海藻酸钠复合微球的制备及性能测试.pdf

41 0 化 工 进 展 C H E MI C AL I ND US T R Y A N D E NG IN E E R I NG P R O G R E S S 2 0 1 3年第 3 2卷第 2期 缓释铜的凹土 海藻酸钠复合微球的制备及性能测试 徐婷婷 李治方 吴洁 陈静 淮阴工学院 江苏 淮阴 2 2 3 0 0 3 摘要 海藻酸钠微球是传统缓控释制剂 提高凝胶强度和增大毛细孔隙率是改善其缓控释性能的有效途径 本丈以原子吸收分光光度法辅以微观形貌表征 S E M 和溶胀实验等分析方法 探讨了凹土 海藻酸钠复合微球 用于以生命体 中 微量元素 C u 2 控释的可行性 并进行了缓释机理分析 实验结果表明 凹土具有显著改善微 球的凝胶强度和缓释性能的作用 与海藻酸钠微球相比 复合微球的吸附率由9 1 8 2 提高到 9 4 6 0 在 2 h之 内的释放率由 6 6 3 5 降低到 2 2 7 8 表明凹3 海藻酸钠复合微球可作为理想的长效缓释药物的载体 关键词 缓释微球 铜 凹土 海藻酸钠 中图分类号 R 3 1 8 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 0 6 6 1 3 2 0 1 3 0 2 0 4 1 0 0 4 D oI 1 O 3 9 6 9 j is s n 1 0 0 0 6 6 1 3 2 0 1 3 0 2 0 2 8 I nv e s t ig a t io n o n t he pr e pa r a t io n a n d cha r a ct e r iz a t io n o f p a l y g o r s k it e s o d iu m a l g in a t e co mp o s i t e micr o s p h e r e s f o r t h e s u s t a in e d r e l e a s ing o f Cu2 XUT in g t in g u Z h 和n g WUJ ie C H E NJ in g De p a r t me n t o f Li f e S cie n ce a n d Ch e mica l En g i n e e r in g Hu a iy in 2 2 3 0 0 3 J ia n g s u C h i n a Abs t r a ct S od iu m a l gi na t e m icr o s p he r e s a r e t r a d it io na l s u s t a in e d r e l e a s in g ma t e r ia l s g e l s t r e n gt h e n h a n ce me n t a n d ca p il l a r y p o r o s it y in cr e me n t a r e e f f e ct iv e wa y s t o i mp r o v e t h e ir s u s t a i n e d r e l e a s i n g a b il it y At o mic a d s o r p t io n s p e ct r o me t ry a l o n g wit h micr o a p p e a r a n ce ch a r a ct e r iz a t io n a n d s we l l i n g e x p e r i m e n t s a r e us e d t o e xp l o r e t h e f e a s ib il it y of s u s t a in e d r e l e a s i ng of Cu of s od i um a l g in a t e p a l y g o r s k it e micr o s p h e r e s P a l y g o r s k it e imp r o v e s t h e g e l s t r e n g t h o f t h e mi cr o s p h e r e s a s we l l a s t h e ir s u s t a in e d r e l e a s in g a b il it y Co mp a r in g wit h t h e s o d iu m a l g in a t e micr o s p h e r e s t h e co mp o s it e o n e s p r e p a r e d w it h p r o p o s e d me t h o d h a d b e t t e r a d s o rpt io n a b il it y fr o m 9 1 8 2 t o 9 4 6 0 I n a d d i t io n t h e cu mu l a t iv e r