殼聚糖凝膠的溫敏性及其藥物緩釋性能研究

1、殼聚糖凝膠的溫敏性及其藥物緩釋性能研究【摘要】目的研究殼聚糖/甘油磷酸鈉(S/GPS)水凝膠的溫敏性及載藥凝膠緩釋性能。方法試管倒置法研究不同配比、不同pH對S/GPS體系凝膠化性能的影響；紅外光譜表征S/GPS復(fù)合物；紫外分光光度法考察溫敏凝膠相變動(dòng)力學(xué)曲線，并測定載藥凝膠的累積釋放度。結(jié)果56%GPS與2%S體積配比從0.2增到0.8混合液pH6.5,在37下凝膠化時(shí)間(GT)從10in縮短到1.5in；56%GPS/2%S體積比為0.4的混合液，pH6.5升至7.0，37下GT從120s減少到90s；56%GPS與2%S以體積配比為0.2時(shí)混合液pH6.9，在25時(shí)維持液相，溫度從30升

2、至45，GT從9in降至1in，在37時(shí)，可快速凝膠化GT為130s。依諾沙星為模型藥物，載藥凝膠12h累積釋放度為62%，依諾沙星原藥3h累積釋放度到達(dá)97%。結(jié)論一定配比S/GPS體系在37具有快速凝膠化特性，溫敏性載藥凝膠對藥物具有緩釋作用。【關(guān)鍵詞】殼聚糖；水凝膠類；依諾沙星；遲效制劑；生物相容性材料1材料與方法1.1材料1.1.1試劑S大連鑫蝶甲殼素，脫乙酰度95%，分子量50000，GPS美國AlfaAesar公司，依諾沙星福建建東藥廠，批號20221109，其他試劑均為分析純上?；瘜W(xué)試劑公司。1.2方法1.2.1S/GPS體系溫敏性實(shí)驗(yàn)2gS溶解在100L鹽酸(0.1l/L)溶液

3、中，配制成的2%S溶液，移取一定體積的2%S溶液于試管中，按比例逐滴參加56%GPS溶液，振蕩混勻后，以少量的NaH稀溶液0.02l/L調(diào)節(jié)混合液的pH值。放入水浴恒溫器恒溫，參照文獻(xiàn)11用試管倒置法研究GPS/S配比、pH及溫度等條件對S/GPS體系凝膠化性能的影響。觀察凝膠化現(xiàn)象，記錄凝膠化時(shí)間(GT)。1.2.2S/GPS體系凝膠相變動(dòng)力學(xué)曲線移取一定體積的2%S溶液于試管中，按比例逐滴參加56%GPS溶液，振蕩混勻后，以少量的NaH稀溶液0.02l/L調(diào)節(jié)混合液pH6.9，混合液轉(zhuǎn)入比色皿中，裝有混轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.3討論GPS為弱堿性化合物(pKa6.34)，構(gòu)造中存在羥基和磷酸

4、根負(fù)離子，是對人體平安的雙官能團(tuán)陰離子偶聯(lián)劑，磷酸根負(fù)離子可與殼聚糖的質(zhì)子化氨基NH3+通過靜電引力作用交聯(lián)，使殼聚糖溶液產(chǎn)生凝膠化，形成三維凝膠網(wǎng)絡(luò)。凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成與環(huán)境溫度有關(guān)，凝膠機(jī)理一般是認(rèn)為與凝膠中存在的靜電作用，氫鍵及親、疏程度衡有關(guān)1,14。GPS與S二者間存在著三類型的互相作用力平衡，一是S鏈間的靜電斥力及S與GPS的靜電引力平衡；二是氫鍵作用平衡，如S鏈間氫鍵作用、S與GPS間、S與水的氫鍵作用；三是S的疏水作用。這些互相作用力的平衡都會(huì)隨溫度的改變而改變，S/GPS水凝膠體系從而表現(xiàn)出溫度敏感性1。參加弱堿性的GPS，可局部中和殼聚糖NH3+，削弱了S分子鏈間的靜電斥力及與

