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PEG化壳聚糖在微粒给药系统中应用的研究

魏晓红  
【摘要】:壳聚糖作为唯一一种天然存在的、亲水的、阳离子的、可生物降解多糖,具有无毒、良好的生物相容性、低免疫排斥反应等一系列特殊的化学和生物特性,适合作为药物的控缓释载体,因此被广泛用于制剂研究。然而由于壳聚糖分子内存在着大量的羟基和氨基,在分子间、分子内形成氢键,使壳聚糖不溶于水和一般有机试剂。只有在醋酸溶液中,壳聚糖中的氨基葡萄糖单元上的游离氨基被质子化以后,才能被溶解。这为其广泛应用造成了一定的困难。 聚乙二醇(PEG)是一种用途极为广泛的聚醚高分子化合物,具有优异的生物相容性,能够溶解于水和许多溶剂中,在体内能溶于组织液中,可被机体迅速排除出体外而不产生任何毒副作用。更难得的是,当把PEG和其它分子偶合时,它的许多优良性质也会随之转移。尤其是将它接枝到蛋白质和微粒给药系统的载体材料上时,其柔软的聚乙二醇(PEG)链段能高度修饰、交替重叠覆盖在这些物质表面,形成致密的构象云,形成立体位阻保护蛋白质和微粒不被血液中的调理素识别、摄取,使之消除速率减慢,在血液中驻留时间延长,药物作用时间延长,达到长循环的效果。 基于以上的认识,我们提出通过接枝反应将亲水的聚乙二醇5000链段引入到壳聚糖氨基葡萄糖单元的氨基上,并将它用于微粒给药系统,研究这些微粒给药系统在体内、外的性质。 本论文的主要研究工作包括: 1) 以一新的合成路线合成了PE6化壳聚糖。应用FT-IR、NMR等现代波谱技术,对单甲氧基聚乙二醇5000分子(mPEG5)的活化物及其接枝产物PEG化壳聚糖结构进行了表征。从表征的结果可以看到,单甲氧基聚乙二醇5000分子(mPEG5)的活化物及其接枝产物PEG化壳聚糖的结构得到了确认。 2) 以高、中、低不同分子量的壳聚糖作为骨架,接枝5%、10%、20%不同比例的单甲氧基聚乙二醇活化物,合成了一系列PEG化壳聚糖,并对这一系列合成化合物在水中的溶胀行为进行了考察。结果发现随着PEG接枝率的上升,PEG化壳聚糖溶解度上升,溶胀度下降,浊度下降;当以相同接枝率将PEG接枝到不同分 子量的壳聚糖上后,得到的PEG化壳聚糖随分子量的升高而溶胀度增加,溶解 度降低,浊度上升。 3)利用壳聚糖带阳离子的氨基与带负电荷的DNA有效结合,采用自身会发出绿色 荧光的质粒pEGFP一N,作为转染的报告基因,制成PEG化壳聚糖心NA纳米粒, 初步研究了该纳米粒在肿瘤细胞Hela细胞上的体外转染效率。结果发现转染率 为86.85%。这说明PEG化壳聚糖/P EGFP一Nl纳米粒能将pEGFP一Nl质粒DNA转 入细胞内。因此,PEG化壳聚糖可作为有希望的非病毒类载体 4)用乳化一溶剂挥发法制备了用PEG化壳聚糖修饰的环抱素纳米粒。制备得到的经 PEG化壳聚糖修饰的纳米粒的包封率为69.22%,载药量为37.04%,平均粒径 为89.4nm,屯一电位为一8.smv,纳米粒相互间不粘连,粒径分布均匀。从纳米 粒的体外释放图可见,其释放没有突释现象,在48小时内,从纳米粒中释放了 30%,符合骨架溶蚀型释放体系。 5)引入它莫西芬作为环抱素体内高效液相分析方法的内标,并进行了方法学的考 察;研究了经PEG化壳聚糖修饰的环抱素纳米粒在家兔体内的药物动力学。结 果发现经PEG化壳聚糖修饰的环抱素纳米粒与注射剂、壳聚糖修饰的环抱素纳 米粒相比,消除半衰期延长、AUC增大。PEG化壳聚糖修饰的环抱素纳米粒的 消除半衰期是注射剂的21倍。AUC是注射剂的25 .8倍。而PEG化壳聚糖修饰的 纳米粒的消除半衰期比壳聚糖修饰的纳米粒长,而生物利用度是壳聚糖修饰的 纳米粒的的18.6倍,有显著性差异。


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