pH敏感的GMA修飾葡聚糖水凝膠的制備與體外釋藥研究(1)

1、    pH敏感的GMA修飾葡聚糖水凝膠的制備與體外釋藥研究(1)    】 目的:研究用于控釋體系中的可生物降解的pH敏感水凝膠的制備方法及其智能釋藥特性. 方法：過硫酸銨（APS）和四甲基乙二胺(TEMED)作引發(fā)體系，甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)修飾的葡聚糖(GMAdex)與丙烯酸(AAc)自由基共聚制備水凝膠. GMAdex中GMA的取代度（DS）用核磁共振測定. 在無酶的人工胃液與人工腸液中測定凝膠的平衡溶漲率，并分別測定載有平陽霉素的水凝膠在兩種釋放介質中的釋藥曲線. 結果：GMA的取代度是10.5，

2、凝膠在人工腸液中的溶漲率明顯大于人工胃液，釋放平陽霉素的速率也明顯快于胃液. 24 h后，人工胃液與腸液中的累積藥物釋放率分別為22%和43%. 結論：聚(GMAdex/AAc)水凝膠的溶漲與釋藥具有pH敏感性.【關鍵詞】 葡聚糖；丙烯酸；水凝膠；pH敏感；溶漲；藥物釋放0引言水凝膠具有良好的物理化學性質和生物相容性，與疏水聚合物相比，水凝膠與被固定在其中的藥物或生物活性分子的相互作用極其微小，可使被固定的物質長時間的保持活性. 因此水凝膠在藥物控制釋放等領域有著廣泛的應用. 特別是環(huán)境敏感水凝膠作為智能聚合物為設計和制備自調(diào)式給藥系統(tǒng)和生物工程方面的多種新應用提供了可行性1. 它們的特點是隨

3、著溫度、pH值、離子強度及超聲波等外界標志的微小變化，多孔凝膠的相體積會發(fā)生較大變化，內(nèi)含物的釋放速度急劇變化，而一旦標志物恢復，相體積與內(nèi)含物釋放速度也恢復原狀，此即智能化可逆性響應. 甲基丙烯酸縮水甘油酯（glycidyl methacrylate, GMA）修飾葡聚糖(dextran, dex)水凝膠具有生物可降解性2，通過凝膠網(wǎng)絡控制藥物或蛋白的釋放，但不具備智能化響應特性3. 聚丙烯酸水凝膠具有良好的pH響應性，但機械強度較差，限制了其在藥物載體方面的應用. 我們將GMA修飾dex(GMAdex)與丙烯酸(AAc)共聚，得到了既有pH響應性、又有一定生物降解性及機械強度的新型水凝膠，

4、并以平陽霉素做藥物模型，研究了其酸敏釋藥特性.1材料和方法dexT40，北京夏斯生物科技公司進口分裝；GMA，百靈威科技有限公司；4（N, N二甲氨基）吡啶（DMAP），湖南海利高新化工有限公司進口分裝；四甲基乙二胺（TEMED），上海生工進口分裝；平陽霉素（PYM），中國藥品生物制品檢定所；過硫酸銨（APS），丙烯酸(AAc)，二甲基亞砜（DMSO），分析純，西安化學試劑廠；AAc經(jīng)減壓蒸餾除去阻聚劑；無酶人工胃液（SGF，pH 1.2）與人工腸液(SIF，pH 7.2)自制，SGF緩沖液(在1 L蒸餾水中溶解2 g NaCl和7 mL濃HCl)；SIF緩沖液(118 mL 0.2 mol/

5、L的NaOH和250 mL 0.2 mol/L KH2PO4混合后用蒸餾水定容為1 L)；5 mL一次性無菌注射器,威海市醫(yī)用高分子有限公司；BECKMANDU600紫外分光光度計；體外釋藥裝置自制.1.2.1GMAdex的制備參照文獻4方法并加以改進. 10 g dex T40溶解在90 mL DMSO中，通氮氣，將DMAP 2 g和GMA 1.46 g依次加入，完全溶解后，30下攪拌反應30 h (Fig 1), 反應液滴加至400 mL無水乙醇中，靜置后抽濾得白色沉淀. 沉淀溶解在4 20 mL雙蒸水中，濃鹽酸調(diào)節(jié)pH 78，于去離子水中徹底透析（4，4 d），冷凍干燥，得白色絨毛狀產(chǎn)物

