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《四川大学》 2007年
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环境感应型控制释放复合系统的研究

胡林  
【摘要】: 控制释放给药系统作为药物制剂发展的一个重要方面,正受到国内外越来越多研究者的关注。特别是环境感应型控释给药系统,由于能够对外部环境的物理化学变化(如温度、pH值、离子浓度、化学物质、电场、磁场、光等)进行感知并做出响应,控制药物定时、定点、定量地释放,从而可以实现长效、高效、低副作用等目的。但是,目前已研制的两大类控释给药系统,即贮库型和基质型,各自都存在一些缺陷或不足,在一定程度上限制了控释给药系统的应用。例如,对于以开关膜和微囊膜为代表的贮库型控释给药系统,存在膜一旦破裂药物就会全部释放出来的安全隐患,且药物的释放速度受到溶质扩散速度的限制;而对于以水凝胶为代表的基质型控释给药系统,也存在机械强度差等问题。针对上述问题,本文基于温度感应型水凝胶和开关膜,提出一种新型的温度感应型控制释放复合系统,研究了该复合系统对模拟药物的动态温敏控制释放行为,并与现有的其他系统进行了比较;基于pH感应型凝胶微球和微囊,提出了一种微观尺寸的pH感应型控制释放复合系统,系统研究了阳离子型pH感应凝胶微球的制备条件、pH响应性和pH稳定性,并对微观尺寸的pH感应型控制释放复合系统的设计与制备进行了初步探讨,取得了创新性研究成果。 本文采用热引发自由基聚合法制备了交联的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)水凝胶。制备的PNIPAM水凝胶表现出了良好的温度感应特性,在低临界溶液温度(LCST)附近有不连续的体积溶胀或收缩变化,且这种温敏变化具有可逆性。在实验范围内,随着交联剂用量的降低以及单体浓度的增加,PNIPAM水凝胶在低温时的溶胀率增大。对于温度恒定的静态情况,PNIPAM水凝胶在低温对药物的释放速率大于其在高温时的情况。而对于温度连续升高的动态情况,PNIPAM水凝胶在LCST附近对药物呈现突释,且溶胀率越大的水凝胶突释现象越明显;但对于温度连续降低的动态情况,PNIPAM水凝胶对药物的释放非常缓慢且释放量非常少。说明温度高于LCST的环境不适宜PNIPAM水凝胶药物的内载过程。 采用等离子体诱导填孔接枝聚合法在聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜上接枝PNIPAM,成功制备出PNIPAM-g-PVDF开关膜,考察了PVDF基材膜和PNIPAM-g-PVDF开关膜对药物的动态温敏控制释放行为。结果表明,接枝率为7.02%的开关膜的控释效果略优于不具温敏特性的基材膜,而接枝率为18.82%的开关膜则表现出了“负”开关的特性。由PNIPAM-g-PVDF开关膜和PNIPAM水凝胶组成的复合控释系统对小分子量NaCl有一定的控制释放效果,但不明显;而对中等分子量的VB_(12)却有非常明显的控制释放效果,控释因子达到了2.26,明显优于单一的膜系统和简单的复合系统。此外,该复合系统还同时解决了单一水凝胶系统强度差以及单一膜系统安全隐患的问题。 采用分散聚合法成功制备了单分散微米级的聚甲基丙烯酸-N,N'-二甲胺基乙酯(PDMAEMA)凝胶微球。增大乙醇/水的比例以及增加交联剂的用量,可以使微球的粒径增大,但分布变宽;初始单体浓度过低或过高都不能制备出稳定且单分散较好的微球;而增加稳定剂的浓度或提高稳定剂的分子量,可以使微球的粒径减小,并能显著改善尺寸分布。PDMAEMA凝胶微球具有良好的pH感应性,其体积在酸性条件下有明显的溶胀行为。初始粒径不同的微球,pH感应的最大体积变化率并不一致。粒径居中的微球,pH感应的最大体积变化率较大。在微球等电点pH 6附近,微球会发生部分或完全的絮凝现象,而在pH偏低(≤pH5)或偏高(≥pH7)的条件下,微球都比较稳定,在水中处于分散状态。 基于微流体技术和乳化—扩散法,设计了制备pH感应型控制释放复合系统的实验路线,为进一步研制微观尺寸的pH感应型控制释放复合系统提供了指导。
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