（无机化学专业论文）磁性靶向药物微球的制备与表征.pdf

摘要 磁性靶向给药系统 m a g n e t i et a r g e t e dd r u g sd e l i v e r ys y s t e m m t d s 是由负载 药物的高分子材料和磁响应性物质构成 在足够强的外加磁场作用下通过血管等 选择性地达到并定位于靶区 使其所含药物定位释放 集中在病变部位发挥作用 从而具有高效 迅速和低毒的特点 抗癌药物通常在杀死癌细胞的同时 都会或 多或少地损害正常细胞 而采用m t d s 则可以有效地克服这一缺点 所以它为 靶向性抗癌药物提供了一种新型途径 本论文以生物相容性和生物可降解性良好的天然高分子材料 壳聚糖 c t s 为载体 5 氟尿嘧啶 5 f u 为模型药物 f e 3 0 4 为磁性材料制备了磁性药物 靶向微球 探索其制备工艺及其工艺参数与微球性能间的相互关系 在此基础上 研究了5 氟尿嘧啶 磁性壳聚糖复合微球 5 f u m c m s 在模拟人体介质中的药物 释放规律和微球磁控定位 为其应用提供实验与理论指导 主要研究结果得如下 1 利用反相悬浮交联法来制备磁性壳聚糖微球 m c m s 采用正交实验设 计 并通过统计学分析确定了各个因素对实验结果影响的主次顺序为 搅拌速度 c t s 浓度 乳化剂加入量 f e 3 0 4 含量 交联剂浓度 油水比 得出优化工艺 参数为 c t s 浓度为0 1 f e 3 0 4 含量为0 4 交联剂浓度为1 油水比为2 0 0 5 乳化剂加入量为2 0 和搅拌速度为3 2 0 0r r a i n 优化条件下制备的微球为圆整球 形 大小均匀 分散性良好 平均粒径为1 3 4l u n 粒径跨度 s p a n 为2 3 5 其中 粒径分布在0 5 5p a n 的微球占总数的7 7 7 1 饱和磁化强度为2 8 0 6e m u g 趋于 超顺磁性 2 采用反相悬浮交联技术制备5 f u m c m s 通过正交设计并利用统计分析 方法得到在所考察的三个制备因素中 除了交联剂的加入量 其它两个因素 壳 聚糖浓度 5 f u 加入量 对微球粒径 载药量 包封率都有显著性的影响 s i 昏 0 0 5 最佳工艺参数为 c t s 浓度为1 0 m s f d m c r s 为1 缍 交联剂浓度为5 经优化制备得5 f u m c m s 成球性好 大小较均匀 分散性良好 平均粒径为3 8 8 呻队s p a n 为5 0 4 其中粒径分布在l 7 m 的微球占总数的8 4 7 3 饱和磁化 强度为3 7 9e m u g 且具有明显的缓释效果 3 以反相悬浮交联技术制备的5 f u m c m s 药物在o 5h 内存在突释效应 随后呈现出缓慢释放的特点 体外释药动力学模型符合一级动力学方程 9 5 的拟合方程决定系数r 2 大于o 9 5 4 利用硅胶管流动系统模拟血流环境 观察在不同条件下微球的磁控定位 效应 方法 采用自制的磁控定位装置 测定不同流速 不同管径下磁性微球的 截留量 结果 流速越快 截留越差 当流速 5 0 0c m s 时 则几乎完全不被截留 另外 当流速较大时 微球的 截留率与管径d 之间的关系不是太明显 而当流速降低到一定程度时 微球的截 留率与管径d 之间的关系是呈现负相关的关系 i v 关键词 壳聚糖 磁性微球 5 氟尿嘧啶 体外释药 磁控定位 a b s t r a c t m a g n e t i ct a r g e t e dd r u g sd e l i v e r ys y s t e mc o n s i s t so fp o l y m e rc a r r i e r d r u ga n d m a g n e t i cn a n o p a r t i d e s i tc o u l db es d e c t i v e l yl o c a l i z e dt ot h et a r g e t s i t eo ft u m o rb y e x t e r n a lm a g n e t i cf i e l da n dt h e nt h ed r u gw o u l db ed e l i v e r e dt op a t h o l o g i c a lp o s i t i o n t h u sh a v et h ec h a r a c t e r i s t i c so fh i g hp e r f o r m a n c e q u i c kr e s u l ta n dl o wp o i s o n a n t i c a n c e rm e d i c i n eu s u a l l yw h i l ek i l l i n gc a n c e rc e l l m o r eo rl e s si n j u r e sn o r m a l c e l l b u ta d o p t i n gm t d sc a na v a i l a b l yo v e r c o m et h i sw e a k n e s s s oi tp r o v i d e dak i n d o fn e w p a t ht ot a r g e t e da n