5、水的氫鍵作用。加適量的GPS時(shí)，在低溫25下，因殼聚糖與水的氫鍵作用仍較強(qiáng)，加上GPS位阻作用，阻止了殼聚糖鏈的凝膠化交聯(lián)。但隨著溫度升高，NH3+質(zhì)子熱運(yùn)動(dòng)增加，弱堿性的GPS可以成功地奪取NH3+上的質(zhì)子，使S的NH3+數(shù)量進(jìn)一步下降，S分子鏈間氫鍵作用增強(qiáng)，同時(shí)S與水之間氫鍵作用減弱，疏水作用占主導(dǎo)地位，于是S分子鏈出現(xiàn)交聯(lián)形成凝膠15。透光率隨溫度變化的凝膠動(dòng)力學(xué)曲線顯示，在37附近透光率急劇降低，并出現(xiàn)拐點(diǎn)，出現(xiàn)凝膠化。凝膠化復(fù)合物的IR光譜與S、GPS的IR譜圖比擬，吸收峰的變化和位移說明二者不是簡單的物理混合，GPS與S之間存在偶極靜電作用磷酸根和S的質(zhì)子化氨基以及羥基間的氫鍵作

6、用，也從另一方面說明凝膠機(jī)理與S/GPS混合液存在的靜電作用，氫鍵及疏程度衡有關(guān)。隨著GPS用量比的增加，GPS奪取更多NH3+質(zhì)子，加速S鏈間靜電斥力減弱，使S/GPS溶液在37下凝膠化時(shí)間減少，或在較低的溫度下就可以凝膠化。但用量增大到一定時(shí)如56%GPS與2%S等體積混合，因中和電荷、溶液堿性進(jìn)步及溶解到達(dá)飽和等諸多因素使混合液中的S沉淀析出。顯然，pH值對凝膠化也有影響。一定的pH值范圍內(nèi)，升高S/GPS的pH值，溶液中質(zhì)子減少，那么游離氨基多，S鏈間靜電斥力減小，分子鏈間氫鍵作用增強(qiáng)，使S/GPS在37時(shí)的凝膠化時(shí)間也減少圖2。當(dāng)pH7.2時(shí)，因S的溶解性降低而沉淀析出。而當(dāng)pH值較

7、低時(shí)pH4，氨基質(zhì)子化程度高，同時(shí)抑制GPS磷酸質(zhì)子解離，S鏈以靜電排擠占主導(dǎo)，不易交聯(lián)凝膠化。具有溫度敏感性的給藥系統(tǒng)，載藥凝膠緩慢地、持續(xù)地釋放藥物，長時(shí)間與作用部位發(fā)生嚴(yán)密接觸并吸收藥物，避開首過效應(yīng)，進(jìn)步藥物的生物利用度；可減少給藥次數(shù)，延長藥物生物半衰期，增加藥物療效。在溫度敏感性原位凝膠給藥系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，既要求體系具有在生理溫度37快速凝膠化的特性，又要求在常溫25時(shí)保持液相制劑的穩(wěn)定。本實(shí)驗(yàn)選用56%GPS/2%S體積配比為0.2，常溫時(shí)可持續(xù)保持液相，30in內(nèi)未出現(xiàn)凝膠化，當(dāng)溫度升高至37時(shí)，凝膠化時(shí)間為130s，合適于載藥實(shí)驗(yàn)及緩釋性能考察。結(jié)果載藥凝膠12h累積釋放度

8、為62%，依諾沙星原藥3h累積釋放度到達(dá)97%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明S/GPS凝膠體系對藥物依諾沙星有明顯的緩釋作用。其藥物緩釋時(shí)間較其它凝膠骨架體系對藥物的緩釋時(shí)間數(shù)天短，這是因?yàn)檫@種溫敏凝膠含水量大，具有較大的網(wǎng)絡(luò)孔道，小分子藥物較易通過凝膠網(wǎng)絡(luò)孔道擴(kuò)散逸出，文獻(xiàn)報(bào)道小分子親水性藥物在此系統(tǒng)中數(shù)h可完全釋放16。此外，藥物在此凝膠系統(tǒng)的釋放速度還與藥物相對分子質(zhì)量的大小有關(guān)2。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.本實(shí)驗(yàn)中不同配比的S/GPS體系在37時(shí)均有快速凝膠化的特性GT為75130s，S和GPS均具有良好的生物相容性，溫敏性載藥凝膠對藥物具有緩釋作用，S/GPS是溫度敏感性給藥系統(tǒng)的理想載體。合液的比色皿

