通過(guò)將三聚磷酸納溶液滴加到陽(yáng)離子瓜爾膠和聚乙二醇(PEG)混合水溶液中,利用多糖聚電解質(zhì)的 離子凝膠化反應(yīng)首次制得經(jīng)PEG修飾的可降解瓜爾膠微膠囊,并用掃描電鏡對(duì)其表面形態(tài)和藥物載體粒徑大小進(jìn)行了考 察;通過(guò)對(duì)不同濃度牛血清白蛋白和阿司匹林二種模型藥物的負(fù)載實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)修飾后的微膠囊比未經(jīng)修飾的微 膠囊有增大的負(fù)載百分率和載藥量。
藥物在體內(nèi)的吸收、分布、代謝及排泄是一個(gè) 連續(xù)變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程。普通制劑中藥物被體內(nèi)吸收 后,血藥濃度容易發(fā)生波動(dòng)起伏,出現(xiàn)所謂“峰 谷”現(xiàn)象;當(dāng)血藥濃度達(dá)高峰時(shí),有可能引發(fā)某些 毒副作用;而當(dāng)其處于低谷時(shí),亦可能低于有效濃 度。因此,研宄和開(kāi)發(fā)新型藥物輸送和控釋載體材 料,對(duì)于臨床醫(yī)療水平的提高具有重要意義[1]。
載藥聚合物微膠囊是近年發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)現(xiàn)代 藥物新劑型,利用其對(duì)特定器官、組織的靶向性和 對(duì)藥物的緩釋性,可有效地降低藥物的毒副作用并 提高藥物的生物利用度,而借助共價(jià)交聯(lián)、溶劑揮 發(fā)、相分離和乳化法等合成技術(shù)則可制備出各種微 膠囊。目前,該類(lèi)藥物載體的研宄和發(fā)展主要集中 在以下方面[2,3]:①優(yōu)選聚合物原材料,使之具有 優(yōu)良的生物相容性,最好是釋放藥物后能在體內(nèi)完 全生物降解,且聚合物及降解產(chǎn)物對(duì)人體均無(wú)毒副 作用;d探索新的制備技術(shù),在提高藥物包埋率的 同時(shí)最大限度地保留藥物特別是多肽、蛋白類(lèi)藥物 的完整性和活性;d對(duì)載藥微膠囊進(jìn)行表面修飾, 以期增強(qiáng)藥物的包封和運(yùn)載性能、提高與生物表面 相互作用的敏銳性。
瓜爾膠(guar gum)是一類(lèi)分子結(jié)構(gòu)類(lèi)似于纖 維素的天然聚多糖,具有來(lái)源豐富、可生物降解和 生物相容性好等優(yōu)點(diǎn),主要由句鍵連接的 聚比喃甘露糖主鏈和以a (1 — 6)鍵連接的 吡喃半乳糖支鏈構(gòu)成,其中甘露糖與半乳糖的摩爾
比約為2: 1,相對(duì)分子質(zhì)量約為20萬(wàn)?30萬(wàn)[4]。 目前,該類(lèi)天然高分子主要改性用作工業(yè)用增稠 劑、紙張?jiān)鰪?qiáng)劑、紡織助劑和油田處理劑,很少研 宄涉及用作藥物控釋載體[5]。在本工作中,首次選 用陽(yáng)離子瓜爾膠為主要原料,利用該種多糖衍生物 在三聚磷酸納溶液中的離子凝膠化反應(yīng),在避免高 溫、有機(jī)溶劑及其它苛刻條件下制得經(jīng)聚乙二醇表 面修飾或未經(jīng)修飾的可降解瓜爾膠載藥微膠囊。本 文主要報(bào)道聚乙二醇修飾對(duì)瓜爾膠微膠囊載藥性能 的影響。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1原料與試劑