t i c a n c e rm e d i c i n e t h ea i mo ft h i st h e s i si st h es y n t h e s i so ft h em a g n e t i ct a r g e t e dd r u gm i c r o s p h e r e s b yt h es u s p e n s i o nc r o s s l i n k i n gt e c h n i q u eb a s e do nb i o c o m p a t i b l ea n db i o d e g r a d a b l e n a t u r a lb i o p o l y m e rc h i t o s a n a n t i c a n c 宅rd r u g5 f i u o r o m e i t 5 f u a n dm a g n e t i c n a n o p a r t i c l e s f e 3 0 0 t h ei n t e r r e l a t i o n s h i p sa r es t u d i e db e t w e e np h y c h c m i c a l p r e p a r a t i o np a r a m e t e r sa n dt e c h n i c a li n d e x e so fm i c r o s p h e r e s i ti ss t u d i e dt h a tt h e k i n e t i cr e l e a s em o d e lo f5 f uf r o mc h i t o s a nm i c r o s p h e r e s a n di n f l u e n t i a lf a c t o r st o m i c r o s p h e r e sl o c a l i z e ds i t e sb ye x t e r n a lm a g n e t i cf i e l d s o m ea c h i e v e dp r o g r e s s e s h a v eb e e no b t a i n e da sf o l l o w s 1 t h em a g n e t i cc h i t o s a nm i c r o s p h e r e sw e p r e p a r e dt h r o u g hi n v e r s e s u s p e n s i o nc r o s s l i n k i n g a no r t h o g o n a le x p e r i m e n t a ld e s i g na n ds t a t i s t i c a la n a l y s i s m e t h o d sw e r ee m p l o y e dt oi n d i c a t et h es e q u e n c eo ft h es i xf a c t o r so fi n f l u e n c et o e x p e r i m e n t r e s u l tw a sb e l o w s t i r r i n gr a t e c t sc o n c e n t r a t i o n e m u l s i f i e r c o n c e n t r a t i o n f e 3 0 4c o n c e n t r a t i o n c r o s s l i n k c rc o n c e n t r a t i o n o i l f w a t e r t h e o p t i m a lm a n u f a c t u r i n gc o n d i t i o n sw a d e t c m n i n e da sf o l l o w s t h ec o n c e n t r a t i o no f c t sw a s0 1 t h ec o n c e n t r a t i o no ff e 3 0 4w a s0 4 t h ec o n c e n t r a t i o no f c r o s s l i n k e rw a s1 o i l w a t e rw a s2 0 0 5 t h ec o n c e n t r a t i o no fe m u l s i f i e rw a s2 0 a n ds t i r r i n gr a t ew a s3 2 0 0r r a i n i tw a saw e l ls p h e r i c a lf o r m 诵mam e a nd i a m e t e r 1 3 4 岬a n ds p a n2 3 5 a m o n gw h i c ha b o u t7 7 7 1 o f m i c r o s p h e r e sw e r ed i s t r i b u t e d w i t h i n0 5t o5 岬s i z er a n g e s t h es a t u r a t i o nm a g n e t i z a