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新型壳聚糖凝胶体系的研究及在药剂中的应用

唐奚敏  
【摘要】: 壳聚糖是一种天然来源的聚阳离子高分子材料,具备许多独特的生物特性:如无毒、生物相容、生物可降解等,在生物医学领域被广泛运用。壳聚糖水凝胶近几年受到广泛的关注,成为药物输送系统及组织工程领域的研究热点。壳聚糖物理凝胶,不需化学交联剂,其制备方法和制备条件也更加简易方便。 本课题研究了通过将壳聚糖溶液和NaHCO3水溶液混和,控制合适的工艺条件,获得了具有溶胶-凝胶转变的新型壳聚糖凝胶体系。通过考察体系内NaHCO3浓度、环境温度、放置条件对凝胶形成的影响,分析凝胶的形成机制。采用小瓶倾斜法测定凝胶化时间;旋转流变仪研究体系的流变学性质;pH酸度计直接测定溶胶及凝胶状态下的pH值。结果表明,NaHCO3浓度、环境温度、储存条件对于凝胶动力学有显著的影响。当体系中NaHCO3浓度在一定范围内(0.08-0.12 mol·L-1)时,该体系在低温密闭条件下可以长时间维持溶胶状态,升温后可以迅速变成凝胶。实验证明,增大NaHCO3浓度和升高环境温度均会缩短体系的凝胶化时间,密闭储存可延缓体系的溶胶-凝胶转变;若在CO2氛围密闭保存则可进一步延长凝胶化时间。对体系溶胶及凝胶状态下的pH值测定结果显示,凝胶化过程中体系的pH值明显升高。体系pH值的变化是导致体系发生溶胶-凝胶转变的重要因素。随着pH值的升高,壳聚糖分子中的-NH3+去质子化转变为-NH2,壳聚糖分子间氢键作用增强,形成交联网络,最终形成水凝胶。 运用扫描电子显微镜对凝胶的内部结构进行观察;无膜溶出法测定空白凝胶的溶蚀行为。结果显示,体系中NaHCO3浓度对凝胶微结构有很大影响,从而控制凝胶的溶蚀速率。 对大鼠进行皮下注射空白壳聚糖溶胶,考察该体系在体内的凝胶化过程;分别选择双嘧达莫和5-氟尿嘧啶为疏水性和亲水性模型药物对壳聚糖凝胶体系作为药物载体的应用进行研究。结果显示,壳聚糖溶胶在注射后三小时即可在注射部位形成原位凝胶,且其凝胶形态可以维持30天以上。壳聚糖凝胶体系对双嘧达莫有较好的缓释作用,水凝胶配方对药物释放速率的影响与其对凝胶溶蚀行为的影响一致;而载氟尿嘧啶的壳聚糖凝胶药物释放速率较快。对于相同配方的壳聚糖凝胶,药物释放速率随载药量的升高有所降低。


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