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原位凝胶(insitugel)是指以溶液状态给药后立即在用药部位发生相转变,形成的非化学交联的半固体制剂。该传递系统完美地融合了溶液剂的给药简便与凝胶剂的眼部滞留时间长的优点,特别适合用作眼部给药的载体。本文合成了温敏型泊洛沙姆-聚丙烯酸接枝共聚物(Pluronic-PAA接枝共聚物),制备具有适宜胶凝温度且低胶凝浓度的原位凝胶,运用动态流变学方法表征胶凝过程,探讨原位凝胶中的药物释放行为与规律,并对原位凝胶的滞留性质进行研究。国内首次合成Pluronic-PAA接枝共聚物,并将其用于眼部给药系统。
以丙烯酸(acrylicacid,AA)和泊洛沙姆407(F127)为单体,偶氮二异丁腈为引发剂,采用分散聚合的方法合成了AA/F127摩尔比介于1.07~3,12的Pluronic-PAA接枝共聚物,并对其进行了全面的表征。1H-NMR谱图数据解析计算得到共聚物中AA/F127的摩尔比。共聚物溶液胶凝温度介于32~370C,随分子结构中AA/F127比例增加而降低。本文合成的Pluronic-PAA接枝共聚物的分子量介于20000~25000之间,不同于Bromberg等人研究的Plurouc-PAA接枝共聚物(分子量介于105~106之间)。
动态流变实验研究在正弦交变应力作用下凝胶的特定响应,提供黏弹性流体力学性质的重要信息。实验中发现弹性模量对温度曲线的微分曲线最高点对应的温度为胶凝温度(Tgel),能更加客观的反映弹性模量随温度的变化趋势。Pluronic-PAA接枝共聚物溶液在室温下为流动性较好的低黏度液体,升温过程中弹性模量和黏性模量呈指数增长,当温度到达胶凝温度后,共聚物溶液形成具有黏弹性的凝胶。凝胶强度随共聚物浓度和分子结构中AA/F127比例增加而增加。
以维生素B12(VB12)和加替沙星(GTX)为模型药物,根据眼部用药的体内特征,采用改良型扩散池模型作为释放装置,同时考察凝胶溶蚀及药物释放行为。Pluroluc-PAA接枝共聚物凝胶中药物的释放完全受溶蚀控制,且二者均遵循零级动力学过程。处方组成确定的情况下,不同性质的药物具有恒定的释放速率。随着共聚物浓度和分子结构中AA/F127比例的增大,可显著减缓药物释放。结果与流变学研究吻合,说明凝胶强度是影响药物释放的主要因素之一。
X射线衍射和红外光谱分析结果表明Pluronic-PAA接枝共聚物与药物之间的相互作用是影响药物释放的另一个因素。药物分子以无定形状态分散在共聚物中,VB12分子与共聚物分子之间形成酯键,而GTX分子与共聚物分子之间形成酰胺键。扫描电子显微观察凝胶冻干产物,证明两种药物与Pluronic-PAA接枝共聚物之间的相互作用完全不同。
以市售滴眼液作为对照,对Pluronic-PAA共聚物原位凝胶的眼部滞留性质进行了研究。原位凝胶组的VB12滞留总量和tMRT较对照组增加至1.7倍和4.0倍,GTX滞留总量和tMRT较对照组增加至1.8倍和4.1倍。说明Pluronic-PAA接枝共聚物原位凝胶可以延长药物在眼部滞留时间,从而达到提高药物生物利用度的目的。Pluronic-PAA接枝共聚物原位凝胶的眼部滞留能力与其流变学性质相关。