t i o no f5 f u m c m sw a s a b o u t2 8 0 6e m u g 2 m a g n e d cc h i t o s a nm i c r o s p h e r c sc o n t a i n i n g5 f u 5 f u m c m s v w e r ep r e p a r e dt h r o u g hi n v e r s es u s p e n s i o nc r o s s l i n k i n gt e c h n i q u e i tw a sf o u n dt h a t t h eo t h e rt w of a c t o r s c t sc o n c e n t r a t i o n 5 f uc o n c e n t r a t i o n h a ds i g n i f i c a n t l y i n f l u e n c et om e a nd i a m e t e r d r u gl o a d i n ga n dl o a d i n ge f l i c i e n c y s i g 0 0 5 e x c e p t c r o s s l i n k e rc o n c e n t r a t i o nt h r o u g ht h eo r t h o g o n a le x p e r i m e n t a ld e s i g na n ds t a t i s t i c a l a n a l y s i sm e t h o d s t h eo p t i m a lm a n u f a c t u r i n gc o n d i t i o n sw e r ed e t e r m i n e da sf o l l o w s t h ec o n c e n t r a t i o no fc t sw a s1 0 m 5 c t sr a t i ow a s1 4 a n dt h e c o n c e n t r a t i o no fc r o s s l i n k e rw a s5 i tw a saw e l ls p h e r i c a lf o r mw i t ham e a n d i a m e t e r3 8 8 阻a n ds p a n5 0 4 a m o n gw h i c ha b o u t8 4 7 3 o fm i c r o s p h 髑w e r e d i s t r i b u t e dw i t h i n1t 07 岬s i z e r a n g e s 1 1 1 es a t u r a t i o nm a g n e t i z a t i o no fm c m s w a s a b o u t3 7 9e m u g a n dm i c r o s p h e r e sp o s s e s s e dp r o m i n e n tr e l e a s ee f f e c t 3 t h ei nv i t r o5 一f ur e l e a s es t u d i e sf r o mt h em i c r o s p h e r e sw e r ep e r f o r m e di n 7 4p hp h o s p h a t eb u f f e rs o l u t i o n t h e5 f ur e l e a s ef r o m5 一f u m c m sf o l l o w e da b i p h a s i cp a t t e mc h a r a c t e rb y a ni n i t i a lr a p i dr e l e a s ep h a s e o rb u r s te f f e c tw i t h i n0 5 h a n dt h e nas l o w l ys u s t a i n e dr e l e a s ep h a s e t h ed r u gr e l e a s eo b e y e df i r s t o r d e rm o d e l e q u a t i o na n di t s9 5 d e t e r m i n a t i o nc o e f f i c i e n tr 2i na l le q u a t i o n sw a sa b o v e0 9 5 4 b a s e d0 ns i m u l a t i o no ff l u i de n v i r o n m e n to ft h eb l o o du s i n gas i l i c o n et u b e f l o w i n gs y s t e m i tw a so b s e r v e dt h a tt h ee f f e c to fm a g n e t i cm i c r o s p h e r e sa t t r a c t e db y t h em a g n e t i cf i e l du n d e rd i f f e r e n tc o n d