用功能聚合物微球构建pH敏感及pH敏感-时滞双重型结肠定位释药体系的研究

摘要

随着人们生活水平的提高，结肠癌和结肠炎的发病率也在不断升高。传统口服制药和注射制药到达结肠部位浓度低，药物生物利用度低，毒副作用大。为了提高结肠局部疾病的治疗效果，近年来人们大力发展研制口服结肠定位释药系统（OCDDS），该释药系统可避免药物在胃与小肠前端释放，而是将其定位于结、直肠部位释放，可大大提高病变部位的药物浓度，减少药剂用量，降低全身副作用，从而提高药物的有效性和安全性。利用药用高分子材料及药物的物理化学特性，通过分子设计的构思，构建与研发高效的OCDDS新剂型，是目前医药学领域中的重大研究课题。
　　本研究以具有生物相容性的交联聚乙烯醇（CPVA）微球为基质，通过接枝聚合与分子表面印迹技术，构建pH敏感型和pH敏感-时滞双重型结肠定位释药系统，对于促进OCDDS的发展具有积极的促进作用，在药物的缓、控释研究领域，具有重大的科学价值。
　　首先，采用铈盐-羟基氧化还原引发体系，在生物相容性微球CPVA表面引发接枝对苯乙烯磺酸钠（SSS），制得功能接枝微球CPVA-g-PSSS，并采用红外光谱、扫描电镜、Zeta电位测定对接枝微球进行了表征。实验结果表明，铈盐-羟基氧化还原引发体系可有效地引发SSS在CPVA微球表面的接枝聚合,在适宜的反应条件下,可制得PSSS接枝度为16.1g/100g的接枝微球CPVA-g-PSSS。在较大pH范围内，接枝微球CPVA-g-PSSS的Zeta电位为绝对值较高的负值，即微球表面携带有大量的负电荷。
　　接着，考察研究了CPVA-g-PSSS对抗结肠癌药物5-氟尿嘧啶（5-FU）的吸附性能、吸附机理及体外释药特性。在酸性条件下，5-FU高度质子化，凭借静电相互作用，接枝微球CPVA-g-PSSS对5-FU表现出很强的吸附性能，吸附容量达到105mg/g，显示出良好的载药性能。随着介质pH增大，5-FU质子化减弱，静电相互作用减弱，接枝微球CPVA-g-PSSS对5-FU的吸附量减少；另外，CPVA-g-PSSS对5-FU的吸附容量随着温度的降低而增大，显示出物理吸附的特点；随离子强度的增大吸附容量下降。体外释药实验显示，载5-FU接枝微球CPVA-g-PSSS在模拟胃液(pH=1.0)中基本不释药，在模拟小肠液(pH=6.8)中有部分释药，而在模拟结肠液(pH=7.4)中有突释现象发生，表明载药微球释药具有明显的pH敏感性，是一种pH敏感型结肠定位释药系统。
　　在上述研究的基础上，采用铈盐-羟基氧化还原引发体系，以生物相容性微球CPVA为基质，5-氟尿嘧啶为模板分子，SSS为功能单体，N,N′-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂，在水溶液中实施了5-FU分子的表面印迹，制备了5-FU分子表面印迹聚合微球MIP-PSSS/CPVA。采用红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)法,对印迹微球进行了表征，重点考察研究了MIP-PSSS/CPVA对5-FU的识别选择性、结合性能及体外释药行为。实验结果表明，基于本体系特殊的羟基-铈盐表面引发体系,可有效地实现5-FU分子的表面印迹,在微球CPVA表面形成分布有大量5-FU分子印迹空穴的聚合物层。MIP-PSSS/CPVA微球对5-FU具有优良的选择识别性和特异的结合亲和性，在酸性条件下，凭借静电相互作用，可实现对5-FU有效载药，结合量达到110mg/g，而印迹微球对5-FU结构类似物替加氟（TE）和尿甘（UR），结合量却很低。与上述的接枝载药微球CPVA-g-PSSS相比，印迹载药微球MIP-PSSS/CPVA不但具有pH敏感性，还具有明显的时滞性，印迹空穴对5-FU的束缚和静电相互作用的协同限制了药物的释放速度，因此导致载药印迹微球MIP-PSSS/CPVA在模拟胃液中不释药，小肠部位只有小量释药，结肠部位突释，达到了高效的结肠定位释药作用。因此，载药印迹微球MIP-PSSS/CPVA是一种新型高效的pH敏感-时滞双重型结肠定位释药系统。
　　对于功能接枝微球CPVA-g-PSSS，本研究还深入考察了它对抗结肠炎药物甲硝唑的吸附性能、吸附机理及体外释药特点。实验结果表明，凭借强的静电相互作用，在酸性条件下，CPVA-g-PSSS对MTZ具有高的吸附容量，达到112mg/g，也显示出良好的载药性能。随着pH值得升高，MTZ质子化减弱，静电相互作用减弱，吸附容量降低。随着介质温度的升高和盐度的增大，吸附容量降低。体外释药实验表明，载MTZ的接枝微球CPVA-g-PSSS随着释放介质pH的升高，MTZ与PSSS之间的静电相互作用减弱，累积释放率增大，显示出释药的pH敏感性，是一种pH敏感型结肠定位释药系统。
　　在上述研究的基础上，以生物相容性微球CPVA为基质，采用铈盐-羟基氧化还原引发体系，甲硝唑为模板分子，SSS为功能单体，N,N′-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂，在水溶液中实施了MTZ的分子表面印迹，制备了MTZ分子表面印迹聚合微球MIP-PSSS/CPVA；重点考察研究了MIP-PSSS/CPVA对MTZ的识别选择性、结合性能及体外释药行为。实验结果表明，MIP-PSSS/CPVA对MTZ具有高的识别选择性和亲和性，而对结构类似物替硝唑（TNZ）和奥硝唑（ONZ）基本不识别、不结合。体外释药实验显示，MTZ印迹载药微球MIP-PSSS/CPVA与接枝载药微球CPVA-g-PSSS相比，印迹载药微球MIP-PSSS/CPVA不但具有pH敏感性，还具有明显的时滞性，印迹空穴对5-FU的束缚和静电相互作用协同限制了MTZ的释放速度，因此导致载药印迹微球MIP-PSSS/CPVA在模拟胃液中不释药，小肠部位只有小量释药，结肠部位突释，达到了高效的结肠定位释药作用。因此，载药印迹微球MIP-PSSS/CPVA是一种新型高效的pH敏感-时滞双重型结肠定位释药系统。

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引 言

1.1 现代药物释放体系

1.2 缓、控释释药体系的发展现状

1.3 结肠定位释药体系

1.4 分子印迹技术

1.5本课题的研究目标与创新点

2 功能接枝微球CPVA-g-PSSS的制备与表征

2.1 试剂与仪器

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

定位释药特性的研究

3.1试剂及仪器

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.4 本章小结

定位释药特性研究

4.1试剂及仪器

4.2实验部分

4.3 结果与讨论

4.4本章小结

释药特性的研究

5.1 试剂及仪器

5.2实验部分

5.3结果与讨论

5.4 本章小结

及其体外结肠定位释药特性研究

6.1 试剂及仪器

6.2 实验部分

6.3 结果与讨论

6.4本章小结

参考文献

结 论

攻读博士学位期间取得的研究成果

致谢