一种新型聚天冬氨酸水凝胶的制备及其药物缓释性能研究

科研发展化工技术，2012，20 (5):1418 science & technii (xyinchemicindustry 1种新型聚天冬氨酸水凝胶的制备及其药物缓释性能研究*孙莺黄洪亮，孙鑫，胡和丰，倪欢(f :海大学材料学院，I :海2012 ) 摘要：介绍一种新型羟基聚天冬氨酸单乙基纤维素(P A S P - E C )互穿网络水凝胶的制备，研究交联剂用量、乙醇胺用量及乙基纤维素(r )用量对水凝胶膨胀性能的影响，同时研究水凝胶的p H敏感性实验结果表明，六亚甲基二胺、乙醇胺、E C的用量分别为聚琥珀酰亚胺(P S I )用量的3、2 O、3 O时，水凝胶的溶胀性能最好，随着达到2.9倍的乙醇胺用量的增加，水凝胶向5 O乙醇的溶胀p H敏感实验表明，羟基化P A S Pf水凝胶具有p H敏感性。 羟基化PASPEC水凝胶对5UU有缓释效果，随剂量的增加缓释效果显着。 关键词：聚天冬氨酸； 聚琥珀酰亚胺； 水凝胶药物控制中的图分类编号： () 6 3文献识别码： a文章编号： 10008-051(2012)0-01505水凝胶是一种具有三维网络结构的新高分子材料，水凝胶在水中溶胀并能保持大量水，吸水的生物材料具有“柔软潮湿”等特点水凝胶广泛应用于生物、医药领域，其中智能水凝胶、镇生物降解水凝胶是目前研究的热点。 聚天冬氨酸是具有羧基的侧链聚氨基酸，与螯合物具有分散作用1 . 同时，由于具有良好的生物适应性、无毒性、易被生物吸收等优点，广泛应用于药物控释系统【l、组织工程学等领域。 j。 聚天冬氨酸水凝胶是由聚琥珀酰亚胺(P S I )开环交联制成，具有类似蛋白质结构的生物降解性水凝胶。 作者以聚琥珀酰胺为母体，乙基纤维素(E c )穿透其中，己二胺为交联剂，用乙醇胺改性羟基，制备羟基化的PASPEC互穿网络结构的水凝胶，并以5UF为药物模型，制备女性水凝胶药物1实验部分1 . 1试剂和仪器天冬氨酸、乙基纤维素M7 0、氢氧化钠：原稿日：2ol2-01l5作者简介：孙莺(1 . 1)、女、I海人、上海人学助手实验员，主要从事新型功能高分子的合成和研究。 *基金项目：2 o o t年j海高校选拔培养青年教帅特别星资助项目I。 纯、国药集团化学试剂有限公司分析乙二胺、二亚乙基三胺、六亚甲基二胺、磷酸、乙醇胺、n，n-二甲基甲酰胺、无水乙醇：化纯、国药集团化学试剂有限公司； 五一F u :适马公司。 红外光谱仪： ft 1380型，美国尼可公司紫外分光光度计： UV7 5型，美国安吉伦。 1 . 2聚天冬氨酸水凝胶的制备1 . 2 . 1聚天冬氨酸酰亚胺的制备是将2 O g I . -天冬氨酸放入三口烧瓶中，加入1 0 g质量分率为8.5的磷酸，均匀搅拌后，加热至20，抽真空至0.9mpa，使其反应4 . 5 h，得到P S I粗产物将粗制品P S I溶解于n，n-二甲基甲酰胺(D MF )中，在4 O水浴中搅拌溶解2小时，过滤不溶物，滤液用大量无水乙醇沉淀，过滤，将过滤物在6下真空干燥1小时，得到精制P S I。用粘度法测定的P S I的相对粘均分子量为1万2千。 在1 2 2聚天冬氨酸水凝胶的制备中，将2 0 g精制的P S I溶解在20mimf毛巾中，加入一定量的E C，在4 0下磁搅拌5小时，在0下加入乙醇(ME A )、25c搅拌反应8小时、在4 0下加入一定量的交联剂，搅拌反应4小时， 将反应得到的水凝胶用质量分率2 0的Na () H溶液在4水解2小时，用去离子水洗净至中性，在4 O洗净至第5期的孙莺等。 新型冬铽酸水凝胶的制备lj上药物缓释性能研究l 5真空干燥。 1 . 3聚天冬氨酸水凝胶的特征和性能测试1 . 3 . 1红外光谱的特征将水洗干凝胶制成粉末，采用KB r压制法进行红外光谱的特征。 1 . 3 . 2溶胀度的测定采用茶袋法测定水凝胶的吸水性能，即在室温条件下(2 5)测定一个茶袋中去离子水的吸收量，该水凝胶的吸水率计算公开如下。 水凝胶的吸水率(g/g。 二二、ll中，干凝胶重茶袋湿重； 吸水后水凝胶和茶袋的总质量。 将1 3 . 3 p H敏感性测试聚天冬氨酸水凝胶样品放入茶袋中，在室温(2 5)下充分浸泡不同p H值的缓冲液，以不同时间间隔将茶袋悬挂在空气中1 5 rai n，测量重量，测定水凝胶在2 4 h以内的膨胀性能。 1 3 4 5氟尿嘧啶(51fu )的药物释放实验(1 )5 - F u标准曲线的图正确取5-fu0.032g，用ph17.4的缓冲液溶解后，移至10mi的容量瓶决定容量，再分别取9、1、2、1、5、1、8、2、7、3、6、7、1、0、8 p(5-氟尿嘧啶)/(/z g mI )囤积1-5fu溶液的标准曲线(2)水凝胶载体的制备将聚天冬氨酸水凝胶膜0 . 