e l e a s in g p e r ce n t a g e wi t h i n 2 h o u r s d e cr e a s e d f r o m 6 6 3 5 t o 2 2 7 8 T h u s pa l yg o r s ki t e s od iu m a l g in a t e co mpo s it e micr o s ph e r e s ca n be a n id e a l ca r r ie r f o r l o n g t e r m s us t a ine d r e l e a s in g d r u g s Ke y wo r ds s u s t a in e d r e l e a s ing m i cr o s p h e r e s co pp e r pa l y g o r s k it e s od i um a l gi na t e 海藻酸钠 s o d iu m a l g in a t e S A 是天然多糖 类化合物 具有生物可降解性 毒性低 生物相容 性高及生物黏附性好等特点 之 S A 能与多价金属 阳离子 C a 2 Al 等发生化学反应形成三维凝胶网 络 该凝胶具有热不可逆性 是传统的药物控释载 体 微生物及酶的固定化材料 3 J 但是 凝胶强度 不高削弱了 S A载药微球的缓释效果L 5 J 凹土是一 种天然一维纳米材料 具有 良好的吸附特性L 8 j 作 为药物及其辅料在欧美国家已被纳入药典 凹土 良好的纳米增强作用可有效提升 S A 微球 的凝胶强 度 且其 良好的吸附性能与 S A 的溶胀控释性能具 收稿 日期 2 0 1 2 0 7 2 4 修改稿 13 期 2 0 1 2 0 9 0 4 基金项 目 国家 自然科学基金项E 1 5 1 1 7 4 0 9 6 E 0 4 1 1 0 1 第一作者 徐婷婷 1 9 8 4 一 女 硕士 助教 凹土的标准化测试与 材料应用 联系人 陈静 教授 研究方向为凹土的标准化测试与材 料应用 E ma il ch e n j i n g 6 9 l 0 1 6 3 t o m 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 第 2期 徐婷婷等 缓释铜的IZ G t 海藻酸钠复合微球的制备及性能测试 4 1 1 有完美的协同作用 从而显著提升微球的缓释能力 铜 C u 是生命体必须的微量元素 对血红蛋白的 形成起活化作用 促进铁的吸收和利用 在传递 电 子 弹性蛋 白的合成 结缔组织的代谢等方面有重 要的意义 缺乏铜会引起贫血 毛发异常 骨骼和 动脉异常 以致脑障碍 但是过剩则会引起肝硬化 腹泻 呕吐 运动障碍和直觉神经障碍 l 通过饲 料添加缓释铜制剂以保证 C u离子代谢的稳定是经 济而又有效的促进动物生长的途径 本研究提供的 凹土 海藻酸钠复合微球具有 良好的载 药及缓控释 性能 并可进一步用于其它生命体所需的微量元素 或药物 的缓释控释 1 实 验 1 1 原材料 凹土 中源矿业提供 无水氯化钙 氢氧化 钠 上海青析化工有 限公司 S A 上海化学试剂 站 分装厂 磷酸 二氢钾 南京化 学试剂有 限公 司 硝酸 汕头市西陇化工有限公司 盐酸 硫 酸 上海实意化学试剂有限公司 所有试剂均为 分析纯 1 2 Cu离子标准曲线及浓度测定 使 用 北 京 普 析 通 用 有 限 责 任 公 司 的 T AS 9 9 0 AF G 型原子吸收分光光度计测定 C u离子 浓度 标准 曲线 以去离子水为空白样 于 3 2 4 7 n m 波长处测定吸光度 回归方程的线性相关系数 值均在 0 9 9 9以上 1 3 复合微球的制备 载药和释放 1 制备采用滴制法制备复合微球 4 0 水浴下搅拌匀化 配制 2 0 g m S A水溶液 凹土以 2 mo l L的硫酸酸化 洗脱至 中性后 以水配置成 2 浓度浆料 搅拌分散 2 4 h 将分散好的酸化 凹土 AP a ci d u la t e d p a ly g o r s k i t e 与 2 0 g L S A 水溶 液 按一定比例混合 于 5 0 水浴下搅拌 2 h 将复合 物通过恒流泵以 7 mL mi n的速度滴到 2 C a C1 2 溶 液 中 持续搅拌交联 固化一定时间 收集并用去离 子水冲洗 2 载药将制备好的微球浸入 1 硫酸铜溶 液中吸附 4 h后过滤 所得微球以 1 0 m L去离子水 洗涤后于 5 0 6 0 烘干至恒重 微球吸附 C u的总量 和吸附率分别按式 1 和式 2 计算 M 一 c f n V 1 0 一 1 吸附率 1 2 式中 为添加的 C u的质量 C f 为滤液的浓 度 n为稀释倍数 为缓冲液体积 3 释放称取 0 5 g复合微球置于 2 0 0 mL 的 p H值为 6 8的人工模拟肠磷酸缓冲液中 3 7 水浴恒温振荡器震荡 转速 1 0 0 r mi n 定时取样 水样过 0 4 5岬 微孔滤膜 C