基于X射線成像研究PLGA微球的三維結構及性能.pdf

1、近些年來，伴隨著基因工程重組技術和蛋白組學的飛速進步，許多新型多肽、蛋白類藥物在治療、診斷和疫苗預防疾病方面發(fā)揮著重要的作用。發(fā)展多肽、蛋白類藥物的緩釋制劑是解決長時間用藥、藥物毒副作用及耐受性的關鍵。
　　聚乳酸-羥基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycol ic acid)，PLGA)是一種人工合成的生物可降解高分子載體材料。將藥物溶解或分散其中形成的微小球狀實體，稱之為PLGA微球。PLGA微球具有無毒、生物相

2、容性好和緩控釋給藥等眾多優(yōu)點，在人體內可緩慢降解，最后形成CO2和H2O排出體外?，F(xiàn)階段已在人工導管、藥物緩控釋載體和組織工程等領域廣泛使用。
　　當改變PLGA微球的配方或者制備工藝時，PLGA微球的內部結構以及性能會發(fā)生變化。但是目前無法定量地分析微球配方、內部結構和性能三者之間的關系，這大大限制了微球制備工藝的改進以及新配方的研制。那么，如何建立PLGA微球配方、內部結構和性能的定量關系模型就成為了緩控釋給藥載體研究和開發(fā)的

3、重點。無損獲得PLGA微球內部的孔洞大小、分布和孔隙率等參數(shù)就顯得非常有意義，但是目前的探測方法（如光學顯微鏡和電子顯微鏡）很難滿足上述要求。為此，發(fā)展一種能夠觀察孔隙率和孔洞大小、分布等結構信息的三維顯微成像工具，原位無損傷研究PLGA微球三維結構及其載藥量、包封率等系能參數(shù)，對研究具有多孔結構的緩控釋給藥載體具有普遍的重要意義。近些年來采用波帶片放大成像的硬X射線三維成像技術迅速的發(fā)展起來。由于硬X射線三維成像技術無需機械切片，就可

4、以得到較厚材料的三維結構數(shù)據(jù)，而被廣泛的應用于眾多學科領域。北京同步輻射光源建設了一條基于波帶片的硬X射線顯微成像光束線站，其成像空間分辨率達到30納米。在這套大型設備的基礎上，本論文主要進行了以下幾方面的工作:
　　1.總結了PLGA微球成像和X射線顯微技術。
　　分析了X射線顯微成像技術的發(fā)展，尤其是北京同步輻射納米分辨X射線顯微成像裝置結合澤尼克相位襯度成像和納米CT新技術在PLGA微球成像上的優(yōu)勢和前景。提出了基于雙

5、探測器的X射線微分相位襯度成像新方法，為X射線相位襯度成像的發(fā)展提供了新的方向。
　　2.硬X射線PLGA微球成像的方法學研究。
　　通過調研和實驗經驗總結，摸索出了適合硬X射線PLGA微球成像的樣品處理流程:固定，脫水，重金屬染色，干燥。通過這些流程處理的PLGA微球，在BSRF納米顯微成像站大視場模式下，結合澤尼克相位襯度，顯示出了明顯的襯度，清晰準確的探明了PLGA微球內部的三維結構。同時對比了澤尼克相位襯度成像和吸收

6、成像，闡明了澤尼克相位襯度在硬X射線PLGA微球成像中的顯著優(yōu)勢。
　　3.硬X射線相位襯度成像方法重構PLGA微球的三維結構。
　　利用得到的三維重構片層準確地將微球自身、內部孔洞和孔洞內壁吸附的蛋白區(qū)分開來。并在三維空間里提取了一系列的重要結構參數(shù)，如孔洞大小，孔洞分布，孔洞體積面積比，孔隙率等，使用光鏡或電鏡等實驗設備無法定量分析獲得這些重要的結構參數(shù)。這些三維結構參數(shù)的獲取為我們了解分析PLGA內部的微觀結構提供了必

7、不可少的信息。
　　4.基于硬X射線相位襯度成像分析PLGA微球內部結構和性能之間的關系。
　　利用硬X射線相位襯度成像獲得的PLGA微球結構參數(shù)和三維結構視圖，分析了微球制備時內水相氯化鈉濃度對微球結構及性能的影響。內水相氯化鈉濃度越高，內外水相的滲透壓差越大。在微球完全固化之前，外水相中的水在滲透壓的作用下透過有機相進入內水相，使內水相液滴的體積增加，導致固化之后微球孔隙率和孔徑的增加，同時由于內水相液滴體積增加，W1/