i t i o n s m e t h o d s b yas e l f m a d ea p p a r a t u so f m a g n e t i cl o c a l i z a t i o ne x p e r i m e n ti nv i t r ot h ea c c u m u l a t i o na n dl o c a l i z a t i o no ft h e m a g n e t i cm i c r o s p h e r e sw e r ed e t e r m i n e di nd i f f e r e n tf l o wv e l o c i t ya n dt u b ed i a m e t e r r e s u l t s t h ef a s t e rf l o wv d o c i t yt h ew o i s oa c c u m u l a t i o na n dl o c a l i z a t i o nw a ss e e n t h em a g n e t i cm i c r o s p h e r ec o u l db ea c c u m u l a t e di nag r e a tm e a s u r ew h e nt h ef l o w v e l o c i t y 5 0 0c m s i na d d i t i o n w h e nf l o wv e l o c i t yi sf a s t e r t h er e l a t i o no fa c c u m u l a t i o n p e r c e n t a g eo fm i c r o s p h c r e sa n dt u b ed i a m e t e ri s n tt o oo b v i o u s b u tw h e nt h ef l o w v e l o c i t yw a sa sl o w a sac e r t a i nd e g r e e t h er e l a t i o no ft h ea c c u m u l a t i o np e r c e n t a g eo f m i e r o s p h e r e sa n dt u b ed i a m e t e ri st op r e s e n tn e g a t i v ec o r r e l a t i v i t y k e yw o r d c h i t o s a n m a g n e t i cm i c r o s p h e r e s 5 一f l u o r o u r a c i l d r u gr e l e a s ei n v i t r o m a g n e t i cl o c a l i z a t i o n v i 学位论文原创性声明 本人所提交的学位论文 磁性靶向药物微球的制备与表征 是在导师的指导下 独立进行研究工作所取得的原创性成果 除文中已经注明引用的内容外 本论文不包含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果 对本文的研究做出重要贡献的个人 和集体 均已在文中标明 本声明的法律后果由本人承担 论文作者 签名 栽硷苗 跏7 年上月l i b 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解河北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学 位论文的复印件和磁盘 允许论文被查阅和借阅 本人授权河北师范大学可以将学位论 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 缩印或其它复制手段保 存 汇编学位论文 保密的学位论文在 年解密后适用本授权书 论文作者 签名 j 乐蛩 多 2 印产上月 1 日 1引言 1 1研究的目的和意义 今天 随着癌症发病率的提高 对抗癌药物的研究也是在不断深入 但是单 纯的抗癌药物通常是以常规剂型输送到体内 属于全身给药 所以药物在杀死癌 细胞的同时 又毒害正常细胞 对患者有极大的毒副作用 而且 多数化疗药物 都存在明显的疗效一剂量依赖关系 郎加大药物剂量能明显提高疗效 但是增 加化疗药物的剂量 势必增加人体的全身性毒副反应 使化疗药物的临床应用受 到很大的限制 因此 提高局部的药物浓度 减少人体的毒副反应一直是人们所 关注的闯题 随着第四代药物新剂型 靶向给药系统 t a r g e t i n gd r u gd e l i v e r y s y s t e m t d d s 的问世 使以上问题得到了完美解决 不仅降低毒副作用 而且 可以提高疗效 因此自2 0 世纪六十年代以来 随着科学技术突飞猛进的发展 t d d s 的研究受到了社会各界的广泛关注 目前 有关这一领域的研究主要集中 在抗癌药物 包括各种t d d s 的制备方法 性质 动物病理模型上的药效 毒 性 及其在体内靶向性 代谢规律等方面 故又称为抗癌药物新剂型 抗癌药物磁性微球是近年来研究的一种新型靶向给药系统 它的靶向作用机 理是将药物与适当的磁性成分 