6、即為GMAdex，1HNMR測定取代度(DS，每100個脫水葡糖苷單元含有甲基丙烯酸基團的數(shù)目).1.2.2GMAdex/AAc水凝膠的制備稱取一定量GMAdex（GMAdex與AAc的質量比為12）溶于pH 8.0的磷酸鹽緩沖溶液中；再將一定量AAc溶于適量100 g/L NaOH溶液中，調(diào)至中性，氮氣保護下，將兩者混合；加入微量APS與TEMED，攪拌均勻后迅速吸入注射器中，密封，37下反應48 h. 將制備好的水凝膠從注射器中緩緩推出，切成23 mm厚的圓片，置于雙蒸水中浸泡48 h，除去殘余引發(fā)劑和單體等雜質，真空干燥后備用.1.2.3溶脹與溶脹率的測定干凝膠（Wd）37分別放入pH

7、1.2及pH 7.27.6人工胃液與腸液中，在預定的時間間隔取出，用濾紙吸干表面水分，稱質量，直至溶脹平衡，凝膠質量不再增加（Ws），根據(jù)公式SR=(Ws-Wd)/Wd計算出溶脹率.1.2.4藥物釋放實驗10 mg GMAdex/AAc干凝膠放在10 mL (5 g/L)平陽霉素飽和溶液中浸泡48 h，室溫干燥后，根據(jù)質量差計算載藥率. 將含藥物的干凝膠塊分別放入(37.0±0.5)人工胃液、人工腸液中，在設定的時間點定時取樣2 mL，立即補加等量同質人工胃液與腸液，在設定的時間點用紫外分光光度法測定累積藥物釋放量.2結果1HNMR測得GMAdex的取代度DS10.5，符合文獻報道的

8、GMAdex水凝膠的降解條件(DS<13)5. 溶脹實驗表明GMAdex/AAc水凝膠在酸性條件下的溶脹率遠遠小于在堿性條件下的溶脹率，具有明顯的酸敏特性（Fig2），凝膠在人工胃液與腸液中溶脹20 h后達到溶脹平衡，溶脹率分別為8.3，38.9. 凝膠含水率80.2%，載藥率6.2%，載藥凝膠在人工胃液中的釋藥速率明顯低于人工腸液（Fig 3），吸收藥物凝膠在人工腸液中12 h藥物累積釋放率約為43%，而在人工胃液中僅釋放22%.            作者：吳紅，張

9、鎮(zhèn)西，吳道澄，任波，蘇丹【關鍵詞】藥物釋放Preparation and in vitro evaluation of pH sensitive         本篇論文是由3COME文檔頻道的網(wǎng)友為您在網(wǎng)絡上收集整理餅投稿至本站的，論文版權屬原作者，請不用于商業(yè)用途或者抄襲，僅供參考學習之用，否者后果自負，如果此文侵犯您的合法權益，請聯(lián)系我們。    3討論本研究中把具有酸敏特性的AAc接枝到具有一定強度的dex載體上，以制備pH響應型、可降解水凝膠. 在載體表面產(chǎn)生自由基

10、是最為有效的制備接枝水凝膠的技術，單體可以通過共價鍵連接到載體上. 因此本實驗中，首先在dex結構中引入反應活性很高的雙鍵，反應單體GMA含量越高，DS越大，凝膠機械強度也越大，溶脹率隨之越低，因此應選擇合適的DS，以滿足水凝膠既有良好的溶脹性能，又有一定力學強度的需. 因DS13以上的GMAdex難以降解，因此制備了DS10.5的GMAdex，凝膠含水率在78%82%之間.3.1凝膠制備制備酸敏葡聚糖凝膠時，我們發(fā)現(xiàn)GMAdex的DS,原料配比、反應促進劑TEMED的用量及反應介質的pH值等對凝膠的形成均有影響. 當單體總濃度大于15%時，凝膠易形成非均勻區(qū)，甚至出現(xiàn)乳白色非透明體. 當單體