5 g在人5 - F u水溶液中浸泡2小时，取出水凝胶，用蒸馏水清洗表面附着的5 - F u，冷冻干燥，吸附水凝胶(3)将载有药物凝胶的药物释放水凝胶药物流入2 0 0 mI p H=7 . 4的缓冲液中，将温度控制在3 7。 每隔一定时间取出3 mi溶液，补充3 mi缓冲液。 用紫外分光光度计测定取出液在2 6 5 n m处的吸光度，按照标准曲线计算溶液中的5 - F u浓度。 研究了2 . 1羟基化P AS P E C水凝胶的红外光谱羟基化P AS P E C水凝胶的红外光谱图。 c有ME A，ec400030000000000a/cm图2 P A SP水凝胶的红外光谱图I l图2在340cm附近存在明显的() h振动峰。 另外，光谱图上的P S I接近羰基的结合作用”h的小峰(1 7 9 0 c m )消失，水解反应基本结束。 1 3 9 0 c m_ 1附近的双峰是羧酸根的反对称双收缩吸收峰和对称伸缩吸收峰。 比较町得a和l 】 2种水凝胶在约15和196cm(E C醚键)处观察到了明显的峰，明确了EC嵌入水凝胶的网络体系。 2 . 2羟基化PASPEC水凝胶吸水性能的影响因素2 . 2 . 1交联剂种类不同于水凝胶吸水认知能力的交联剂对水凝胶吸水性能的影响如图3所示。 其中，交联剂用量为喧嚣、乙醇胺用量、E C用量分别为P S I用量的3、20、30。 t/h图3的不同交联剂水凝胶的吸水性能由图3可知，以六亚甲基二胺为交联剂制备的聚天冬氨酸水凝胶的吸水性能最好，以乙二胺为交联剂的吸水性能最差。这是因为，在六亚甲基二胺、二乙基o0o0oo李中加入m，l 6第2 ()白层胺、乙二胺的分子量分别为1 1 6、1 0 3、6 O g/too l，另一方面，在相同质量的情况下，六亚甲基二胺的物质最小的乙二胺的物质量最多二胺的用量最少，水凝胶的交联密度最小，交联网最大，吸水性能最高，吸水率达到29，另一方面，交联剂的分子量越大，交联网越大，吸水性能变好，以六亚甲基二胺为交联剂制备的水凝胶的吸水性能最好2.2交联剂用量影响水凝胶吸水性能的交联剂用量对水凝胶吸水邑的影响如图4所示。 t/h图4不同量的交联剂水凝胶的吸水性能由图4可知，随着六亚甲基二胺的使用量的增加，水凝胶的吸收性能降低。 这是因为，随着交联剂用量的增加，交联点增加，交联密度增加，凝胶网格结构的网眼变小，凝胶的吸引力降低。 2.3乙醇胺用量对水凝胶吸水性能的乙醇胺用量对水凝胶吸水性能的影响如图5所示。 由图5可知，交联剂的使用量相同时，乙醇胺的添加可能会增加水凝胶的吸水性或降低吸水性。 这是因为乙醇胺的添加作为开环剂，羟基被最终水解的聚天冬氨酸水凝胶上的羧基部分取代，羟基的亲水性没有羧基，因此水凝胶的吸水性降低。 另一方面，/h c (六亚甲基二胺) 13，4444气动、气动、气动、气动、气动、653 F l o r y式表明，吸水能力q与交联度成反比，交联度减少，水凝胶的吸水网孔l增大，网络空问扩张力增大，吸水倍率上升综合这两个因素的相互影响程度，加入适量乙醇胺提高水凝胶的吸水性能。 2 . 2 4 E C使用量对水凝胶吸水性能的影响E C使用量对水凝胶吸水性能的影响如图6所示。 05JOl5o2o25f/h图6e0o使用量对水凝胶吸水性能的影响000oooooo例如正加正加正加正加正加正加正加正加正加负正加正加正加正加正加正加正加正加正加正加正2 . 2 . 5水凝胶重复使用对吸水性能影响水凝胶的由图7可知，0510I5205ot/h图7水凝胶的重复使用性为聚天冬氨酸水凝胶重复使用3次，其最终的吸水性能几乎没有变化，保持在约2 7 0倍。 在第1次使用中，水凝胶在8 h的吸水量为2.6倍，8 h后的吸水量缓慢增加，在第2.3次使用中，水凝胶在4 h的吸水量为2.5倍，之后的吸水量缓慢增加。 这是因为，初次使用后，水凝胶的高分子链充分伸长，再使用时吸水饱和的时间缩短，但对最终的吸水量没有什么影响。 2 . 3乙醇胺用量对水凝胶在w (乙醇)=5%溶液中的吸水性能的乙醇胺用量对水凝胶在(乙醇) 15 %溶液中的吸水性能的影响如图8所示。i-m (乙醇胺): 单m (乙醇胺): 单m (乙醇胺):T m (乙醇胺): 单m (乙醇胺): 单TPS )=0% m (psi )=1% m (psi )=15 %/n (psi )=2% m (psi )=2.5 % t/由图8可知，h图8乙醇胺使用量对水凝胶在w (乙醇)=5 0 %中