聚丙交酯乙交酯聚乳酸納米粒的制備及表征

聚丙交酯乙交酯聚乳酸納米粒的制備及表征

以各種藥物的解釋和報道為基礎(chǔ)的藥物解釋和主要載荷劑，如質(zhì)脂體、束、微乳液、聚吡咯或納米顆粒。其中，由于粒徑小和面積大，對生物相似性納米顆粒的研究受到了高度重視。生物降解材料聚乳酸(PLA)、乳酸與乙醇酸的共聚物聚丙交酯乙交酯(PLGA)是用于控制多種藥物釋放成功的載體之一。盡管制備PLA或PLGA微粒的技術(shù)已較成熟,但納米粒制備技術(shù)仍處于研究之中。PLA或PLGA納米粒的制備方法已有幾種,如納米沉淀法,雙乳液均化法,乳化溶劑擴(kuò)散法。但所有這些方法由于粒子的極大表面積易引起粒子聚集而使納米粒的產(chǎn)率不高。本文報道一種在水相中制備PLA和PLGA納米粒的新方法——二元溶劑分散(BSD)法。1實(shí)驗(yàn)方法1.1試劑PLA和PLGA(成都航利生物材料研究所),90%水解度和500聚合度的PVA-124為日本進(jìn)口分裝。所有其它試劑均為市售分析純。1.2納米粒的制備將0.2gPLA或PLGA溶于由丙酮和乙醇組成的8mL二元溶劑中,攪拌下將所得聚合物溶液滴加入40mL1%PVA水溶液中,攪拌速度為300r/min。減壓蒸去丙酮和乙醇,懸浮分散液先于1000r/min低速離心除去聚集物,再在16000r/min速度下離心25min,沉淀用25mL蒸餾水洗滌。離心和洗滌重復(fù)3次以去除PVA及殘余的丙酮和乙醇。將沉淀物超聲分散于50mL蒸餾水中,真空下冷凍干燥得粉狀納米粒。納米粒產(chǎn)率由下式計算:納米粒產(chǎn)率=納米粒質(zhì)量PLA或PLGA質(zhì)量×100%=納米粒質(zhì)量ΡLA或ΡLGA質(zhì)量×100%。1.3粒徑及粒徑分布的測定Mastersizer2000激光散射粒徑分析儀(MalvernInstrumentsLtd.Malvern,UK)測定納米粒平均粒徑和粒徑分布。凍干納米粒粒徑經(jīng)超聲分散于蒸餾水后測定。用滴定法測定乙醇加入PLA和PLGA丙酮溶液后的濁點(diǎn),具體步驟如下:將2mL不同濃度的PLA或PLGA丙酮液置于20mL試管中。搖動下滴加乙醇至丙酮液剛出現(xiàn)混濁,即PLA或PLGA剛剛開始沉淀時為終點(diǎn)。由此獲得PLA或PLGA達(dá)濁點(diǎn)時乙醇占PLA和PLGA丙酮溶液的體積分?jǐn)?shù)φ(eth)′。2結(jié)果與討論2.1納米粒產(chǎn)率與其他單體、種類的關(guān)系聚合物材料以及由它們制得的納米粒的性質(zhì)列于表1。從表中可看出,所有聚合物納米粒的平均粒徑均小于180nm并具有窄的粒徑分布,聚合物分子量和單體比的差異對納米粒粒徑無顯著影響。說明BSD法制備納米粒不受單體比和聚合物種類等因素的影響。納米粒產(chǎn)率和PLA或PLGA分子量的關(guān)系見圖1。圖中可見,PLGA納米粒產(chǎn)率隨分子量增加緩慢降低,在單體比相同時,納米粒產(chǎn)率隨分子量的增加而降低,這是由于在分散過程中,大分子量聚合物液滴的分散速度較慢,使粒子凝聚的可能性增加。PLA的分子量大于15000后,由于在分散過程中納米粒的聚集導(dǎo)致其產(chǎn)率急劇下降。聚合物中較親水部分隨乙醇酸鏈段的增加而增大。因此,減少了納米粒聚集的可能性從而使納米粒產(chǎn)率提高,這是相同分子量但不同單體比聚合物納米粒產(chǎn)率差異的原因。即使這樣,BSD法不論聚合物為何種(Mw<15000時)仍能得到高產(chǎn)率(95%)的PLA和PLGA納米粒。2.2乙醇體積分?jǐn)?shù)圖2是納米粒產(chǎn)率與丙酮中加入的乙醇量φ(eth)的關(guān)系圖?？梢?