基于超臨界流體技術的載藥多孔材料制備及應用基礎研究.pdf

1、超臨界溶液浸潰法（supercritical solution impregnation，SSI）是一種利用超臨界CO2將小分子物質負載到載體基質中的技術。目前主要應用于布料印染和木材浸漬等領域，在緩控釋給藥系統(tǒng)中的應用較少，相關研究處于起步階段。本文將SSI過程應用于多種多孔結構聚合物載體，開發(fā)了一種制備多孔緩控釋給藥系統(tǒng)的方法。全文內(nèi)容主要分為兩部分:SSI過程原理研究及利用SSI過程將藥物負載多孔材料應用于緩控釋給藥系統(tǒng)。

2、　　第一部分:選取地塞米松作為模型藥物，左旋聚乳酸(poly(l-lactic acid)，PLLA)作為聚合物載體，考察了SSI過程中CO2、藥物和聚合物三者之間的相互作用，探討SSI過程原理。
　　(1)藥物與CO2之間的相互作用:使用靜態(tài)法測量了地塞米松在超臨界CO2中的溶解度，選用四種半經(jīng)驗模型對地塞米松的溶解度數(shù)據(jù)進行了關聯(lián)，并計算了地塞米松在超臨界CO2中的擴散系數(shù)。在溫度313.2-323.2 K，壓力10.0-25

3、.0MPa范圍內(nèi)，地塞米松溶解度最小值為1.21×10-6 mol/mol，最大值為1.52×10-6mol/mol，溶解度隨著壓力的升高而增大，溫度對溶解度影響較復雜。夾帶劑的加入有助于地塞米松在超臨界CO2中的溶解，當使用3％的乙醇作為夾帶劑，相應地將地塞米松溶解度提高到1.97×10-6 mol/mol-2.98×10-6 mol/mol之間。四種半經(jīng)驗模型都能較好地關聯(lián)地塞米松在有/無夾帶劑條件下的溶解度實驗數(shù)據(jù)。在溫度313.

4、2-333.2 K、壓力10.0-25.0 MPa條件下，計算得到地塞米松在超臨界CO2中擴散系數(shù)在0.50×10-8-2.04×10-8 m2/s范圍內(nèi)，并與溫度和壓力相關。
　　(2)CO2與PLLA之間的相互作用:采用在線圖像采集法測量超臨界CO2環(huán)境下PLLA的溶脹率，計算得到了CO2在PLLA中的吸附量以及擴散系數(shù)。在溫度313.2-333.2 K，壓力10.0-25.0 MPa范圍內(nèi)，測得PLLA在CO2中的平衡溶脹率

5、在15.8-24.9％之間。CO22在PLLA中的平衡吸附量經(jīng)計算在3.75-17.74％之間，平衡吸附量隨著壓力的升高而增加，隨著溫度的升高而下降。相同條件下CO2在PLLA中的擴散系數(shù)在1.12×10-10-2.27×10-10 m2/s范圍內(nèi)。
　　(3)CO2、藥物與PLLA之間的相互作用:研究CO2環(huán)境下，藥物在聚合物中的負載和擴散過程，并探究負載藥物的聚合物多孔微球在肺部靶向緩控釋給藥方面的應用，計算藥物在聚合物相和超

6、臨界CO2相間的分配系數(shù)。在溫度313.2-333.2 K，壓力10.0-25.0 MPa條件下，地塞米松在PLLA中的擴散系數(shù)在0.72×10-13-2.22×10-13 m2/s范圍內(nèi)，并隨著溫度和壓力的升高而增大。藥物在聚合物中的負載2h后達到平衡，載藥量為0.88-1.73 mg/g，且載藥量隨著壓力的升高先增大后減小;溫度對載藥量的影響較復雜。通過SSI過程制備的負載藥物的聚合物多孔微球表面孔結構閉合，粒徑減小，其空氣動力學粒

7、徑在4.08-4.81μm范圍內(nèi)，符合肺部吸入式給藥要求。SSI過程可有效去除聚合物基質中的有機溶劑殘留。體外釋放實驗表明相比傳統(tǒng)方法制備的載藥多孔微球，SSI過程制備的表面封閉載藥多孔微球可更有效地避免突釋現(xiàn)象，并能延長藥物釋放時間。地塞米松在PLLA聚合物相和超臨界CO2相間的分配系數(shù)K在0.09-0.28范圍內(nèi)。
　　第二部分:采用SSI過程將藥物負載于多孔聚合物材料中用于緩控釋給藥，并對SSI過程制備的載藥多孔聚合物材料進

8、行了表征。
　　(1)采用SSI方法將布洛芬負載于殼聚糖多孔膜中用于口腔黏膜給藥。測定了殼聚糖多孔膜的吸水率、溶蝕率以及體外黏膜粘附時間，研究了SSI過程參數(shù)對載藥殼聚糖多孔膜載藥量、體外浸沒釋放、離體透膜釋放以及體外抑菌性能的影響。負載布洛芬殼聚糖多孔膜載藥量在7.85-130.44％之間。在SSI過程中，布洛芬通過重結晶，以顆粒、片狀、棒狀以及針狀的不同形態(tài)負載于殼聚糖多孔膜之中，并決定了藥物的釋放行為。離體透膜釋放結果證明藥

9、物可以透過口腔黏膜，并且無突釋現(xiàn)象。體外抑菌實驗表明，載藥殼聚糖多孔膜同樣具有對致病菌的抑制作用，且對革蘭氏陽性菌的抑制效果更好。
　　(2)采用SSI過程將磺胺嘧啶銀負載到殼聚耱不對稱膜中用于傷口敷料。研究了SSI過程操作壓力及溫度對載藥量的影響，并對載藥殼聚糖不對稱膜的吸水量、水蒸氣滲透速率、體外釋放、抑菌性能和動物體內(nèi)傷口愈合行為進行了考察。在323.2 K，20.0 MPa時載藥量達到最大為5.02 mg/g，載藥量隨著C

10、O2壓力的升高先增加后減少，而溫度對載藥量的影響較復雜。載藥不對稱膜的水蒸氣滲透速率和吸水量可通過改變不對稱膜中致密層的厚度進行調節(jié)。載藥不對稱膜具有緩釋作用，可持續(xù)釋放10 h以上，并且對金黃色葡萄球菌和綠膿桿菌均有較強的抑制作用。動物試驗顯示載藥殼聚糖不對稱膜具有促進大鼠皮膚傷口愈合的作用。
　　本文將超臨界溶液浸漬法與載體制備過程相結合，開發(fā)了一種適用范圍廣、通用性強的緩控釋給藥系統(tǒng)的制備方法，其優(yōu)勢在于過程不使用有機溶劑，