溫敏性殼聚糖水凝膠藥物載體的制備及性能研究.pdf

1、目的：
　　溫敏性水凝膠是一種響應(yīng)環(huán)境溫度變化的智能水凝膠，其特點是存在低溫臨界溶解溫度（lower critical solution temperature LCST)，即在低溫下為液態(tài)溶膠狀態(tài)，當(dāng)溫度升高到低溫臨界溶解溫度時逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)或者半固態(tài)的凝膠狀。在這些溫敏性水凝膠中，存在一部分其低溫臨界溶解溫度與人體溫接近，從而可以作為藥物載體用于生物醫(yī)學(xué)當(dāng)中。在溫敏性水凝膠作為藥物載體的應(yīng)用過程中仍然存在許多缺點，如凝膠時間過

2、長、藥物摻入困難、蛋白類藥物易失活、釋放時間短、降解性能差等。本課題選用殼聚糖（CS)/京尼平（GP)/明膠（G)/e-甘油磷酸鈉（P-GP)等天然髙分子材料作為原材料制備了一種新型的溫敏性水凝膠，并對其理化性能進(jìn)行了測定，研宄了其對蛋白類藥物模型藥物牛血清蛋白(B S A)及小分子藥物模型藥物5-氟尿嘧啶（5-FU)的體外釋放規(guī)律。
　　方法：
　　應(yīng)用物理交聯(lián)技術(shù)制備了六種不同配比的CS/GP/G/P-G P溫敏性水凝膠

3、’觀察了其在不同溫度下凝膠-溶膠相的相互轉(zhuǎn)變過程；通過倒置法測定了其在37℃的凝膠時間；采用傅里葉紅外光譜儀（F T-IR)測定了樣品的結(jié)構(gòu)特征；應(yīng)用透射電鏡（SEM)觀察了樣品的微觀結(jié)構(gòu)；應(yīng)用溶菌酶實驗測定了樣品的降解性能；最后，以溫敏性水凝膠為載體，以牛血清蛋白（BSA)及5-氟尿嘧啶(5-FU)作為模型藥物，對其體外藥物釋放規(guī)律進(jìn)行了研究。
　　結(jié)果：
　　1.本實驗研制的水凝膠在室溫下為半透明流動狀態(tài)，隨著殼聚糖濃度

4、增加，其流動性逐漸減弱；隨著甘油磷酸鈉濃度的增加，其流動性逐漸增強。37℃放置一段時間后水凝膠變?yōu)槟G色固態(tài)凝膠，且混合均勻。
　　2.倒置法測定凝膠時間發(fā)現(xiàn)，隨著殼聚糖和甘油磷酸鈉含量的增加，水凝甘油磷酸鈉含量為12％時，水凝膠凝膠時間逐漸縮短。在殼聚糖含量為1.6%,膠凝膠時間最長，為126 s;在殼聚糖含量為2.4%，e-甘油磷酸鈉含量為16%時，水凝膠凝膠時間最短，為50s。
　　3.應(yīng)用透射電鏡對水凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研

5、究發(fā)現(xiàn)，殼聚糖水凝膠為多孔互通的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，隨著殼聚糖濃度增加，水凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加致密，網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)減少，網(wǎng)孔之間的貫通性較差；隨著甘油磷酸鈉含量的增加，網(wǎng)孔直徑明顯減小，網(wǎng)孔數(shù)量增加，網(wǎng)孔之間貫通性增加。
　　4.通過對殼聚糖、殼聚糖/e-甘油磷酸鈉/明膠、殼聚糖/0-甘油磷酸鈉/明膠/京尼平水凝膠的紅外光譜圖對比分析可見，水凝膠內(nèi)部四種物質(zhì)之間發(fā)生了交聯(lián)作用。
　　5.溶菌酶實驗結(jié)果顯示，殼聚糖水凝膠降解時長為24d;水凝

6、膠本身便具有一定的降解性能，降解速率平緩；在溶菌酶的作用下，水凝膠降解速率加快明顯。因水凝膠骨架結(jié)構(gòu)的存在，最終剩余質(zhì)量基本相同。
　　6.牛血清蛋白的體外釋放結(jié)果顯示，在37℃的P B S溶液中，B S A在水凝膠中的釋放分兩個階段：在0-25h內(nèi)，藥物釋放速度較快，隨著時間的延長，藥物釋放量逐漸趨于恒定，總釋放時間約為170h。殼聚糖、P-甘油磷酸鈉含量增加均可減慢牛血清蛋白釋放速率，殼聚糖含量的增加對藥物釋放速率影響更加明顯

7、。同時殼聚糖、0-甘油磷酸鈉含量的增加會減少藥物最終的總釋放量。當(dāng)殼聚糖含量為1.6%,后-甘油磷酸鈉含量為12%時，總釋放量最高，為89.56±0.98%;當(dāng)殼聚糖含量為2.4%，甘油磷酸鈉含量為16%時，累積釋放量最低，為76.02±1.1%。通過將藥物累積釋放率及釋放時間通過Ritger-Peppas方程進(jìn)行曲線擬合結(jié)果顯示，其體外釋放機制遵行Fickian轉(zhuǎn)運，是藥物依照濃度梯度擴散的結(jié)果。
　　7.5-氟尿嘧啶體外釋放結(jié)

8、果顯示，在37℃的P B S溶液中，5-氟尿嘧啶的釋放分兩個階段，在0-16h之間為快速釋放期，隨著時間延長，藥物的釋放速率逐漸趨于恒定，總的釋放時間約為72h。殼聚糖含量的增加可減慢5-氟尿嘧啶的釋放速率；0-甘油磷酸鈉含量增加對藥物釋放速率影響較小。殼聚糖含量為1.6%，e-甘油磷酸鈉含量為12%時，總釋放量最髙，為93.31±0.67%;當(dāng)殼聚糖含量為2.4%，0-甘油磷酸鈉含量為16%時，累積釋放量最低，為87.54±0.20%

9、。通過將藥物累積釋放率及釋放時間通過Ritger-Peppas方程進(jìn)行曲線擬合結(jié)果顯示，其體外釋放機制遵循Fickian轉(zhuǎn)運，是藥物依照濃度梯度擴散的結(jié)果。
　　結(jié)論：
　　1.應(yīng)用物理交聯(lián)技術(shù)制備的六種不同配比的CS/GP/G/0-GP水凝膠性能良好，該水凝膠可在常溫或低溫狀態(tài)下呈現(xiàn)為液態(tài)溶膠狀態(tài)，在溫度達(dá)到體溫時呈現(xiàn)為固態(tài)溶膠。殼聚糖溫敏性水凝膠凝膠時間短，可以滿足作為藥物載體的應(yīng)用。
　　2.水凝膠是四種物質(zhì)相互

10、交聯(lián)后的產(chǎn)物；水凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)均一致密，表面比較光滑。
　　3.水凝膠生物降解性能較好，在酶的作用下會加快水凝膠降解速率。
　　4.當(dāng)殼聚糖含量為2.0%，甘油磷酸鈉含量為16%時，水凝膠流動性較好，累積釋放率高，釋放速率更加平緩，對蛋白類藥物模型藥物BSA釋放時間較長，是釋放蛋白類藥物的最佳配比。本實驗研宄為活性蛋白類藥物的安全摻入和控制釋放提供了適宜的載體。
　　5.當(dāng)殼聚糖含量為2.4%，甘油磷酸鈉含量為16%時，