如f e 3 0 4 v f e 2 0 3 分散在载体材料中制成磁性药 物微球 然后通过静 动脉注射等方式导入体内 在外加磁场作用下 使载有抗 癌药物的磁性微球集中并定位于靶区 肿瘤部位 从而起到靶区局部药物浓 集 达到高效 速效 低毒的作用 本论文首先采用反相悬浮 化学交联技术制备了磁性壳聚糖微球 m c m s 其次以5 氟尿嘧啶 5 f u 为模型药物 采用相同的技术制备了5 f u 磁性壳聚糖 微球 5 f u m c m s 并检测微球各项性能指标 包括表观形态 载药量 药物包 封率等 并在此基础上研究了5 f u m c m s 的体外释药性能 磁控定位等 为将来 的临床应用提供实验依据 1 2 磁靶向给药系统的研究进展 生命科学 信息科学 材料科学等领域的飞速发展给药剂学领域带来了繁荣 新剂型的研究内容也从原来速度性控释 方向性控释发展到时间性控释 自调式 释放和个体化给药等系统 1 1 其中方向性控释又称靶向给药系统 t 鹕娟n gd r u g d e l i v e r ys y s t e m t d d s 是指药物通过载体结合或被载体包埋 形成可在体内可 动性地指向靶组织释药的给药系统 1 9 0 6 年e n d l i e h 首先提出靶向给药的概斜2 1 将药物选择性分布于病变部位 以降低其对正常组织的毒副作用 并使病变组织的药物浓度增大 从而提高药物 生物利用率 1 9 9 3 年f l o r e n c e 创办了期刊 j o u r n a lo fd r u gt a r g e t i n g 专门刊 登靶向制剂的研究论文 促进了医药界对于靶向制剂的重视和深入研究 3 1 近十 年来随着药物新剂型研究经费投入成倍增长 对靶向制剂的研究已经成为国内外 药剂工作者的热点之一 并取得了累累硕果 磁性药物制剂指将药物和磁性物质共同包裹于聚合物载体中制成的磁靶向 给药系统 m a g n e t i ct a r g e t i n gd r u gd e l i v e r ys y s t e m m t d d s 应用于体内后利用外 加磁场的效应引导药物在体内定向移动和定位集中 在磁场区释放药物 从而起 到靶区局部浓集作用或靶区截流作用 目前开发的磁性药物制剂主要是磁性粒子 m a g n e t i cp a r t i c l e s m p 包括磁性微球 m a g n e t i cm i c r o s p h e r e s m m s 和磁性纳米 粒子 m a g n e t i cn a n o p a r t i c l c s m n p 1 2 1 磁性载药粒子的特点 与其它的靶向制剂相比较 磁性载药粒子拥有其他制剂无可比拟的特点 除 了可以有效地减少网状内皮系统 r e s 的捕获 还有以下特点 1 磁性药物粒子 具有一定的缓释作用 可以减少给药剂量 2 在磁场的作用下 增加靶区药物 浓度 提高疗效 3 降低药物对其他器官和正常组织的毒副作用 4 在交变磁 场的作用下会吸收磁场能量产生热量 起到热疗作用旧 今天 随着癌症发病率 的提高 对抗癌药物的研究也是在不断深入 但是单纯的抗癌药物通常是以常规 剂型输送到体内 属于全身给药 所以药物在杀死癌细胞的同时 又毒害正常细 胞 对患者有极大的毒副作用 而磁性载药粒子的研制 便可以克服以上缺点 充分发挥其准确定位的优点 1 2 2 磁性药物粒子的组成 磁性药物粒子主要由磁性材料 磁核 骨架材料及药物三部分组成 如表1 1 所示 如图1 1 所示 合成的磁性药物微球 通过骨架材料将磁核和药物包裹在 2 一起 释药过程是随着骨架材料的不断溶解而释放出来 表1l 磁性靶向药物组成例 t a b1 1t h e c o m p o n e n t o f m a g n e t i c t a r g e t i n gd r u g p a r t i c l e s c o m p o n e n t sr e p r e s e n t a t i v es p e c i e s 磁核 骨架 药物 纯铁粉 磁铁矿 磷赤铁矿 磁性台金材料 铁氧体磁性材料 羰基铁等 氨基酸聚合物类 聚多糖类等 阿莓素 5 氟尿嘧啶 丝裂霉素c 放射菌素d 葡萄球菌蛋 白a 肝素 胰岛素等 o 磁核 oo q 翻1 1 磁性靶向药物粒子的结构及其释药过程 f i g 11 t h e f l a m e o f m a g n e l i c t a r g e t i n g d r u g p a r t i c l e s a n d i t sp r o c e s s o f d r a gr e l e a s e 1 2 3 磁核的制各方法 如果想要将磁靶向药物输送到生物体某一特定部位 磁核就起到了运输 导 向的作用 只要我们在某一特定部位施加一外部磁场 由于外磁场的吸引 磁核 结合骨架材料便可以将药物准确地运送到这一部位 而由于人体内部生理结构的 特殊性 对作为起导向作用的磁核的理亿性能也有特殊的要求 例如磁场强度 粒径太小 降解性能 生物兼容性等 因此 在磁性靶向药物粒子的制各过程中 磁核起着至关重要的作用 作为磁核的磁性材料主要有f e 3 0 4 m a g n e t i t e 卜f c 2 0 3 m a g h c r u i t