出乎意料地得到有甜味的澄清液体。1 8 1 5 年，法国化学家沙苏里( s a u s s u r ) 证明，此液体中成分为葡萄糖，且与葡萄糖汁中的葡萄糖相同；1 8 8 4 一1 8 9 4 年才确定葡萄糖是d 型；1 9 3 5 年才知道是q 六元环；1 9 3 5年，确定此组成单位是a d 吡喃葡萄糖，也即淀粉的基本组成单位是q d 吡喃葡萄糖。彻底水解淀粉净d 型葡萄糖l o o f bh 十1 1 0 份淀粉的分子式为( c 6 h i 0 0 5 ) n ，严格地讲为c 6 h 1 2 0 6 ( c 6 h l o o s ) n ，n 为不定数，被称为聚合度( d p ) ，一般为8 0 0 - - 3 0 0 0 ；c 6 h 1 0 0 5 为脱水葡萄糖单元或脱水葡萄糖基( a g u ) 。因为末端的一个葡萄糖未脱去水，但是n 太大，这个误差很小，为简便起见，仍以( c 6 h l o o s ) n表示淀粉分子。( 2 ) 淀粉的分子组成虽然已经证实了淀粉主要是或者完全是由d 一葡萄糖基单元组成，但对其分子结构方面的信息却很缺乏，直到1 9 4 0 年，瑞士k h m e y e r 和t s c h o c h 才大致弄清淀粉的非均质性，对溶胀的淀粉颗粒进行水液浸提能使淀粉很好地分成两个级分，把能溶于水的级分叫直链淀粉，而不溶于水的叫支链淀粉。k h m e y e r 和他的同事们利用甲基化分析试图推定直链淀粉级分和支链淀粉级分的结构，他们从支链淀粉级分获得3 7 的2 ，3 ，4 ，6 四氧甲基一d 一吡喃葡萄糖，从直链淀粉级分只获得0 3 2 。四甲基糖只能来自非还原性末端，因而它的产率表明直链淀粉是由很长的线型链构成，而支链淀粉因为它的高黏度显示出它应具有的相对分子质量，就必然具有大量的支链，伴随着也就具有大量的非还原性末端。他们计算了马铃薯的支链淀粉分子内具有平均长度的支链约含2 5 个d 一葡萄糖基单元，而直链淀粉中约含有3 5 0 个d 葡萄糖基单元。进一步的研究表明，直链淀粉是仅d 吡喃葡萄糖基单元通过l 一4 糖苷键连接的线型聚合物( 图1 2 ) ，而支链淀粉是a d 一吡6反相乳液法制备淀粉微球及其载药性能研究喃葡萄糖基单元通过l 一4 或l 一6 糖苷键连接的高支化聚合物( 图l - 3 ) 。一一0oho h图1 - 2 直链淀粉分子f i g 1 - 2a m y l o s em o l e c u l e s脚。脚o ih内6 ho 一图1 - 3 支链淀粉分子f i g 1 - 3a m y l o p e c t i nm o l e c u l e s一般直链淀粉的相对分子量为5 - 2 0 万，相当于有3 0 0 - - 1 2 0 0 个葡萄糖残基聚合而成。直链分子的大小也随淀粉的来源和籽粒的成熟度而相差很大。玉米、小麦等禾谷类直链淀粉的分子较小，其聚合度一般不超过1 0 0 0 ，马铃薯、木薯等薯类直链淀粉的分子则较大。此外，同一种天然淀粉所含直链淀粉的d p 并不是均一的，而是由一序列d p 不等的分子混在一起，所以实际测出来的聚合度只是一个平均值。支链淀粉相对分子质量要比直链淀粉大得多，为2 0 - - - 6 0 0 万，相当于有1 2 0 0 , - - - 3 6 0 0 0个葡萄糖残基聚合而成，一般聚合度在4 0 0 0 - - 4 0 0 0 0 ，大部分在5 0 0 0 - - 1 3 0 0 0 ，糯米的聚合度为1 8 5 0 0 ，西米的聚合度为4 0 0 0 0 ，都是分子比较大的支链淀粉，小麦中的支链淀粉含量却比较小，聚合度只有4 8 0 0 。1 3 2 淀粉颗粒结晶形态淀粉颗粒不是一种淀粉分子，而是由许多直链和支链淀粉分子构成的聚合体，这种聚合体不是无规律的，它是由两部分组成，即有序的结晶区和无序的无定型区( 非结晶区) 。结晶部分的构造可以用x 射线衍射来确定，而无定型区的构造至今还没有较好的方7广西大掌硕士掌位论文反相乳液法制畚淀粉徼球及其载药性能研究法确定。1 9 3 7 年，k a t z 等从完整的淀粉颗粒所呈现的三种特征性x 射线衍射图上分辨出三种不同的晶体结构类型，即a 型、b 型和c 型，其特征峰如表1 1 所示。表1 1a 、b 、c 三种晶型的x 射线衍射图特征峰t a b l e1 - lt h ex - r a yd i f f r a c t i o nc h a r a c t e r i s t i cp e a k so f a 、b 、cc r y s t a lp a t t e m注：s 表示峰强；m 表示中；w 表示弱；。表示稍弱；+ 表示稍强。大多数禾谷类淀粉颗粒具有a 型图谱；马铃薯等块茎淀粉颗粒、高直链玉米和回生淀粉颗粒显示b 型图谱；竹芋、甘薯等块根淀粉颗粒、某些豆类淀粉颗粒呈现c 型图谱，当然也有例外，各种淀粉颗粒的可能晶型如表l 一2 所示。