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壳聚糖载布洛芬载药微球制备工艺条件的研究

2018-01-10姜鑫艳田羽竹邹付冉詹世平大连大学环境与化学工程学院辽宁大连116622

化工管理 2017年35期
关键词:载药布洛芬交联剂

姜鑫艳 田羽竹 邹付冉 詹世平(大连大学环境与化学工程学院,辽宁 大连 116622)

壳聚糖在自然界的储量丰富,易于获取,且具有独特的物理化学性质和生物特性,壳聚糖作为可降解的天然高分子材料,是一种理想的载体材料,制备出来的复合微球在药物的控制释放中发挥了重要的作用,可以控制药物释放的浓度和时间等,可以进行长时间的缓慢给药;可以制备成各种局部给药或部位特异性给药系统,并能够增强药效,减轻不良反应,且还具有许多潜在的应用价值[1]。迄今已经有多种抗癌药和抗炎药及多种抗生素、多肽、蛋白质类药物被制备为壳聚糖微球给药系统,并取得了良好的效果[2,3]。

离子交联法是离子交联剂与壳聚糖链上的NH3+通过静电吸附连接在一起。此方法制备的壳聚糖微球能避免使用对人体有伤害的大部分化学交联剂如二醛类交联剂。本文用离子交换法制备了壳聚糖布洛芬载药微球,对其结构和形貌进行了分析,探讨了溶液pH值、滴加时间和搅拌速度等因素对载药微球性能的影响,确定其最佳工艺条件。

1 实验过程

配溶液将100 mg的壳聚糖溶解于20 mL1%醋酸水溶液中,壳聚糖浓度为5mg/mL,用氢氧化钠调节pH值;配溶液将100 mg的壳聚糖溶解于20 mL1%醋酸水溶液中,壳聚糖浓度为5mg/mL,用氢氧化钠调节pH值;在一定滴加时间转速的条件下,将一定量焦磷酸钠溶液滴加到上述悬浊液中,得到壳聚糖微球;停止反应后,加入氢氧化钠溶液,产生絮状沉淀,对产品进行离心分离、洗涤、并在-43℃条件下冻干24h即得到壳聚糖载药微球;改变不同的操作条件,探索壳聚糖微球形貌和释药量最佳的条件,并对微球进行结构等性能表征分析。

2 样品表征

2.1 红外光谱分析

图1为实验产物(CP)和药物(BLF)的红外光谱分析图。从图中可见,在2950 cm-1为布洛芬的-OH的伸缩振动峰、在1720 cm-1是羰基的伸缩振动峰。1070 cm-1处的吸收峰是三聚磷酸钠官能团,这表明交联微球含有三聚磷酸钠。1510 cm-1、1070 cm-1来自空白微球。1510 cm-1-700 cm-1之间的峰是由于药物中有芳香环的缘故。在1420 cm-1处是来自布洛芬的特征峰碳碳双键,799 cm-1处是苯环中的C-H键弯曲振动峰。从红外谱图上看合成的产物确实是壳聚糖载布洛芬微球。

2.2 微球形貌分析

图2为壳聚糖载药微球的电镜分析图,取一定量的微粒,进行镀金处理后用扫描电镜进行形貌观察,并选取任意区域的微粒作为样本。从图中可以看出交联微球具有球状结果,粒镜在5μm,表面较粗糙,有层状结构。

图1 实验产物(CP)和药物(BLF)的红外光谱分析图

图2 壳聚糖载药微球形貌

2.3 载药量分析

利用紫外吸光度法测量布洛芬缓释微粒的载药量:首先准确称取20mg壳聚糖载布洛芬缓释微粒溶于10ml醋酸-醋酸钠的缓释溶液中(pH=4.5),超声10min,,将溶液经过滤精度为0.22μm微孔滤膜过滤后,于270 nm处测滤液的吸光度值。而对应的载药量为D=M1/M2×100%(式中:M1为缓释微粒中药物的质量;M2为缓释微粒的总质量)。

3 结果与讨论

3.1 pH值对微粒制备的影响

表1是微粒在不同pH值时,对微粒载药性能的影响。

表1 pH值对微粒制备的影响

3.2 交联剂配比量对微粒制备的影响

表2是微粒在不同交联剂配比时,对微粒载药性能的影响。

表2 交联剂配比对微粒制备的影响

3.3 搅拌速度对微粒制备的影响

表3是微粒在不同搅拌速度时,对微粒载药性能的影响。

表3 搅拌速度对微粒制备的影响

3.4 最优工艺条件

综合实验结果,通过考察了pH值、交联剂配比、搅拌速度等工艺条件对微粒的载药性能影响,的都是影响,对实验条件进行分析,得到了最佳的实验条件,制备出分散度良好,载药量较高的布洛芬壳聚糖载药微粒。实验结果表明:在pH值为6,交联剂配比为5:1、搅拌速度为1000转时,制备的载药微球分散度良好,径粒分布较好,且载药量达27.13%。

3.5 载药微粒的释放性能

利用恒温振荡透析法检测药物的体外释放性能:药物缓释微粒的体外释放性能由其在磷酸缓冲液(PBS,pH6.86)中的药物溶出量表征。首先将精确称量20mg样品后置于透析袋中(截留分子量为3500),将透析袋扎紧并存放在装有10mL磷酸缓冲液的小瓶中,在37.0℃水平恒温振荡器(频率60 r·min-1)中振荡,每次测量倒取所有缓冲液,并补充10mL新鲜缓冲液,所取的溶液用紫外-可见分光光度计于270 nm处测定吸光度,重复取样测定,直至所测数值在一定范围内基本不变为止,绘制时间-累积释放率的药物释放曲线如图3所示。由图3可以看出,药物能够在模拟胃液中较缓慢的释放,大多数情况可以释放长达10 h以上,具有良好的缓释性能。

图3 载药微球的药物释放性能曲线

4 结语

使用壳聚糖作为布洛芬药物的载体,通过一系列的实验,考察了不同因素和不同水平的实验条件,对微粒制备性能的影响;实验选取了pH值、交联剂配比和搅拌速度为主要考察因素,分析了以上因素对微粒形貌和载药量的影响,并对载药微粒的结构进行了分析。实验结果表明在pH值为6,交联剂配比为5:1、搅拌速度为1000转时,制备的载药微球分散度良好,径粒分布较好,且载药量在27%以上。

[1]柴瑞霞,陈守刚,李昀飞,等.带孔壳聚糖微球的制备及其释药性研究[J].山东化工,2015(15):11-13.

[2]Anitha A,Deepagan V G,Rani V V D,et al.Preparation,characterization,in vitro,drug release and biological studies of curcumin loaded dextran sulphate-chitosan nanoparticles[J].Carbohydrate Polymers,2011,84(3):1158-1164.

[3]Yeh C H,Lin P W,Lin Y C.Chitosan microfiber fabrication using amicrofluidic chip and its application to cell cultures[J].Microfluidics and Nano fluidics,2010,8(1):115-121.

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