e f c c 0 0 4 f e c o s c o n i 台 c r 0 2 等嘲 关于它们的制各方 法多采用软化学方法 s o f tc h e m i s t r y 如沉淀法 微乳液法 溶胶一凝胶法 水热合成法 电化学法等 另外还有其他方法 如物理研磨法等 1 2 3 if e 3 0 4 磁核的制备 作为磁核的f q 仉包栅 3 0 4 磁粉或戳流体 m a 部e i cf l u i d 或称铁磁流体 f c n o f l u i d 后者是含有超细磁性粒子 粒径一般控制在1 0 2 0 n m 的混悬液 关 于它们制各方法很多 如化学沉淀法f 州 水解法 水热法 微乳液法 机械研 磨法 l o 1 1 1 溶胶 凝胶法 电化学法呤1 3 等 但最为广泛应用的有共沉淀法 溶胶一凝胶法 水热合成法 微乳液法等 1 共沉淀法 z h a n g 等t 1 4 采用了改进的喷雾共沉淀法制备了羧甲基壳聚糖包裹的f e 3 0 4 纳 米颗粒 并采用x r d f t i r t g s e m v s m 对样品进行了表征 并且与传 统的共沉淀法制备磁性粒子进行了比较 结果表明采用喷雾法制备的磁性羧甲基 壳聚糖纳米颗粒粒径分布窄 平均粒径为18n i i l 而且颗粒的表面致密 分散均 匀 而采用传统方法制备的颗粒表面比较疏松 粒径较前者要大 而且分布较宽 通过热重口g 分析发现前者包裹的羧甲基壳聚糖与磁性颗粒的质量百分数为 4 要高于后者 在磁性能方面 前者接近超顺磁性 比饱和磁化强度为4 8 7 4 2 e m u g 略低于后者5 3 0 4 9a n u g 其产生原因可解释为前者所含羧甲基壳聚糖 的量大而且包覆层致密所至 2 溶胶 凝胶法 溶胶一凝胶法 s o l g e l 是近些年来发展起来的用于制备纳米材料的一种新 工艺 它是将金属有机或无机化合物经溶液制成溶胶 在一定条件下 如加热 脱 水 使具有流动性的溶胶逐渐变稠 成为略显弹性的固体凝胶 再将凝胶干燥 焙烧得到纳米级产物 x u 等 1 5 采用溶胶一凝胶法 以f c k q 1 0 3 3 和乙二醇作为反 应物 经溶胶 凝胶 干凝胶 最后通过改变退火温度 制备了粒径从8 8n m 到 1 5 5 姗一系列f e 3 0 4 的磁性颗粒 并且发现f e 3 0 4 的矫顽力具有明显的尺寸依赖 性 在研究的退火温度范围内随着温度的升高 f e 3 0 4 磁性颗粒的粒径在增大 同时矫顽力也在增强 3 水热合成法 传统的水热合成是在高压反应釜中 高温高压下的水溶液或蒸汽等流体中 使反应物反应和结晶 再经分离和热处理合成纳米粒子的一种无机制备方法 等 1 6 在加热搅拌条件下 将p e g 2 0 0 0 0 的水溶液和氨水溶液滴加到f e s 0 4 7 h 2 0 水溶液中 然后再加入一定量的h 2 0 2 水溶液得到混悬液 然后将其转移到高压 反应釜中 在4 3 3k 冰热条件下反应5 h 得到了粒径为2 0n m 的f e 3 0 4 颗粒 该方 法的优点是产物分散性好 颗粒均匀 不易粘连 而且可以直接得到氧化物 无 须煅烧 4 4 微乳液法 微乳液是由油 水 表面活性剂 助表面活性剂 组成的各向同性 热力学稳 定 透明或半透明 粒径在1 1 0 0n m 范围的分散体系 体系根据油水比例和微 观结构可分为3 种 正相 咖 微乳液 反相 w o 微乳液和中间态双连续相微乳 液n 7 1 关于f 0 3 0 4 纳米颗粒的制备通常采用的是反相 w o 微乳液法 黄双等 1 8 1 在没有惰性气体保护下 以工业煤油作油相 a e 0 3 和t x l o 作为混合表面活性剂 正丁醇作为助表面活性剂 分别配成含铁盐 f e s 0 4 f o n 0 3 3 和n a o h 的两种微 乳液 采用双乳液混合法制备磁性纳米f e 3 0 4 其粒径在1 0 2 0n m 产物的饱和磁 化强度较大 矫顽力较小 几乎为零 呈现超顺磁性 c a p e k 1 9 在其论文中也提 到采用正庚烷为油相 a o t w 1 0 为表面活性剂 分别配成含f e c l 2 f e c l 3 和 n h 4 0 h 的两种微乳液混合 制备出的磁性纳米f e 3 0 4 粒径在4m 左右 该方法的 优点是产物颗粒小且均匀 粒径可控 但缺点是单位体积产出少 产物分离困难 成本高 有机相溶剂容易挥发造成污染 该方法目前在工业化方面存在困难 1 2 3 2 f e 2 0 3 磁核的制备 关于 f e 2 0 3 纳米磁核的制备 国内外科技工作者采用了多种不同的方法 总体上可分为湿法 w e tm e t h o d 和干法 d r ym e t h o d 两大类 湿法 即液相法 多以硫酸 硝酸或盐酸的 亚 铁盐作为铁源 采用化学共沉淀法 电沉积法 水 解法 溶胶 凝胶法 2 0 微乳液法 2 1 等方法制备 干法又可以分为气相法和固相 法 气相法常以羰基铁 f e c o 5 或乙酰丙酮铁 f e a c a c 3 等配合物为原料 采 用火焰热分解 气相沉积 直流电弧等离子体热分解 d c t h e r m a la r c p l a s m a 或激 光热分解 2 2 2 3 固相法主要指的是机械粉碎法和固相化学反应法 1 化学沉淀法 化学沉淀法是在铁盐溶液中加入适当的沉淀剂来得到前驱体沉淀物 