表1 - 2 各种淀粉颗粒的可能晶型t a b l ei - 2t h ep o s s i b l ec r y s t a lp a t t e r no fa l lk i n d so fs t a r c hg r a n u l e s此外，淀粉与脂肪酸形成的复合物则为e 型，直链淀粉同各种有机极性分子形成的复合物为v 型，叠加在a 型或b 型上。各种不同的晶型彼此之间存在着相互转化作用，由于a 型结构具有较高的热稳定性，这使得淀粉在颗粒不被破坏的情况下就能够从b 型变成a 型。如马铃薯淀粉在1i o o c 、2 0 8广西大掌硕士掌位论文反相乳液法制备淀粉微球及其载药性能研究的水分下处理，则颗粒晶型从b 型转变为a 型。1 4 淀粉微球随着现代有机及高分子化工的主要原料一石油和煤的供应日趋紧张，以及由此引起的环境污染，导致人们将目光转向淀粉等取之不尽、用之不竭、可生物降解、对环境友好的天然可再生资源的研究、开发和利用。近十多年来，国内外专家对化工淀粉的研究十分活跃，一大批以淀粉为基本原料的淀粉衍生物脱颖而出，淀粉微球就是其中的代表。从带电性来分，淀粉微球可分为阴离子、阳离子及非离子型淀粉微球；从磁性的角度来分，淀粉微球有磁性和非磁性微球。淀粉微球作为一种新型的药物载体，与其它药物载体材料相比，在生物学方面具有更优良的性质2 2 1 ，如具有良好的生物相容性和生物可降解性等，而且其降解产物只有h 2 0 和c 0 2 ，在体内无残留。作为药物载体的淀粉微球可以被血液中的酶降解，淀粉存在的大量羟基使其具有高度的亲水性能，在水中能膨胀，成为凝胶颗粒，这种结构是非刚性的，可以变形，因此淀粉微球可以在血液循环中适应血管的微环境。淀粉微球与体内淀粉酶有很高的亲和性，淀粉酶能够很容易穿过微球表面水解，使微球变成碎片，随着微球的降解，其载连的药物分子也被释放，重量减轻。1 4 1 国内外研究进展根据对淀粉原料进行预处理与否，现有制备淀粉微球的方法可分为以下两种1 2 习：( 1 ) 淀粉预衍生化处理的微球制备方法此方法即首先对淀粉原料进行衍生化( 接枝) 处理，在淀粉链上引入一个不饱和的侧链，得到改性淀粉。然后将改性淀粉水溶液制成w o 型乳状液，经过游离基引发聚合使不饱和侧链交联在一起，达到固化成球的目的。a r t u r s s o n 等以丙烯酸缩水甘油酯为衍生化剂对交联淀粉及羟乙基淀粉进行了衍生化处理，然后把经衍生化处理的淀粉与适量的过硫酸胺、交联剂n ，n ，- 亚甲基双丙烯酰胺( m b a a ) 等制成水溶液，同时配制体积比为4 ：1 的甲苯一氯仿混合液( 内含适当浓度乳化剂) 作为油相，经除氧后，油水相混合乳化成w o 型乳状液，加入少量四甲基乙二胺( t e m e d ) ，引发聚合成球，此制备方法中，丙烯酸缩水甘油酯对淀粉衍生化反应速度慢，约需1 0 1 5 天。此后la a _ k s o 【2 5 】等用丙烯酰氯代替丙烯酸缩水甘油酯，改进后接枝时间大大缩短，约为几十分钟，而且所得微球在体内更易代谢。9广西大掌硕士掌位论文反相乳液法制备淀粉微球及其载药性能研究段梦林等2 6 1 以淀粉为原料，在w o 型乳状液中用丙烯酸及甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的季铵盐为衍生化剂对其进行接枝共聚，接枝后的共聚物侧链相互交联成球，此制备工艺更为简单，从淀粉原料到微球成品一步即可完成，常温下反应只需3 h 即可完成。( 2 ) 淀粉无衍生化处理的微球制备方法此方法即无需对淀粉原料进行衍生化处理，直接采用交联剂与淀粉链上的羟基反应交联成球。詹国平等【2 7 】以可溶性淀粉为原料，环氧氯丙烷为交联剂，s p a n 6 0 为乳化剂，甲苯和蓖麻油的混合物为油相，反应1 8 0m i n 制备中性淀粉微球。试验运用正交优化设计，选择淀粉浓度、油水相之比、乳化剂用量和交联剂用量四个因素为考察对象，对淀粉微球的制备条件进行了优化，得出优化工艺为：淀粉浓度1 1 o ，油水两相比为1 5 ：1 ，乳化剂用量为总体积的0 2 ，交联剂量为油相的2 0 ，合成的淀粉微球平均粒径为2 9 3g m ，他们研究还发现淀粉浓度与油水相之比对平均粒径影响较大，乳化剂用量与交联剂用量影响较小。将中性淀粉微球浸泡在含n a o h 的三偏磷酸钠溶液中8 1 0h ，可得到形态圆整，大小较均匀且表面光滑的阴离子型淀粉微球。谢彩峰等【2 司以环己烷和氯仿为油相，s p a n 8 0 和t w e e n 6 0 作为复合乳化剂，碱性淀粉溶液为水相的反相微乳液，并以此制备粒度分布较均匀的，满足药物控释要求的淀粉微球。研究了反应条件对微球粒度的影响，并应用s p a s s 统计工具推导出微球粒度与搅拌速度、油水相体积比、淀粉溶液浓度、表面活性剂用量及交联剂用量等因素之间的多元线性回归方程。李静茹等【2 9 1 以可溶性淀粉为原料，大豆色拉油为油相，s