11、總濃度小于5%時，凝膠質地太軟不便實驗操作. 隨著AAc含量的增大，凝膠產(chǎn)率下降，可能是因為AAc達到一定濃度與TEMED生成鹽，減弱了TEMED的引發(fā)效率. GMAdex的取代度越高，越有利于凝膠的形成，但易形成非透明體. 反應促進劑的加入，使得反應在幾分鐘內(nèi)既能形成凝膠，TEMED用量越多，反應越快，凝膠產(chǎn)率也越高. 但用量過多，易產(chǎn)生氣泡或形成非均勻區(qū)，影響凝膠的性能. 此外，反應介質的pH值對凝膠的形成也有較大的影響，pH 8.08.5，凝膠產(chǎn)率最高6.3.2凝膠溶脹及藥物釋放GMAdex/AAc水凝膠對pH值有可逆的溶脹消溶脹響應，這個響應主受凝膠內(nèi)部累積的可擴散離子產(chǎn)生的離子滲透壓

12、的影響7. GMAdex/AAc酸敏水凝膠在SIF緩沖溶液中的溶脹率高于SGF中的，使得藥物易于在SIF緩沖溶液中釋放出來. 通過對不同配比原料組分的研究，發(fā)現(xiàn)隨著AAc含量的增大，中性（或堿性）條件下的溶脹率增大，但酸性條件下的溶脹率降低. 也就是說，凝膠的pH敏感性隨著AAc含量的增加而增大，因此可通過調(diào)節(jié)AAc的含量控制凝膠的溶脹與收縮，從而控制藥物的釋放. 實驗中我們發(fā)現(xiàn)，不同配比的GMAdex/AAc水凝膠在開始的2 h，在人工腸液中的溶脹率均略高于人工胃液，這可能與人工腸液與胃液不同的離子強度有關. 此外，GMAdex的取代度及凝膠含水率也會影響凝膠的溶脹與藥物的釋放. DS越大，

13、GMAdex含量越高，溶脹率越低，凝膠體系對pH值的響應性也隨之降低；凝膠含水率越高，藥物釋放速率越快8.3.3凝膠降解性近年來，生物可降解材料在藥物載體中的應用越來越受到關注9,10. DS 10.5的GMAdex在體內(nèi)dex酶的作用下可完全降解，但GMAdex/AAc酸敏凝膠的降解性還沒有得到完全證實，還需進一步的研究4. AAc含量的增加，雖然有利于凝膠體系的pH響應性，但同時也會影響凝膠體系的機械強度及生物可降解性. 另外，我們在選取牛血清白蛋白（BSA）作模型藥物時，發(fā)現(xiàn)BSA在人工胃液與腸液中的釋放沒有明顯差異，可能是因為BSA分子較大，載藥時只能表面吸附，難以通過凝膠網(wǎng)絡進入凝膠

14、內(nèi)部，提示我們對于大分子藥物，應采用包埋的方式載藥，而且這類大分子的釋放與凝膠的降解有關. 相關研究見后續(xù)報道.【參考文獻】1 吳道澄, 萬明習, 吳紅. 智能化釋藥載體納米凝膠的制備及其釋藥特性J.第四軍醫(yī)大學學報,2001;22(8):767.Wu DC, Wan MX, Wu H. Preparation and release characteristics of intelligent nanogelJ. J Fourth Mil Med Univ, 2001;22(8):767.2 Franssen O, van Ooijen RD, de Boer D, et al. Enzym

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16、thesis and characterization of acrylic acidcontaining dextran hydrogelsJ. Polymer, 2001;42(8):1471-1479.5 van DijkWolthuis WNE, Talsma H, Kettenesvan den JJ, et al. Synthesis, characterization and polymerization of glycidyl methacrylate derivatized dextranJ. Macromolecules, 1995;28(22): 6317-6322.6

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