再将此 沉淀物进一步氧化形成纳米t f 0 2 0 3 磁核 j e o n g 等 刎将摩尔比为f e i i f e o 5 铁盐水溶液分别采用了传统的吸液 管滴加方式和新型的压电喷嘴滴加方式滴加到碱液中 制备出t f 0 2 0 3 发现 通过滴液管滴加和通过压电喷嘴滴加生成的y f e 2 0 3 纳米颗粒其粒径分别为5 8 n m 和3 5n n l t e m 测定和磁性能测试都表明不论在粒径分布还是在丫 f e 2 0 3 的晶 型方面采用压电喷嘴滴加都比滴液管滴加有所提高 s u n 等t 2 习以f e c l 3 作为起始原 5 料 先用n a 2 s 0 3 将f e m 部分鳓f e i i 然后加入沉淀剂形成黑色沉淀 最 后在3 7 3 k f 通入空气氧化为丫 f e 2 0 3 并采用了 支d t e m e d 对其进行了表征 结果表明合成的中间产物 黑色沉淀 为l f e 3 0 4 最后生成的丫 f e 2 0 3 平均粒径1 3 5 i l m 在交互磁场 2 6 7 k a m 8 0 k h z 的作用下 o 5h 后中间生成的f e 3 0 4 所生高的 温度 2 9 3k 低于生成的p f e 2 0 3 的温度 3 0 0 k 表明制备的t f e 2 0 3 磁致升温效果 较好 2 电沉积法 在合成纳米颗粒方面 电沉积法是一种有很好发展前途的技术 电沉积法一 般是在室温下进行 操作简单 成本低 反应快速 而且可以通过调节沉积条件 来控制沉淀物的成分 晶型 性质 由于其反应中工作环境友好 后处理容易 并且由于采用 电子移作为反应试剂 对环境污染小 为合成纳米金属氧化物提 供了一个绿色合成方法 p a r k 等 2 6 采用阴极电沉积法 以f e c l 3 水溶液作为电解液 在一个广口瓶中 用两根钢棒作为阴极和阳极 组成一个电池 合成了纳米7 f e 2 0 3 并利用x r d t e m m p m s 对其进行了表征 结果表明 合成7 f e 2 0 3 粒径随着电流密度的增 加而从2 3n i n 降到了7n m 而且表现出了较强的饱和磁化强度 3 0 0k 时为6 6 盯n u g 3 激光加热法 作为一种光学加热方法 激光在许多方面得到了应用 激光的利用可以说是 纳米微粒制备中的一种很有特点的方法 它具有如下的优点鲫 1 加热源可以 放在系统外 所以它不受蒸发室的影响 2 不论是金属 化合物 还是矿物都 可以用它进行熔融和蒸发 3 加热源 激光器 不会受蒸发物质的污染等 w a n g 等 2 8 用激光烧蚀 l 嬲盯a b l a t i o n 技术一步合成了7 f e 2 0 3 纳米粒子 结 果表明 合成的 f e 2 0 3 粒径范围在5 9 0 咖 粒径的大小受控于激光功率密度 和载气压力的大小 并且y f e 2 0 3 粒径分别随着激光功率密度 混合气的压力和 氧气所占比率的增加而减小 4 固相反应法 固相化学反应法合成纳米氧化物是近年来发展起来的一种新方法 固相反应 法将金属盐或金属氧化物按一定比例充分混合 通过研磨发生固相反应直接制备 6 纳米级微粒 或再次研磨粉碎得到纳米级粉体f 2 9 1 k u s i g e r s k i 掣圳于室温下研磨 适量f e c l 3 与n a o h 的混合物制各了1 f e 2 0 3 纳米粒子 结果表明 所得纳米 7 f e a 0 3 的粒径范围在1 5 2 5n m 随着研磨时间的增长颗粒的粒径也在不断增加 而且结晶度降低 该工艺由于存在粒径均匀性及杂质的引入等问题 采用的比较 少 1 2 3 3 其它类型的磁核 除了上述较为常见的可以作为纳米磁性内核的材料外 随着实验条件的不断 提高和人们研究的不断深入 纳米磁性内核材料在原有种类的基础上 不断推陈 出新 涉及的领域不断加宽 出现了一些新的种类g u o 等 3 1 以碳 铁混合物制 备的纳米颗粒 平均粒径2 5n m 粒径范围0 5 0 衄 铁含量8 9 6 b e t 值为 4 f f 6 0m 2 g 作为磁核 壳聚糖 c h i t o s a n 作为骨架材料 卡铂 c a r b o p i a t i n 为模型 药物 采用反相微乳液法制备了磁性壳聚糖载药微球 并且与纯铁粉纳米颗粒 平 均粒径2 5n m 粒径范围0 5 0n l n 铁含量9 9 9 b e t 值为4 0 6 0m 2 g 为磁核 其它条件不变制备的磁性壳聚糖载药微球进行了比较 结果发现 虽然两种微球 的粒径都在 2 1 0 a 2 6 眦 且都具有优良的磁响应性 但是卡铂碳包铁纳米壳聚 糖微球的载药量为 1 1 1 5 士1 0 3 而卡铂铁纳米壳聚糖微球的载药量为 9 2 1 士1 1 0 明显低于前者 而且前者的累积释药百分数到第四天为9 2 而后者到第二天就为9 l 说明前者的药物缓释性能优于后者 产生这些差别 的原因在于前者存在双重的物理载药机制 即物理包封和活性炭的物理吸附 k a n g 等t 3 2 1 采用辐射合成法制备了铁钴合金 壳聚糖 c o o 7 f e o f f c h i t o s a n 复合纳米 颗粒作为靶向药物载体 并采用了t e m x r d f t i r e d s v s m 对其进行 了表征 结果表明所制备的复合纳米颗粒粒径为5 