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大多低分子药物具有较大刺激性和副作用,较差的药物缓释性,在一定程度上影响了其临床应用效果。明胶是一种无毒且可降解的天然高分子材料,制成微球后,其稳定性和强度增加。为了更好地开发利用明胶微球(CGMS),本文在总结前期工作的基础上,探讨了各因素对合成过程和产品性能的影响,并利用现代分析测试手段对产品进行结构表征。分别研究了CGMS在酸环境和模拟人体消化液环境中的降解过程,由此推测其作为载体时,所负载药物的释放过程。
采用乳化-化学交联法制备CGMS。选取合适的交联剂,分别考察了搅拌速度、明胶溶液浓度、水油相比例、体系pH值、乳化剂用量和乳化温度等因素对合成工艺的影响。结果表明,最佳合成工艺:搅拌速度为800r/min,明胶溶液浓度为0.2g/mL,水油比为1:2.5,pH值为4.5,乳化剂用量为2%,乳化温度为60℃。制备出了平均粒径为11.3μm,溶胀度为202.13%的CGMS。
通过对CGMS粒径大小及分布、溶胀度、表面形态等进行考察,检测微球的性能。结果表明,所制备的CGMS粒径分布较均匀,性质稳定,球形较为圆整平滑。
采用双缩脲法,考察明胶及CGMS在酸环境中的水解情况。单因素实验分析表明,适当增长反应时间、升高温度或减小pH值均有利于明胶或CGMS酸水解反应的进行,但过高的温度或过低的pH值会引起蛋白质变性,导致水解程度减缓。正交实验结果表明,各因素对CGMS酸水解的影响程度依次为,时间>温度>pH值。同时实验还表明,相同条件下,明胶的水解反应较CGMS更为彻底,这也验证了由于交联结构的存在,CGMS的稳定性高于明胶。
对水解过程的各项指征分析可知,CGMS的酸水解过程以3~4h间为分界,前期微球基本维持较为稳定的聚合结构,粒径变化较小,随反应时间的延长,CGMS的骨架结构开始溶蚀,粒径明显减小。
采用双缩脲法,考察不同交联剂用量的CGMS在NE胃液和NE肠液中的降解情况。实验结果表明,CGMS在二者中的降解程度均与反应时间成正比,且由于明胶的降解相对CGMS更容易,在相同条件下,交联剂用量少的CGMS降解程度大于交联剂较多的CGMS。
模拟人体消化环境,采用双缩脲法,考察明胶和不同交联剂用量的CGMS在人工模拟胃液和人工模拟肠液中的降解情况。结果表明,交联剂的用量对CGMS在介质中的降解效果影响较大。交联剂用量过多或过少时制备出的CGMS,在这两种介质中降解时,会在反应前期出现降解程度过快,或体系内微球粘连而使降解程度明显减弱的现象,当用作药物载体时,容易造成药物的突释或浪费。实验结果表明,交联剂用量为1mL时所制备的CGMS,在人工模拟胃液和人工模拟肠液中,其降解程度均随反应的持续进行而不断增大,且反应较为均匀,有较为理想的降解效果。作为药物载体时,有望减缓负载药物的突释现象。
实验同时表明,人工模拟肠液对CGMS的降解能力高于人工模拟胃液,由此可以推测,用于药物载体时,当载药微球由胃进入肠后,降解反应仍可继续进行,从而有利于负载药物的充分释放与利用,在一定程度上延长给药时间,增强药效。