陽(yáng)離子瓜爾膠:美國(guó)ECONOMY化學(xué)公司產(chǎn) 品,商品代號(hào)為EC0P0L_14S,其分子結(jié)構(gòu)如圖1 所示;三聚磷酸鈉:分析純,天津市科密歐化學(xué)試 劑開(kāi)發(fā)中心;聚乙二醇(PEG):相對(duì)分子質(zhì)量為 10 000,上海化學(xué)試劑公司(進(jìn)口分裝);考馬斯亮 藍(lán)G250:上海伯奧生物科技有限公司(進(jìn)口分 裝);牛血清蛋白(BSA):進(jìn)口分裝;阿司匹林 (乙醜水楊酸):AlfaAesar111廣品;乙醇95%、無(wú)水 乙醇、NaOH,磷酸:分析純,廣州化學(xué)試劑廠; 磷酸:+= 85%. AR.鄭州市德眾化學(xué)試劑廠。
用膠頭滴管取少量未經(jīng)修飾的和經(jīng)PEG修飾 的瓜爾膠微膠囊懸浮液至載玻片上,干燥后真空鍍 白金,然后在日本Hitachi公司S_520掃描電子顯微 鏡下觀察微膠囊表面形態(tài)和粒徑大小。 1.4藥物負(fù)載及性能分析
相應(yīng)于未經(jīng)修飾的和經(jīng)PEG修飾的瓜爾膠微 膠囊制備條件,往初始瓜爾膠溶液體系中分別加入 所需濃度的牛血清蛋白和阿司匹林,制得相應(yīng)的載 藥瓜爾膠微膠囊樣品液。然后將樣品液在室溫下高 速離心5 min,取其上清液分別測(cè)定游離藥物濃度, 再按下面式子計(jì)算微膠囊對(duì)藥物的負(fù)載百分率和載 藥百分率:
藥物初始席景-游離芘物踣罱 藥物總質(zhì)量 葯物初始睹罱-游惠芘物陸醫(yī) 微膠囊質(zhì)量
1.5測(cè)定牛血清蛋白含量標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
稱(chēng)取10〇1^考馬斯亮藍(lán)0250,溶于5〇11^9= 95%的乙醇溶液中,并與100 mL 9= 85%磷酸混 合,加水至1 000 mL,制得考馬斯亮藍(lán)顯色液;在 1- 11號(hào)錐形瓶中依次加入0.5 mg/mL的牛血清蛋 白水溶液0, 10, 20,…,100 UL,并依次加入蒸餾 水定容為100見(jiàn),再分別加入5 mL上述顯色液, 充分振蕩均勻,以1號(hào)錐瓶?jī)?nèi)的混合液為參比,采 用可見(jiàn)分光光度計(jì)在2~ 15 min內(nèi)分別測(cè)定2- 11 號(hào)錐瓶?jī)?nèi)混合液在595 nm處的光透過(guò)率fTj,然后 以蛋白質(zhì)濃度(CBSA)為橫坐標(biāo),71為縱坐標(biāo),得 到如圖2所示的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。
準(zhǔn)確稱(chēng)取適量阿司匹林標(biāo)樣,用無(wú)水乙醇溶解
并稀釋?zhuān)瞥嫂?〇〇~ 40. 00 mg/L的溶液,在波長(zhǎng)入 為296 nm處測(cè)定體系的光透過(guò)率然后以阿司 匹林濃度(c(asptrin))為橫坐標(biāo),71為縱坐標(biāo),得到 如圖3所示的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。
圖3測(cè)定阿司匹林含量標(biāo)準(zhǔn)曲線 Fig. 3 Standard curve for the measurement of aspirin content
