纳米药物载体与缓释

纳米药物载体的制备与药物缓释

廖凡

PB12206262

摘要：

根据已有知识设计了共聚物的结构，合成路线，合成步骤和实验方案，综合表征分析方法，确定了聚合条件和产品性能。

前言：

一般的给药方式，使人体内的药物浓度只能维持较短的时间，血液中或是体内组织中的药物浓度上下波动较大，有时超过病人的药物最高耐受剂量，有时又低于有效剂量，这样不但起不到应有的疗效，而且还可能产生副作用。频繁的小剂量给药可以调节血药浓度，避免上述现象，但往往使患者难以接受，实施起来有很多困难。因此，制备能够缓慢释放药物成分的缓释性长效药品在治疗中经常是非常需要的。要制备缓释长效药品，关键是要制备能使被承载的药物缓慢释放的载体材料。

温敏性水凝胶是一种亲水的聚合物网络，对其大量的研究发现，其在凝胶形成过程中不涉及化学反应，分子链间的交联通过分子间相互作用力(范德华力、疏水相互作用及氢键等)形成。通过改变温度就可以影响并改变这些疏水相互作用以及氢键作用，在水中经过简单的可逆性相转变(溶胶一凝胶) 即可形成水凝胶．因此温敏性水凝胶的制备过程更为简单，且不需要有机溶剂，将更有利于药物的传递。目前一些研究表明，温敏性PLGA／PEG水凝胶具有比较理想的凝胶特性，可在温度低于30 ℃时装载药物，在体温条件下发生溶胶一凝胶相变，并由于其良好的生物可降解性和安全性而受到广泛的关注。但这种给药体系仍存在一些尚未解决的问题，如载药时须在较低温度下操作，且药物的缓释周期较短(仅为7 d)，给临床应用带来了不便和局限。另外，从材料角度看，提高疏水的PLGA 嵌段长度会引起蛋白药物的聚集。众所周知，聚己内酯(PCL)是一种被广泛研究的可生物降解的结晶聚合物，共聚物可呈粉末状形态，相比于其它材料在临床使

用时更易于处理，而且，聚己内酯具有良好的生物相容性、低毒性、疏水性且药物通透性好；而聚乙二醇(PEG)也由于其良好的理化性质，如低毒性、低免疫原性及低抗原性等，已得到美国食品药品监督管理局的批准用于人体内使用。基于上述优点，PCL和PEG的共聚物被认为安全无毒、生物相容性好且生物降解速度可调，在生物医用材料领域具有广阔的应用前景。

实验部分：

一、试剂与仪器

己内酯单体在氮气保护下，经氢化钙减压蒸馏除水；

聚乙二醇(PEG，M =4000)，真空干燥；

辛酸亚锡[Sn(Oct) ，分析纯]；

二氯甲烷和四氢呋喃均为分析纯。

二、实验步骤

(1)试剂纯化

聚乙二醇长时间放置会吸收一定水分，除水的方式有直接真空干燥和甲苯共沸蒸馏两种方法。采用直接真空干燥法应留意PEG的熔化温度，后一种方法更适合于己内酯的溶液开环聚合。

辛酸亚锡也还含有微量水分，且辛酸亚锡容易被空气中氧和水汽氧化分解，因此可考虑用甲苯稀释后加入氢化钙，低温搅拌充分反应，减压蒸馏除去部分甲苯。

己内酯经氢化钙搅拌后，减压蒸馏。

（2)嵌段共聚物的合成

在聚合管中加入2.0054 g干燥的PEG（M =4000）3.00 mL CL和0.2 mL Sn(Oct) ，液氮猝冷，抽真空，通氮气，重复5次，排尽管中氧气。喷枪封管后，置于135 ℃油浴中搅拌反应4 h．

将产物转移至小烧杯中，加入约50 mL乙醚。沉淀完全后，抽滤。再将产物用二氯甲烷溶解，加入一定量甲醇，沉淀完全后抽滤。抽滤后产物置于真空烘箱中烘干（0.5 h）。

三、体外药物释放实验

以蒸馏水作为释放介质进行凝胶的体外药物释放实验。包药过程如下：将材料(201.2 mg)加入10 mL四氢呋喃中，完全溶解后，加入47.4 mg双氯芬酸，10 mL 水，混合均匀，加热除去四氢呋喃，将余下液体转移至透析袋。将透析袋放入200 mL缓冲液中，搅拌17 h后，取缓冲液测UV，由标准曲线得到药物释放量。

在PEG嵌段长度一定的情况下，PCL嵌段的长度对于药物释放速率无明显影响，但PEG嵌段的长度直接决定了药物释放的速率(如材料Al，A2与B1)。综上可以得到如下结论：(1)由于疏水的PCL嵌段居于胶束的内部，不与BSA分子发生作用，故其嵌段长度对药物释放速率影响不大；(2)亲水性嵌段PEG处于胶束外部，直接与亲水性药物BSA发生相互作用。随着增加PEG嵌段的长度，聚合物中PEG区域的亲水性提高，从而使BSA与PEG嵌段之间的相互作用加强，进而减缓药物释放速率。这充分解释了A1和A2亲水药物释放速率高于B1和B2的现象。而PCL—PEG—PCL水凝胶则在30 d内仍保持了完整的结构。以上事实证明，共聚物中合理的PEG嵌段长度和良好的凝胶机械性能是保证达到药物缓控释效果的关键。

结果与讨论：

1.标准曲线

2.样品液的吸光度为1.709，代入标准曲线

=）

L

A

.0+

c

mg

.0

/

34201

/(

01341

可得样品液的浓度为L

.0

/)

709

.1(=

-

=。

342

.0

mg

0.

c/

0134

102

3.结果分析：

①由于反应时间短，所制备嵌段聚合物的分子量较低，故用甲醇沉淀纯化的时候极有可能没有沉淀产生。所以应该先取少量产物尝试。因为尝试发现无沉淀，所以产物中混有较多的PEG。

②乙醚的作用是除去未反应的CL，甲醇的作用是除去未反应的PEG。

③查文献可知，在PEG嵌段长度一定的情况下，PCL嵌段的长度对于药物释放速率无明显影响，但PEG嵌段的长度直接决定了药物释放的速率，随着增加PEG嵌段的长度，聚合物中PEG区域的亲水性提高。这是因为疏水的PCL 嵌段居于胶束的内部，不与药物分子发生作用；而亲水性嵌段PEG处于胶束外部，直接与亲水性药物发生相互作用。

④若药物全部释放，则缓冲液中双氯芬酸浓度为237.0 mg/L，实际缓冲液中双氯芬酸浓度为102.0 mg/L，说明制备的纳米药物载体缓释效果不错。

参考文献：

【1】何卫东，金邦坤，郭丽萍，高分子化学实验，中国科学技术出版社【2】苗博龙，马桂蕾，宋存先，温敏性PCL-PEG-PCL水凝胶的合成、表征及蛋白药物释放，高等学校化学学报