生物降解聚電解質(zhì)的合成及其對蛋白質(zhì)納米聚集體的包封研究.pdf

1、越來越多的多肽、蛋白質(zhì)與酶(統(tǒng)稱為蛋白質(zhì))藥物用于臨床。采用生物可降解高分子制備蛋白質(zhì)控釋制劑，可以延長蛋白質(zhì)的半衰期，改變給藥途徑，減少副作用。提高載藥量是蛋白質(zhì)納米制劑具備實用前景的關(guān)鍵。采用生物可降解聚電解質(zhì)包封蛋白質(zhì)的納米聚集體，有望使這一問題得以解決。 聚(α,β-L-蘋果酸)(α,β-PMA)是一種生物可降解聚電解質(zhì)，通過L-蘋果酸的熔融縮聚法制備，其結(jié)構(gòu)和性能采用凝膠滲透色譜法(GPC)、核磁共振法(NMR)、紅外

2、光譜(IR)、拉曼光譜(Raman)、X-射線粉末衍射法(XRD)、熱重法(TG)以及差示掃描量熱法(DSC)等測試手段進行表征。α,β—PMA存在支化結(jié)構(gòu)，主鏈由α-與β-蘋果酸殘基以相近比例隨機連接而成，端基主要為蘋果酸殘基，存在少量的富馬酸殘基。本文詳細研究了反應(yīng)時間對α,β—PMA分子量和化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響。通過優(yōu)化反應(yīng)條件，制得數(shù)均分子量達到4500g/mol、支化度約為10％、端羥基含量約為80％的非晶態(tài)α,β—PMA。在研究α

3、,β—PMA性能的過程中，發(fā)現(xiàn)α,β-PMA在水中以新的機理發(fā)射熒光，它的最大激發(fā)波長為340nm，最大發(fā)射波長為420nm。本文詳細研究了分子量、濃度與pH對α,β-PMA熒光強度的影響，并探究了其熒光產(chǎn)生機理。 α,β-PMA的衍生物采用化學(xué)修飾法制備，以降低α,β—PMA的水溶性。以碘甲烷為甲基化試劑制備甲基化α,β—PMA(EPMA)；以丙胺為胺化試劑制備酰胺化α,β-PMA(APMA)。它們的結(jié)構(gòu)與性能采用GPC、<'

4、1>H NMR、IR、TG以及DSC等測試手段進行研究。通過改變修飾試劑與高分子結(jié)構(gòu)單元的摩爾比，獲得不同修飾程度的EPMA或AMPA，產(chǎn)物的水溶性明顯降低。 水溶性殼聚糖(WSC)也是一種生物可降解聚電解質(zhì)，采用H<,2>O<,2>異相降解法制備，其結(jié)構(gòu)和性能采用粘度法、GPC、<'1>H NMR、XRD等方法進行表征。本文主要考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、以及H<,2>O<,2>與殼聚糖中糖單元摩爾比對WSC分子量和產(chǎn)率的影響，

5、并獲得分子量為8900g/mol的非晶態(tài)WSC。 胰島素納米聚集體通過鹽析法獲得。通過調(diào)節(jié)溶液的pn和NaCl濃度，并經(jīng)過適當(dāng)?shù)牡蜏爻暡ㄌ幚?，目前已?jīng)得到粒徑為100～230nm的不規(guī)則橢球形納米聚集體。聚集體中胰島素主要是無定形的，其分子構(gòu)象沒有明顯變化。 采用α,β-PMA和WSC在胰島素納米聚集體上交替吸附，以制備胰島素-聚電解質(zhì)納米粒子。這些粒子的性質(zhì)在掃描電鏡(SEM)、激光粒度分析儀、ζ電位儀等儀器上測定。

6、目前已經(jīng)獲得聚電解質(zhì)多層膜最多為8層的胰島素-聚電解質(zhì)納米粒子，載藥量約為53％，低溫超聲波分散后，粒徑在100～250nm之間。本文研究了培養(yǎng)液pH以及聚電解質(zhì)層數(shù)對α,β-PMA/WSC多層膜滲透性的影響，并考察了胰島素的釋放動力學(xué)以及釋放形式。在pH 7.4的PBS溶液中，胰島素-聚電解質(zhì)納米粒子存在初始突釋現(xiàn)象，但是多層膜對胰島素確實具有一定的緩釋效果。這一效果隨著吸附層數(shù)的增加而增強，這主要是由于多層膜位阻的增加與溶脹的減小。

7、胰島素以自由分子的形式從這些納米粒子中釋放。 對于不易通過鹽析法沉淀的超氧化物歧化酶(SOD)，其納米聚集體通過聚合物沉淀法獲得。SOD與透明質(zhì)酸(HA)在一定pH的鹽溶液中結(jié)合，從而形成SOD-HA聚集體。本文采用準彈性光散射法與濁度滴定法研究了SOD與HA的結(jié)合過程，并采用電位滴定法和濁度滴定法詳細考察了這一過程中二者之間靜電相互作用的變化。隨著pH的降低，SOD-HA混合液經(jīng)歷無相互作用、可溶性復(fù)合體、聚集體及其重新溶解四

8、個階段。靜電相互作用是推動SOD與HA結(jié)合的主要因素。二者發(fā)生靜電結(jié)合的必要條件是SOD結(jié)合H<'+>的增加量小于HA結(jié)合H<'+>的減少量。本文還考察了溶液的pH、NaCl濃度、SOD濃度和HA濃度對SOD回收率的影響，并確定了制備SOD-HA聚集體的最優(yōu)條件。目前，已經(jīng)獲得粒徑為200～400nm的不規(guī)則SOD-HA納米聚集體。 采用EMPA和WSC在這些納米聚集體上交替吸附，以制備SOD-HA-聚電解質(zhì)(SHP)納米粒子，

9、其性質(zhì)通過SEM、激光粒度分析儀、ζ電位儀等進行表征。目前已經(jīng)得到聚電解質(zhì)多層膜最多為8層的SHP納米粒子，粒徑為200～460nm，多為不規(guī)則球體，載藥量約為45％，SOD活性保留70％以上。本文考察了培養(yǎng)液的pH以及聚電解質(zhì)層數(shù)對EPMA/WSC多層膜滲透性的影響，研究了SOD的釋放動力學(xué)以及釋放形式，并推測出SOD的釋放機理。SHP納米粒子存在初始突釋現(xiàn)象，但EPMA/WSC多層膜對SOD的緩釋效果比較好。SOD的緩釋效果隨著吸附

10、層數(shù)的增加而增強。這與多層膜位阻的增大以及溶脹的減小密切相關(guān)，SOD-HA納米聚集體對SOD的緩釋作用也是重要原因之一。一部分SOD以自由分子的形式從SHP納米粒子中釋放，另一部分則以SOD-HA可溶性復(fù)合體的形式釋放。SOD的釋放過程同時受SOD擴散過程和多層膜解體過程的控制。 總之，各種蛋白質(zhì)固體顆粒都可以通過生物可降解聚電解質(zhì)的層層吸附法進行直接包封。與其它納米膠囊化技術(shù)相比，層層吸附法包封蛋白質(zhì)藥物由于需要反復(fù)的吸附和離