0i 姐 呈现超顺磁性和轻微的 亚铁磁性 饱和磁化强度为2 4e m u g 矫顽力值为1 2o e 总之 作为一种药物载体材料的磁核 必须满足的生物相容性包括 3 3 1 磁核的粒径的大小要适合人体注射 2 要有足够强的饱和磁化强度用于药物传 递所需的 3 能够有效的阻止磁性颗粒间团聚 4 磁性材料的毒性及其在体内 代谢 虽然磁性材料的种类很多 但是关于磁靶向药物磁核的毒性的研究较少 而 研究主要是集中在不同的磁流体在体外及动物体内的毒性研究1 3 3 3 7 7 目前 最常用的是f e 3 0 4 磁性纳米粒子来制备磁性高分子药物微球 而研制 出具有高饱和磁化强度且稳定性好的磁纳米粒子 是制备磁响应性强 导向定位 能力优良的磁性高分子药物微球的关键步骤 1 2 4 磁性载药粒子制备 关于靶向药物磁性颗粒的制各大体上可以分为一步法和两步法两种制备方 式 两步法是指 第一步先制备好作为磁核的磁性材料 第二步是将磁性物质 药物与高分子溶液一起混合 利用高分子直接包埋磁性材料和药物制得具有磁核 的高分子微球 一步法是指磁性物质在生成的同时就与药物一起被高分子材料包 裹形成核壳型微球的方法 两种方法相比较 采用一步法制备方法简单 避免了 制取磁流体或均匀分散磁粒子的相关处理 制得的磁性微球粒径较小 表面积大 缺点是磁性药物微球大小不均匀 磁响应性较弱 而两步法正好相反 两种方法 在制备过程中都往往先用乳化法把含有由磁性材料 高分子和药物的混悬液 对 于一步法则指的是将含有铁盐 高分子和药物的水溶液 分散成小滴 粒 o w 或 w o 型乳浊液再使其形成微球 这有利于制备分散适度和较为均匀的微球 两步 法主要有加热固化法 加交联剂固化法等 一步法主要是指原位合成法 另外 药物掺入微球有制备时分散于基质中再成微球和先制备具有网孔的微 球再加入药物溶液中得含药微球 前者为包埋法 后者为吸附法 1 2 a 1 加热固化法 一般采用蛋白遇热变性制备微球 将含药蛋白水溶液用食用油 棉籽油 乳化 成w o 型乳浊液 将此乳浊液滴加到3 8 3 4 5 3k 的食用油 如棉籽油 中搅拌 固 化 分离 洗涤得微球 张阳德等 3 8 1 用此法制备了半乳糖化白蛋白磁性阿霉素 纳米粒 其平均粒径为 1 9 7 3 2 n m 载药量 4 8 7 9 a 4 4 7 m g g 包封率 9 4 3 4 4 3 3 2 成党校等f 3 9 用此法制备了阿霉素磁性白蛋白微球 平均粒径l 岫 药物包封 率为4 0 动物实验表明 含相等剂量的阿霉素磁性白蛋白微球在靶器官药物浓 度远远高于阿霉素溶液靶器官药物浓度 t 检验p 0 0 1 差异极显著 w a n g 等 4 0 1 用此法制备了以丝裂霉素c 为药物的磁性微球 平均粒径为2 1 7 7r l l l l 载药量为 7 8 包封率为9 0 5 体外饱和磁化强度为2 1 8 5e m u g 1 2 4 2 加交联剂固化法 加热固化法往往会导致对热敏感性药物分解 但本法可以克服加热法的缺 8 点 但必须注意有些药物对交联剂敏感 如用戊二醛进行化学交联 带有氨基的 药物 如甲氨喋呤m t x 可与戊二醛反应而失去抗癌活性 l i 等 4 l 用此法制备了 磁性壳聚糖 5 氟尿嘧啶纳米颗粒 粒径主要在5 0 6 0a m 之间 载药量为2 1 3 累积释药率为6 7 6 刘利萍等c 4 2 j 0 备具有靶向于肺部的利福平壳聚糖磁微球 粒径为 1 2 3 6 j 4 6 8 p m 载药量为8 8 0 和包封率为4 4 0 体外释药符合 h i g u i c h i 方程 邱广亮等 4 3 用此法制备了顺铂磁性白蛋白微球 粒径为1 2 5 3 肛m 载药量为8 8 质量百分数 包封率为9 6 2 1 1 2 a 3 原位合成法 将天然高分子材料 和药物 溶解所制备的水溶液 连同f e 2 和h 2 0 2 或f e 1 2 1 2 和 f o c l 3 溶液分散到有机相中 在搅拌的同时滴加碱性溶液控制p h 值 反应一段时 间后 加入交联剂 戊二醛等 固化 再离心 洗涤即得到磁性微球 利用原位合成制备磁性药物微球的研究比较少 z h i 等 4 q 采用原位合成法 将壳聚糖的盐酸溶液 连同f o n h 4 2 s 0 4 2 的水溶液 分散到含有环己胺和正己 醇的有机相中 通过调节表面活性剂t r i t o nx 1 0 0 加入量形成微乳液 其中环己 胺 正己醇 壳聚糖溶液 亚铁盐溶液的体积比5 5 3 0 8 8 在氮气保护下 将5 m o l l 的n a o h 迅速滴加到微乳液中 同时形成t f e o h 2 和壳聚糖的沉淀 然后在其中 通氧气 使f e o n 2 转化成f e 3 0 4 纳米粒 最后加入戊二醛交联剂形成壳聚糖腰e 3 0 4 复合纳米颗粒 制得的纳米粒粒径范围在1 0 8 0n m 饱和磁化强度为1 1 1 5e m u g 为后续制备磁性靶向药物提供了载体 1 2 5 磁控定位试验 磁性药物微球的质量研究 按照中国药典关于微球类药物制剂应检测项目主 要有形态 粒径 载药量 包封率 突释效应或渗漏率等嗍均与其相应未加磁 性物质的微球制剂相同 所以 着重点就在于磁控定位试验 其中包括体外磁控 定位试验和体内磁控定位试验 1 2 5 1 体外磁控定位试验 体外磁控定位试验是评价磁性药物制剂的一项最重要