u的释放率按式 3 计 算 释放率 3 式中 C 1 为溶液浓度 M为微球吸附 C u的总量 2 结果和讨论 2 1 凹土对微球载f ilt h 缓释性能的影响 海藻酸盐微球给药系统是近年来研究较多的 一 类新型口服药物控释载体 已成功应用于多种药 物的控制释放 但是其凝胶强度仍有待提高 本研 究通过对 S A 微球和 S A A P 复合微球进行平行实 验 比较两种微球的吸附和累积释放率 实验 结 果表 明 AP S A 复合 微球 的吸 附率 9 4 6 0 比 S A微球 9 1 8 2 高 释放速度显 著降低 图 1 说 明加入凹土的复合微球对硫酸 铜的缓释性能有一定的改善 因此 本研究将凹土 与 S A进行复合 S A与 AP的比例变化会影响微球结构 从而影 响微球的载药释药性能 随着 AP S A 比例的增大 1 0 4 0 C u 2 的吸附率逐渐增大并趋于稳 定 AP本身具有 良好 的吸附性能 其加入对微球 的吸附能力体现出一种协 同作用 而 A P的量增多 之后 降低 了微球的弹性 从而一定程度上会降低 微球的吸附性能 不同凹土含量对 C u 释放性能的 影响见图 2 A P S A的比例为 2 0 时的释放率相对 缓慢 且对 C u 2 的吸附率也较高 9 4 6 0 综合 考虑吸附与缓释性能 AP S A的比例为 2 0 为最佳 图 1 凹土对微球累积释放率的影响 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 第 2期 徐婷婷等 缓释铜的凹土 海藻酸钠复合微球的制备及性能测试 4 1 3 大比表面积 较大的比表面积是复合微球的载药率 高的一个重要因素 而图 5 c 显示载铜复合微球 中 有大量的毛细管 微球中毛细孔的毛细作用也可能 是微球载铜量提高的重要因素 3 结 论 滴制法制备载铜 AP S A复合微球的最佳工艺条 件是 原料经充分研磨分散 S A 浓度 2 质量分 数 C a C I 2 浓度 2 质量分数 AP S A I 5 复合温度 5 0 交联时间 3 0 r n in p H 5 微球烘 干前 外表光滑圆润 粒径约为 2 mm 烘干后 外 表粗糙 粒径约为 1 n 瑚 AP S A复合微球与 S A微 球相 比 吸附率由 9 1 8 2 提高到 9 4 6 0 在 2 h内 的释放率由 6 6 3 5 降低到 2 2 7 8 得到了一定程度 的减缓 这说明在复合微球中 凹土起到了改善其凝 胶强度和缓释性能的作用 本复合微球可进一步用于 其它生命体所需的微量元素或药物的缓释控释 2 参考文献 Au g u s t A D Ko n g H J M o o n e y D J Al g in a t e h y d r o g e l s a s b i o mA P e r i a l s J Ma cr o m o l e cu l a r B i o s cie n ce 2 0 0 6 6 8 6 2 3 6 3 3 王康 何志敏 海藻酸钠微胶囊的制备及在药物控释中的研究进 展 J 化学 工程 2 0 0 2 3 0 1 4 8 5 4 Wu Q H Wu H Wa n g L C e t a 1 R e v ie w o n p r e p a r a t i o n a n d a p p l i ca t i o n o f A l g i n a t e mi cr o s p h e r e s a s d r u g ca r r i e r J C h i n a J o u r n a l o fT r a d i t i o n a l C h i n e s e Me d i ci n e a n d P h a r m a c y 2 0 1 1 8 l 7 91 1 7 9 4 J in L X Dr u g d e l iv e r y ma t e r ia l s i n t h e fi e l d o f me d icin e a n d it s a p p l i ca t i o n J J o u r n a l o fC l i n i ca l R e h a b il i tA P i v e T i s s u e E n g i n e e r i n g Re s e a r ch 2 0 1 1 2 5 4 6 9 9 4 7 0 2 仲静洁 王东凯 张翠霞 等 海藻酸钠在药物制剂中的研究进 展f J 1 中国新药杂志 2 0 0 7 1 6 8 5 9 1 5 9 4 We e S Go mb o t z W R P r o t e i n r e l e a s e f r o m a l g i n a t e ma t r i ce s J Ad v a n c e dDr u gDe l iv e r yRe v ie ws 1 9 9 8 3 1 2 6 7 2 8 5 Lia n g H F Ho n g M H Ho R