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SA/GT/CS复合水凝胶微球的结构与性能研究

张琨  
【摘要】: 以天然高分子材料海藻酸钠为主要原料形成的复合水凝胶,在酸性环境中无明显变化,碱性环境中溶胀、降解,因此,对于结肠定向给药而言,海藻酸钠基水凝胶是一种适宜的药物载体,具有良好的应用和发展前景。 本课题以海藻酸钠为基材,同时引入壳聚糖、明胶,用共混和凝聚相分离法制各出海藻酸钠/明胶/壳聚糖(SA/GT/CS)复合水凝胶微球,考察其结构与性能:主要通过扫描电子显微镜表征形态结构,傅里叶变换红外光谱法分析水凝胶的化学结构,体积法测定水凝胶的溶胀性能,重量法测定降解性能。并以牛血清白蛋白为模型药物,以分光光度法测定SA/GT/CS水凝胶载药微球的体外释药性能。同时,结合海藻酸钙(CA)、海藻酸钠/壳聚糖(SA/CS)、海藻酸钠/明胶(SA/GT)水凝胶微球,考察了它们与SA/GT/CS复合水凝胶微球在结构与性能上的差异。 主要研究结果如下: 1、对海藻酸钠、明胶和壳聚糖共混制备的三元复合水凝胶,进行了结构与性能研究,结果表明:SA/GT/CS复合水凝胶的最佳配方为:SA/GT=5/1、CS浓度=0.8%、CaCl_2浓度=3%;最适胶凝时间为30分钟;含水率高,干燥后水凝胶的体积近似原来的1/10;具有良好的pH敏感性和温敏性;经傅立叶红外光谱检测证明海藻酸钠、明胶、壳聚糖分子链之间有键的结合。 2、以牛血清白蛋白为模型药物,对SA/GT/CS复合水凝胶载药微球进行了性能研究,结果表明:随着投药量增加载药率升高,而包埋率降低,确定投药量最适为30mg/mL,此时的载药率为23.90%,包埋率为77.33%;载药水凝胶在药物释放的同时,凝胶本身也有不同程度的降解,因此判定该载药水凝胶释放系统属于降解型控释系统;水凝胶在酸性环境中的降解不明显,而在碱性环境中的降解较快,因此该复合水凝胶利于蛋白类药物在模拟肠液中的定位释放。 3、通过对比水凝胶CA、SA/GT、SA/CS与SA/GT/CS,发现:在海藻酸钠中同时引入明胶、壳聚糖可以改善水凝胶质硬、质脆的特点,又可以调节韧性,获得力学性能相对较好的水凝胶;在海藻酸钠中是否引入明胶、壳聚糖,这种原料成分上的差异对四种水凝胶的干燥率和含水率影响较小;对比水凝胶不同pH环境下的溶胀率与降解率,SA/GT最大,SA/CS最小,SA/GT/CS介于CA与SA/CS之间;SA/GT/CS复合水凝胶的载药率与包埋率最大,扫描电镜图片亦印证了这一结论。 制备水凝胶微球时未使用戊二醛等交联剂,未引入毒性物质,因此能够保持天然高分子较好的生物相容性。同时引入壳聚糖、明胶进行改性,制得三元共混水凝胶微球,有望为药物载体的共混改性提供新思路。SA/GT/CS复合水凝胶具有较好的pH敏感性和降解性,载药率与包埋率大,在模拟肠液中释放效果较好。因此较一元或二元复合水凝胶更适合成为理想的蛋白质药物载体,用于口服释药系统的研究,对于提高药物的生物利用率、更好地发挥疗效有着重要的意义。


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