仿生自组装脉冲缓释药物装置的构建及Liesegang图案形成机理研究

摘要

本文调查了沉淀反应CaCl2-Na2HPO4体系在明胶基质中自发形成Liesegang图案的过程，并着重调查了各个影响因素对其成环及离子扩散速度的影响。在此基础上，构建了自组装的脉冲缓释药物装置，并调查了此装置在酶的降解作用下的药物脉冲释放情况。
　　得到如下结论:
　　1）在本体系中，内外电解质浓度Liesegang环(LRs)的形成均有影响，沉淀的空间间隔系数不仅由内、外电解质的初始浓度(a0、b0)决定，而且也与凝胶浓度有关。当凝胶浓度过浓，离子扩散速度很慢，形成沉淀颗粒而不是规则的环，反之，凝胶浓度过稀，易形成无定形沉淀。证明了Matalon-Packter空间规则并不适用于本体系。电场也对成环有一定的影响，加正电场时由于电场作用使离子扩散速度加快，与不加电场时的情况相比，形成的环间距增大;加相反的电场之后会形成一系列间距非常小的细环，这可能是由于电极对阴阳离子的吸引造成的。基于以上结论，本文提出了新的观点。对于本体系中LRs的形成，通常意义上的离子由高浓度向低浓度的扩散作用并非决定性的因素，氯化钙中的钙离子与明胶相互作用才是决定性的因素。钙离子与明胶分子相互作用后，被固定在明胶中，这一方面增加了明胶的黏度，减缓了外电解质磷酸氢根离子的扩散速度;另一方面磷酸氢根与被固定的钙离子相遇反应，消除了钙离子与明胶分子的相互作用，并在一定区域内形成过饱和的磷酸氢钙。过饱和磷酸氢钙成核结晶，晶体的成长消耗了附近的磷酸氢钙，从而形成周期性的晶体沉淀环带。
　　2）药物释放试验。选用数目较多且规则的LRs作为释放装置，以维生素C为释放药物进行了体外释放试验。结果证明，在蛋白分解酶的作用下，其释放过程可以持续释放长达十几个小时，并且分解液中维生素C的浓度随时间呈明显的梯状增加，同时梯级数与环数相匹配。这个结果证明了本论文所制作的装置具有脉冲释放药物的功能。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 生物矿化与Liesegang图案

1．1．1 生物矿化

1．1．2 Liesegang图案的发现

1．1．3 周期性沉淀的图样

1．1．4 Liesegang图案的生长规律

1．1．5 周期性沉淀的影响因素

1．1．6 LRs的形成机理解释

1．1．7 Liesegang图案的应用

1．2 药物缓释技术

1．2．1 药物释放系统的种类

1．2．2 脉冲式给药系统释药机理

1．3 本论文的主要研究工作和创新点

1．3．1 本论文的主要研究工作

1．3．2 本论文的创新点

第二章 Liesegang环的机理研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂和仪器

2．2．2 明胶水凝胶的制备

2．2．3 明胶的交联

2．2．4 Liesegang周期性图案的制备

2．2．5 电场中Liesegang图形的形成

2．2．6 表征

2．3 实验结果与讨论

2．3．1 沉淀反应模型

2．3．2 电解质的浓度对沉淀图案的形成结构影响

2．3．3 凝胶介质的影响

2．3．4 电场的影响

2．3．5 明胶中成环的机理研究

2．4 本章小结

第三章 自组装脉冲药物缓释装置的构建

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂和仪器

3．2．2 双向扩散制备LRs环

3．2．3 明胶的酶解实验

3．2．4 分解产物的紫外吸收

3．2．5 空白明胶模拟药物释放

3．2．6 脉冲药物释放

3．3 实验结果与讨论

3．3．1 双向扩散法制备简易缓释装置

3．3．2 空白明胶的酶解

3．3．3 脉冲缓释药物释放

3．4 本章小结

第四章 结论

参考文献

作者简介

致谢