以殼聚糖和纖維素硫酸鈉為主要材料的結腸定位釋藥載體的研究.pdf

1、口服結腸定位給藥系統(tǒng)(oral colon-specific drug delivery system)，是指通過適當?shù)姆椒?，使藥物?jīng)口服后避免在胃和小腸中釋放，運送至回盲部后才開始釋放，從而發(fā)揮局部或全身治療作用的一種新型給藥系統(tǒng)。通過結腸靶向給藥，使藥物能夠直接作用于病變部位，減少由于藥物在胃腸道上端吸收而引起的副作用，并使生物大分子類藥物能夠實現(xiàn)口服給藥。在口服結腸定位給藥系統(tǒng)中，載體材料的選擇十分關鍵，在活性功能成分的釋放、導向

2、等方面具有決定性作用。其中，天然多糖具有良好的生物相容性和生物降解性，越來越多地用于口服結腸定位給藥材料的研究。殼聚糖和纖維素硫酸鈉都是來源廣泛的天然多糖衍生物，兩者結合能夠形成不溶于水的聚電解質復合物。有研究發(fā)現(xiàn)，殼聚糖/纖維素硫酸鈉(NaCS)聚電解質復合物在口服結腸定位給藥系統(tǒng)中具有很大的應用潛力。本論文以殼聚糖和NaCS為材料制備的復合膜為對象，圍繞復合膜的生物降解、機械、溶脹和藥物滲透性能等內容進行展開，并且以殼聚糖和NaCS

3、為主要材料制備微球，對其的制備和在載蛋白藥物的應用進行了初探。
　　 針對在標定NaCS性能方法準確性方面存在的問題，本論文確定了分別用凝膠滲透色譜法、BaSO4比濁法和酶降解法來測定NaCS的分子量、取代度和生物降解性能，并由此考察了NaCS制備條件對NaCS性質影響。結果表明，反應時間越長，NaCS的分子量越??；而分子量分布系數(shù)隨反應時間而變化，先逐漸增加，在6h達到最大值(5.16)，繼續(xù)增加反應時間，分子量分布系數(shù)卻迅速

4、下降。NaCS的取代度隨著反應時間先逐漸增大，到6h后，取代度保持在0.5左右。通過纖維素酶降解實驗可知，NaCS的降解性隨著其制備時間的增加而呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。這些結果說明制備條件對產品NaCS的性質有較大影響并將直接影響其應用。
　　 考察了殼聚糖與NaCS的質量比對殼聚糖/NaCS復合膜表面形態(tài)、機械性能（強度、韌性等）和溶脹性能的影響。結果發(fā)現(xiàn)，當殼聚糖/NaCS質量比為1:2時，該復合膜的表面較光滑，但膜表面有分散的

5、不規(guī)則小孔，說明殼聚糖/NaCS復合膜是多孔膜。機械性能和溶脹性能的測定結果證明，殼聚糖和NaCS的最佳質量比在1:2左右。通過改變殼聚糖分子量、NaCS分子量和取代度，可以調節(jié)該復合膜的機械性質和溶脹性能。殼聚糖分子量越高，該復合膜的斷裂伸長率越大；而NaCS分子量和取代度的增大則會導致該膜的溶脹率降低。此外，溶液pH對殼聚糖/NaCS復合膜溶脹率也有顯著的影響。
　　 其次，采用胃腸道中的主要酶，包括胃蛋白酶、α-淀粉酶、胰

6、蛋白酶、脂肪酶和纖維素酶，對殼聚糖、NaCS和殼聚糖/NaCS復合膜的降解性能進行了系統(tǒng)的研究。結果顯示，胃蛋白酶、淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶對殼聚糖都具有顯著的水解活性，但不能降解NaCS。然而，纖維素酶表現(xiàn)出了較高的NaCS水解活性，殼聚糖水解活性卻比較低。在殼聚糖/NaCS復合膜的降解研究中，發(fā)現(xiàn)其降解速率與殼聚糖和NaCS的分子量密切相關。此外，本論文還通過在pH分別為1.5、7.4和6.4的溶液中添加酶來模擬胃液、小腸液和結腸液

