透明质酸纳米微球载药体系的研究

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天然高分子聚合物微球药物释放体系,在定量给药、控制释放和受体靶向定位方面提供了灵活性,体现了诸多优势。其中,透明质酸(HA)是细胞外基质中广泛存在的蛋白多糖成分,具有良好的生物相容性,有望成为理想的缓释、控释药物载体材料。然而,纯HA易溶于水、吸收迅速和在组织中停留时间短等物理和生物特性,限制了它用于制备对硬度、机械强度和稳定性有一定要求的药物载体,需要接受化学交联修饰,以增大分子量、延长降解时间,提高稳定性。本文着重探讨了HA的交联规律及HA纳米微球载药体系的构建方法、产物表征和释药规律,并证明了HA磁性微球作为磁靶向药物载体的可行性。(1)HA的交联采用七种双功能交联剂——脂肪双酰肼(ADH)、戊二醛(GTA)、三磷酸三钠(STMP)、二乙烯基砜(DVS)、N,N’-环己基碳化二亚胺(EDC)、乙二醇缩水甘油醚(EX-810)和京尼平(GP),以无水乙醇为反应介质,调节其反应时间、pH值和反应温度,在多相反应体系下进行HA交联改性。交联产物清洗后于50%乙醇-PBS溶液中溶胀,依据溶胀现象和溶胀液动力学粘度值评价产物交联效果,得到各交联剂交联HA的最优化配方。经红外光谱、核磁共振1H-NMR谱分析HA交联产物证实,ADH和EDC与HA羧基形成酯键实现交联,其余五种交联剂和HA羟基形成醚键实现交联。1H-NMR纵向弛豫时间测量显示,HA-GTA、HA-STMP及HA-EDC的分子量显著高于HA。将各交联剂最优化配方的产物溶胀结果进行比较,得到产物交联效果的显著性由高到低为:HA-GTA>HA-EDC>HA-STMP>HA-ADH>HA-GP>HA-EX-810>HA-DVS>HA。结合HA交联产物-NaCl溶液特性粘度,得到多相体系中HA交联的一般规律:交联反应可增大HA的分子量,使HA在水溶液中形成溶胶而非线性溶胀液,增强HA的耐酶解性能。但交联剂所需的酸/碱性反应条件会对HA产生降解作用。HA酶解实验表明产物耐酶解能力由强到弱为HA-ADH>HA-STMP≈HA-GTA>HA-EDC>HA-GP>HA-DVS>HA-EX-810。细胞毒性、溶血性及皮内刺激等三项生物相容性实验表明,HA-STMP具有理想的生物相容性。因此,STMP在交联效果和生物相容性等方面均为一种较为理想的交联剂。(2)构建HA-STMP交联微球以HA-NaCl溶液为水相,正庚烷为油相,SPAN及TWEEN为乳化剂,STMP为交联剂,NaOH溶液调节pH值,在反相乳液(W/O)中采用超声乳化法,可制得形态圆整、分散性好的HA-STMP微米球,干燥后可达纳米级。用正交设计实验方法进行工艺优化,并进行粒度分析,以对粒径(d)和跨距(PDI)的不同要求为评分标准,经极差和方差分析,得到下述制备HA-STMP交联微球的优化配方,按影响因素的显著性由大到小排序为:1)粒径和跨距均越小越好:STMP/HA(结构单元,以下同)=1/2(M/M)>HA浓度(CHA)=0.2%>乳化剂/油相=1/100(g/g)>水/油=1/4(V/V);2)粒径和跨距均越大越好:STMP/HA=1/50(M/M)>CHA=0.5%>乳化剂/油相=1/80(g/g)>水/油=1/4(V/V)。3)粒径越小越好而跨距越大越好:乳化剂/油相=1/40(g/g)>STMP/HA=1/5(M/M)>GHA=1%>水/油=1/4(V/V)。4)粒径越大越好而跨距越小越好:乳化剂/油相=1/100(g/g)>STMP/HA=1/10(M/M)>CHA=0.2%>水/油=1/3(V/V)。(3)构建地塞米松(DEX)-HA-STMP交联微球(以下简称DEX-HA微球)及川芎嗪(LIZ)-HA-STMP交联微球(以下简称LIZ-HA微球)依照上述四个优化配方,将药物加入水相,W/O超声乳化法制备载药微球。载药微球形态与空白微球类似,比相同配方下空白微球的粒径稍大,LIZ-HA微球粒径比DEX-HA微球更大但属同一数量级。载药微球粒径与交联剂加量呈负相关,与乳化剂加量呈负相关,与HA浓度呈正相关。载药微球干燥后进行载药量、包封率及体外释药累积释放率的测定。在HA浓度不超过1%,药物的装填量不超过药物/HA=1/10(g/g)的条件下,微球的载药量和包封率与交联剂加量、乳化剂加量、HA加量和药物的装填量均呈正相关关系。LIZ-HA微球的载药量和包封率在相同配方下普遍低于DEX-HA微球。载药微球体外释药的累积释放率与扩散.溶蚀方程拟合度高,释药速度与交联剂加量、HA浓度成负相关,与乳化剂加量成正相关,与药物装填量在DEX/HA≦1/10(g/g),LIZ/HA≦1/15(g/g)时成负相关。相同配方下LIZ-HA微球的释药速度高于DEX-HA微球。(4)构建雷帕霉素(RPM)-HA微球复乳将脱盐法加以改进,利用O/W/O超声乳化工艺,以RPM-HA初乳为连续相,无水乙醇-NaCl饱和溶液为分散相,制备RPM-HA微球。微球形态圆整、分散性好,油镜下可见清晰的复乳结构。载药微球干燥后进行载药量、包封率及体外释药累积释放率的测定。通过改变分散相中无水乙醇与正庚烷的体积比,依据粒度及载药量数据,发现无水乙醇-NaCl是脱盐法制备RPM-HA微球的理想分散相,而正庚烷对于此法无任何帮助。以连续相/分散相=1:3(V/V)制备RPM-HA微球,RPM-HA的初乳浓度≦0.5%时,与载药量成正相关,对释药速率影响不大。RPM的装填量与载药量及释药速率成正相关。RPM-HA微球复乳的体外释药速度比DEX-HA微球及LIZ-HA微球高,但累积释放率仍与扩散-溶蚀方程有较高的拟合度。通过肌肉注射途径给药,可有效达到缓释效果。(5)HA磁靶向药物制剂的可行性参考已报道的工艺制备水基磁流体。将磁液与上述W/O超声乳化法制备DEX-HA微球及LIZ-HA微球的水相中混匀,制得HA磁性载药微球。DEX-HA及LIZ-HA磁性微球具有良好的表观形态及分散性,磁滞回线证明其具有超顺磁性,粒度分析与载药量及包封率与非磁性微球差异不大,有望发展为磁靶向制剂。
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