M e t a1 No v e l me t h o d u s in g a t e m p e r a t u r e s e n s i t i v e p o l y me r me t h y l ce l l u l o s e t o t h e r ma l l y g e l a q u e o u s a l g i n a t e a s a p H s e n s i t i v e h y d r o g e l J B i o ma cr o m o l e e u l e s 2 0 0 4 5 5 1 91 7 1 9 2 5 Fe r n a d e r z M E As ce n c i o J A Me n d o z a A D Ex p e r ime n t a l and t h e o r e t i ca l s tu d y o f p a l y g o r s k i t e cl a y s J J o u r n a l o f Ma t e r i a l S cie n ce 1 9 9 9 3 4 6 5 2 4 3 5 2 5 5 M u r r y Y H T r a d iti o n a l an d n e w a p p l ica ti o n f o r k a o l in s me ct it e a n dp a l y g o r s k i t e J A p p l i e dC l a y S ci e n ce 2 0 0 0 1 7 2 0 7 2 2 1 李松岩 猪饲料 中高剂量的铜锌对环境 的影响及其控制 D 南 京 南京农业大学 2 0 0 5 丁国斌 G B T 7 4 7 5 一l 9 8 7 水质铜 锌 铅 镉的测定原子吸收 分光光度法 s 1 9 8 7 吴文果 黄晓楠 王世斌 等 乳化法制备海藻酸钙 聚组氨酸微 胶囊 化工进展 2 0 0 9 2 8 4 6 7 3 6 7 7 Ha r y a d i D M Wa n g Y W L in S e t a 1 No ve l a l g in a t e g e l micr o s p h e r e s p r o d u c e d b y i mp in g i n g a e r o s o l e s for o r a l d e l iv e r y o f p r o t e i n s J J o u r n a l o f Mi cr o e n ca p s u l a t i o n 2 0 1 2 3 9 3 2 5 O 一 2 61 痧 痧 E 芗 上接第 3 8 7页 2 4 T an B H H u s s a in H H e C B T a il o r in g m ice l l e f o r ma t i o n a n d g e l a t i o n i n P E G P MA P O S S a mp h i p h ilic h y b r i d b l o ck co p o l y me r s J Ma e r o mo l e cu l e s 2 0 1 1 4 4 6 2 2 6 3 1 2 5 D u J Z T a n g L Y S o n g W J e t a 1 E v a l u a t i o n o f p o l y me r i c mi ce l l e s f r o m b ras h p o l y me r w i t h p o l y ca p r o l a ct o n e 一 b p o l y e t h y l e n e g l y co 1 s i d e ch a i n s a s d r u g ca r r i e r J B i o ma cr o mo l e cu l e s 2 0 0 9 1 0 21 6 9 2 1 7 4 2 6 G o n g C Wang Y Wa n g X e t a 1 B i o d e g r a d a b l e s e l f a s s e mb l e d P EG P CL P EG mice l l e s for h y d r o p h o b ic d r u g d e l iv e r y p a r t 2 I n v i t r o and i n v i v o t o x i ci t y e v a l u a t i o n J J o u r n a l o f N a n o p a r t i cl e Re s e a r ch 2 0 1 0 1 3 7 21 7 31 2 7 B h a t ia S Mo h r A Ma t h u r D e t a1 B io ca t a l y t ic r o u t e t o s u g a r P E G b a s e d p o l ym e r s