7、，以此探討殼聚糖/NaCS聚電解質復合物在胃腸道的降解特性。體外降解實驗的結果表明，殼聚糖/NaCS復合膜的配方將直接影響其在胃腸道系統(tǒng)中的崩解時間和位置。如當殼聚糖分子量為563.3kDa，NaCS分子量為169.7kDa時，兩者所形成的復合膜在模擬胃液中處理3h將崩解，而當殼聚糖和NaCS分子量分別為563.3kDa和710.8kDa時，復合膜在經(jīng)歷3h的胃液處理和6h的小腸液處理后，仍保持其表面的完整。由此可見，殼聚糖/NaCS聚

8、電解質在胃腸道定位給藥系統(tǒng)中具有良好的應用潛能。
　　 為研究殼聚糖/NaCS復合膜的藥物控制釋放特性，本論文還研究了該復合膜的藥物滲透性能。采用包括撲熱息痛、5-氨基水楊酸(5-ASA)和大腸桿菌蛋白質混合物等三種物質作為模型藥物，對該復合膜的藥物滲透性能進行了研究。結果表明，殼聚糖/NaCS復合膜的滲透性能與其溶脹性能密切相關。通常情況下，高溶脹率將導致高滲透系數(shù)。并且，該復合膜的滲透性能深受殼聚糖和NaCS的分子量以及pH

9、的影響。此外，本論文還以撲熱息痛作為模型藥物研究了殼聚糖/NaCS復合膜在模擬胃腸液中對藥物的滲透性能。結果表明，通過調整該膜的配方，可以使該膜分別實現(xiàn)胃、小腸和結腸定位釋藥的目的。
　　 鑒于殼聚糖/NaCS復合物在蛋白質定位釋藥方面表現(xiàn)出了較好的潛能，本論文以殼聚糖、NaCS和三聚磷酸鈉(TPP)為原料，采用滴定法制備了殼聚糖/NaCS/TPP雙層微球。通過FTIR分析了雙層微球的內外層成分，發(fā)現(xiàn)其外層由殼聚糖、NaCS和T

10、PP三種物質組成，而內層主要成分為殼聚糖和TPP。微球的制備時間和TPP濃度對微球的形態(tài)有顯著的影響。TPP濃度較低時，該微球表面都較為光滑。但TPP濃度越高，反應時間越長，雙層微球表面越容易皺縮，當反應時間為10min時，所得到的雙層微球表面最為光滑。
　　 此外，本論文以牛血清蛋白(BSA)為模型藥物研究了該微球的包封率、載藥量、溶脹性能和釋藥特性。TPP濃度對BSA包封率和載藥量有重要的影響。未加TPP時，殼聚糖/NaCS

11、微球具有較高的藥物包封率（99.8％±0.1%）和載藥量（37.5%±1.9%）。殼聚糖/TPP微球的載藥量非常低，僅有4.5%±2.7%。與這兩種微球相比，殼聚糖/NaCS/TPP雙層微球也具有較高的藥物包封率（79%以上）和載藥量（18%以上）。為了研究殼聚糖/NaCS/TPP雙層微球的溶脹性能和BSA體外釋放性能，本論文選取pH分別為2.0、7.4和6.4的Na2HPO4-檸檬酸緩沖液模擬胃液、小腸液和結腸液。結果表明，當TPP濃

12、度在1.0%(w/v)或以上時，殼聚糖/NaCS/TPP雙層微球出現(xiàn)了兩步溶脹行為。而該微球的BSA釋放特性與其溶脹實驗結果并不一致。當TPP濃度為1.5%(w/v)時，雙層微球在pH為2.0和6.4的緩沖溶液中幾乎不釋放BSA，但在pH7.4下，經(jīng)4h后該微球能夠釋放不足25%的BSA。在pH6.4的緩沖溶液中加入適量纖維素酶能夠使該微球的BSA釋放量顯著增大，在120min時由原來的1.9%提高到50%以上。
　　 為了制備