不同的聚合物納米粒產(chǎn)率均隨乙醇體積分?jǐn)?shù)的增大而提高,并當(dāng)PLA,PLGA(75/25)和PLGA(50/50)的φ(eth)分別為45%、40%和20%時產(chǎn)率達(dá)最大值。由于乙醇較丙酮的極性大,二元溶劑中乙醇濃度的增加可加快PLA或PLGA液滴的擴(kuò)散速度。但當(dāng)φ(eth)增加到一定程度時,PLA或PLGA會從混合溶液中沉淀出來,不可能再滴加于水相中制備納米粒。因此,需先滴定測定PLA或PLGA聚集沉淀時的乙醇體積分?jǐn)?shù),即φ(eth)′值,結(jié)果見圖3。圖中可見,φ(eth)′值隨PLA和PLGA濃度的改變變化不大,但隨所用聚合物的不同而有較大差異。PLA體系的φ(eth)′值高于PLGA(75/25)和PLGA(50/50)體系的φ(eth)′。這差異正是納米粒產(chǎn)率達(dá)最大值時PLA體系中乙醇體積分?jǐn)?shù)(45%),大于PLGA(75/25)體系中乙醇體積分?jǐn)?shù)(40%)和PLGA(50/50)體系中乙醇體積分?jǐn)?shù)(20%)的原因。當(dāng)PLA或PLGA溶液滴加分散于PVA水溶液時,界面間的擾動瞬間產(chǎn)生極大的表面積,形成納米級PLA或PLGA乳滴。接著,由于乙醇與PLA和PLGA的相溶作用力低于丙酮,乙醇優(yōu)先由乳滴中擴(kuò)散出去。然后丙酮開始擴(kuò)散,乳滴中PLA或PLGA的濃度增加直到開始沉積,最后是PLA或PLGA完全固化形成納米粒。由于沉積過程是同時瞬間完成的,即使溫和攪拌也能獲得均勻的納米粒懸浮液。隨φ(eth)值增加PLA和PLGA溶液的分散易于進(jìn)行,可產(chǎn)生更多納米級的乳滴并快速形成PLG和PLGA納米粒而使納米粒產(chǎn)率增大。但φ(eth)有一上限值,也就是前面所述的PLA或PLGA的φ(eth)′。因此,實(shí)驗(yàn)中φ(eth)與φ(eth)′的比值x(x=φ(eth)/φ(eth)′)與納米粒產(chǎn)率有關(guān)。在丙酮/乙醇溶液中PLA(Mw25000)、PLGA(75/25,Mw15000)和PLGA(50/50,Mw15000)的φ(eth)′值分別為45.95%、42.86%和23.08%。x=1時意味二元溶劑組成與其濁點(diǎn)時組成一樣的極限條件。2.3不同濃度eth納米粒的粒徑實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),乙醇的加入不僅可提高納米粒產(chǎn)率而且對納米粒粒徑有較大影響。圖4是納米粒粒徑與二元溶劑的φ(eth)值的關(guān)系圖,在所有實(shí)驗(yàn)中ω(PLA)或ω(PLGA)均固定為2.5%。從圖中可看出,納米粒粒徑均隨φ(eth)的增加而減小,并于PLA、PLGA(75/25)和PLGA(50/50)的φ(eth)分別為55%、40%和20%時粒徑達(dá)最小值。φ(eth)值從0增加到20%,PLGA(50/50)納米粒粒徑由191nm降到162nm,隨φ(eth)值從0增加到最大值,PLGA(75/25)和PLA納米粒的粒徑分別由271nm減小到170nm,231nm減小到131nm。這同樣是由于乙醇的親水性較丙酮大,隨二元溶劑中乙醇濃度的增大可加速分散過程中PLA或PLGA乳滴的分散,有利于納米粒的快速形成并避免因小粒子聚集成較大粒徑納米粒的產(chǎn)生。2.4不同分散穩(wěn)定劑pva和pla在溶劑擴(kuò)散揮發(fā)過程中,溶液體積逐漸減小而引起分散乳滴的粘度增加。這可能使乳滴在溶劑揮發(fā)的早期階段發(fā)生凝聚和團(tuán)集而影響納米粒粒徑和產(chǎn)率。加分散穩(wěn)定劑于水相,可在乳滴表面形成薄的保護(hù)層以減小它們的凝聚。實(shí)驗(yàn)中固