9、放入水浴恒溫器恒溫3in后，取出用擦鏡紙快速擦干，參照文獻(xiàn)12分光光度法，450n處測定S/GPS混合溶液的透光率隨溫度變化，繪制凝膠相變動(dòng)力學(xué)曲線。對照樣品2%S溶液同法測定。1.2.3紅外光譜表征凝膠化的S/GPS復(fù)合物進(jìn)展過濾，烘干，研磨，KBr壓片，紅外光譜檢測。A=0.097-0.0069(R2=0.999)將一定量載藥凝膠小心地從試管中移至一端已封口的透析袋中，PBS5LpH7.4淋洗試管，淋洗液轉(zhuǎn)入透析袋中，并扎緊另一端封口。將透析袋放入裝有PBSpH7.4195L的錐形瓶中。將此錐形瓶放入振蕩器中，恒溫37，調(diào)轉(zhuǎn)速100r/in進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。定時(shí)取樣3L并及時(shí)補(bǔ)充37的PBS3L，

10、維持介質(zhì)總體積為200L，將各時(shí)間點(diǎn)的樣品以PBS為對照，在波長262n處測定各時(shí)間點(diǎn)處的吸光值A(chǔ)1。同時(shí)測定空白凝膠的吸光值A(chǔ)2，載藥凝膠中藥物吸光值A(chǔ)=A1-A2，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算濃度，求各時(shí)間點(diǎn)處載藥凝膠中藥物累積釋放度%。同法測定依諾沙星原料藥在一樣條件下體外釋放的累積釋放度%。平行實(shí)驗(yàn)3次，以xs表示。2結(jié)果2.1GPS/S配比對凝膠化時(shí)間影響56%GPS與2%S體積配比從0.2增加到0.8混合液pH6.5,在37下GT從10in縮短到1.5in圖1。隨著GPS用量的增加，GT減少，但2%S與56%GPS等體積混合時(shí)析出沉淀。2.2pH對凝膠化時(shí)間影響56%GPS/2%S體積比為0.

11、4的混合液，pH6.5升至7.0，37下GT從120s減少到90s圖2。當(dāng)pH7.2時(shí)因S溶解度減小而產(chǎn)生沉淀析出。GT：凝膠化時(shí)間；GPS：甘油磷酸鈉；S：殼聚糖.2.3溫度對凝膠化時(shí)間影響不同配比56%GPS/2%S混合液pH6.9的凝膠化時(shí)間隨不同溫度而變化。溫度升高，凝膠化時(shí)間均減少，在37時(shí)均有快速凝膠化的特性GT為75130s。體積配比為0.2的56%GPS/2%S混合液，常溫時(shí)可持續(xù)保持液相，30in內(nèi)未出現(xiàn)凝膠化，當(dāng)溫度升高至37時(shí)，GT為130s。應(yīng)選定該配比的S/GPS體系為載藥實(shí)驗(yàn)，考察載藥凝膠的緩釋性能表1。表1溫度對殼聚糖/甘油磷酸鈉S/GPS體系2.4凝膠相變動(dòng)力學(xué)曲線S/GPS體系v56%GPS/v2%S=0.4，pH6.9的透光率隨溫度升高而變化的凝膠動(dòng)力學(xué)過程圖3顯示，隨著溫度從20升高到30，S/GPS體系的透光率緩慢降低，在37附近因凝膠化出現(xiàn)，透光率急劇降低，并出現(xiàn)拐點(diǎn)，40以后固化，透光率幾乎為0。而2%S溶液的透光率隨著溫度從20升高到45，未見變化。圖3殼聚糖/甘油磷酸鈉(S/GPS)溶液v56%GPS/v2%S=0.4，pH6.