2結(jié)果與討論
2.1電鏡照片觀察
圖4a、b給出了不同放大倍數(shù)下經(jīng)PEG修飾后 的瓜爾膠微膠囊SEM圖,從中看出修飾后的微膠 囊表現(xiàn)出近似球形的表面形態(tài),且圖中微膠囊的粒 徑小于10 Wm。圖4c給出了與圖4b放大倍數(shù)相同 的未經(jīng)修飾瓜爾膠微膠囊SEM圖,發(fā)現(xiàn)未經(jīng)修飾 的微膠囊有相對(duì)較小的粒徑,且其表面相對(duì)光滑, 而修飾后的瓜爾膠微膠囊(圖4b)外表較模糊, 好象包裹上一層結(jié)構(gòu)相對(duì)疏松的“外殼”,這在一 定程度上說(shuō)明PEG分子鏈己黏附在瓜爾膠微膠囊 表面。究其原因,可能是由于瓜爾膠與 之間發(fā)生了氫鍵相互作用。Calvo等[6]曾 乙烯改性殼聚糖微粒表面,亦觀察到微 大、表面結(jié)構(gòu)疏松化的類(lèi)似現(xiàn)象。
2.2藥物負(fù)載性能比較
圖5、6給出了未經(jīng)修飾瓜爾膠(|
PEG修飾瓜爾膠(GTP)微膠囊對(duì)不同濃
藥物控釋方面的深入研宄,我們將另文報(bào)導(dǎo)。
阿司匹林兩種模型藥物的負(fù)載和載藥百分率。與 GT微膠囊相比,CTP微膠囊對(duì)考察的BSA和阿司 匹林兩種藥物均有增大的負(fù)載百分率:如對(duì)〇.1〇 mg/mL的BSA藥物,微膠囊的負(fù)載百分率可由修 飾前的84. 8%提高到修飾后的99.5%;而對(duì)0. 020 mg/mL的阿司匹林藥物,微囊的負(fù)載百分率可由 修飾前的32.0%提高到修飾后的51. 0%;不僅如 此,微膠囊相應(yīng)的載藥百分率亦有不同程度的提 高。這表明采用親水性PEG修飾瓜爾膠微膠囊可 以提高其對(duì)藥物的負(fù)載和載藥百分率,其原因可能 是黏附在瓜爾膠微膠囊表面的PEG鏈對(duì)體系中 BSA或阿司匹林產(chǎn)生吸附作用所致。由于BSA大 分子鏈中含有大量氨基和羧基、阿司匹林分子中含 有酚羥基和甲酸基,因此它們均有可能與PEG分 子之間產(chǎn)生不同程度的氫鍵相互作用。王向濤等[7] 曾探討了 PEG修飾脂質(zhì)體對(duì)阿霉素載藥量的影響, 發(fā)現(xiàn)借助阿霉素的羥基或氨基與PEG鏈上氧原子 之間的氫鍵作用可使其包封率從原來(lái)的50%提高 至98%。另外,Yeh等[8]曾用PEG修飾可降解乙 交醋和丙交酯的無(wú)規(guī)共聚物(PLGA)微粒,其結(jié) 果使卵清蛋白的負(fù)載百分率從修飾前的10%以下 增加至修飾后的50%以上。事實(shí)上,作為一種生 物相容性好且無(wú)毒副作用的非離子型高聚物,PEG 常用來(lái)修飾用作藥物緩釋體系的PLGA微球,以解 決單一 PLGA微粒負(fù)載蛋白藥物過(guò)低的難題。與 這些文獻(xiàn)工作相比,本文報(bào)道的經(jīng)PEG修飾的可 降解瓜爾膠微膠囊對(duì)模型蛋白藥物有更好的負(fù)載效 果,在考察的實(shí)驗(yàn)條件下其負(fù)載百分率可高達(dá) 90%以上(見(jiàn)圖5),而且制備條件溫和、原材料 來(lái)源豐富。另外由圖5、6比較發(fā)現(xiàn),微膠囊對(duì) BSA的負(fù)載和載藥百分率均高于對(duì)阿司匹林的負(fù)載 和載藥百分率,這主要是由于BSA的親水性好于 阿司匹林所致。
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