for d r u g d e l i v e r y a p p l i ca t io n s J Bio ma c r o mo l e cu l e s 2 0 1 1 1 2 3 4 8 7 3 4 9 8 2 8 N e o h K G K a n g E C o mb a t i n g b a c t e r i a l co l o n i z a t i o n o n me t a l s v i a p o l y me r co a t i n g s R e l e v a n ce t o ma r i n e a n d m e di ca l a p p l i ca tio n s J AC S a p p l i e d m a t e r i a ls i n t e r f a ce s 2 0 1 1 3 2 8 0 8 2 8 1 9 2 9 S u n X G a o H wu G e t a 1 Bi o d e g r a d a b l e and t e m p e r a tur e r e s p o n s i v e p o l y u r e tha n e s f o r a d r i a m y ci n d e l i v e ry J I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f P h a r m a e e u t i e s 2 0 1 l 4 1 2 5 2 5 8 3 0 Y a o J R u a n Y Z h a i T e t a 1 AB C b l o ck co p o l y me r a s s ma r t p H r e s p o n s iv e ca r r ie r for i ntr a ce l l u l a r d e l iv e ry o f h y d r o p ho b ic d r u g s J P o ly m e r 2 0 1 1 5 2 3 3 9 6 3 4 0 4 3 1 X i o n g X B B i n k h a t h l a n Z Mo l a v i O e t a 1 Amp h i p h i l i c b l o ck co p o l y me r s P r e p ara t io n an d a p p l ic a t io n in n a n o d r u g a n d g e n e d e l i v e r y J A e t a B i o m a t e r i a l i a 2 0 1 2 8 2 0 l 7 2 0 3 3 3 2 X i o n g x B Ma h m u d A Ul u d H e t a 1 C o n j u g a t io n o f arg in in e g ly cin e a s p a r t ic a cid p e p t id e s t o p o ly e t h y l e n e o x id e b p o l y e ca p r o l a ct o n e 1 mi ce l l e s f o r e n h ance d i n tr a ce l l u l a r d r u g d e l i v e r y t o me t a s t a t i c t u mo r ce ll s J B i o m a cr o m o l e cu l e s 2 0 0 7 8 8 7 4 8 8 4 3 3 D ang Y Y u T Wa n Y O r d e r e d me s o p o r o u s s i l i ca s a n d ca r b o n s wit h l a r g e a cce s s i b l e p o r e s t e mp l a t e d fro m a mp h ip h il ic d ib l o ck co p o l y me r p o l y e thy l e n e o x i d e b p o l y s t y r e n e J J o u r n a l o f t h e Ame r ica n Ch e mica l S o c ie t y 2 0 0 7 1 2 9 1 6 9 0 1 6 9 7 3 4 Me n g Y G u D Z h ang F e t a 1 A F a mi l y o f h i g h l y o r d e r e d me s o p o r o u s p o l yme r r e s in a n d carb o n s t r u ct u r e s fro m o r g a n ic o r g a n ic s e l f a s s e mb l y J C h e m Ma te 2 0 0 6 l