聚乳酸纳米粒子载药系统的构建及其体外药物释放行为研究

摘要

近年来，基于纳米技术的药物输送方法引起了科学界和企业界的极大关注和兴趣，纳米粒子已成为一种新型的具有巨大应用前景的药物或基因的载体，有众多证据表明它有可能把药物定向地输送到器官、组织或细胞，这将为恶性肿瘤、心脑血管疾病，神经系统疾病的治疗提供新的解决方案。作为药物载体的纳米粒子，其粒径一般在10～1000nm之间，某些纳米粒子可以通过毛细管渗透穿越生理屏障，使药物在体内靶位累积，改变药物在体内的分布，降低药物的毒副作用，同时提高药物的治疗效率。纳米粒子的种类很多，包括聚合物纳米粒子、陶瓷纳米粒子、金属纳米粒子、脂质体、树枝状大分子、碳纳米管和富勒烯等。 硫酸庆大霉素具有广谱抗菌活性、耐高温和不易引起过敏反应等特点，是防止骨术后感染和治疗急慢性骨髓炎的有效药物之一。慢性骨髓炎的病程长，易反复发作，病灶内存在死腔、死骨及瘢痕组织，缺乏血液供应，因而在常规给药条件下药力难于到达，常有细菌残留。近年来局部用药越来越受到重视，该方法在局部组织维持较高的药物浓度，而且可避免抗生素毒副作用。聚乳酸具有良好的生物可降解性和生物相容性，其降解终产物是H<,2>O和CO<,2>，中间产物乳酸也是体内正常的糖代谢产物，不会在重要器官聚集，已被广泛应用于组织再生和药物控释载体等许多方面。将包覆硫酸庆大霉素的聚乳酸纳米粒子复合到用于骨修复或者骨缺损填充的生物材料中，可以控制药物的释放速度，在一定时间内维持患部的药物浓度，达到持续给药治疗的效果，为治疗骨髓炎提供了一种新思路。 蛋白质和多肽类药物多属亲水性大分子，常以多聚体形式存在，很难通过胃肠道粘膜的上皮细胞层。由于首过效应，传统的口服给药会使其在胃肠道发生变性和降解，因而生物利用度低。临床上常采用注射给药途径，如注射用溶液或冻干粉针剂，但是由于此类药物生物半衰期短，临床应用时常需要重复注射给药，加重了患者身体、心理和经济负担。为了减少给药次数，提高患者用药顺应性，近年来，蛋白质和多肽药物的注射用缓控释系统的研究得到越来越多的关注。 本论文分别选择硫酸庆大霉素和牛血清白蛋白作为模型药物，以聚乳酸为载体，采用复乳化制备包覆硫酸庆大霉素的聚乳酸纳米粒子(GS-PLA-NPs)和包覆牛血清白蛋白的聚乳酸纳米粒子(BSA-PLA-NPs)，通过扫描电镜、动态光散射对纳米粒子的形态和尺寸分布进行了表征，利用正交实验设计优化了纳米粒子的制备工艺参数，同时，比较系统地研究了两种纳米粒子的药物释放行为。为构建以聚乳酸纳米粒子为载体的抗菌素药物和蛋白质及多肽药物传递系统奠定了一定的技术基础。本论文研究结果表明： 1．由正交实验设计结果可知，PLA溶液的浓度与PLA的分子量是影响GS-PLA-NPs粒径分布均一性的关键因素，油水相之比会明显影响载药粒子的药物释放性能。优选的制备参数组合应为：PLA溶液浓度为3％，PLA分子量为5万．PVA溶液浓度为1.5％，表面活性剂的浓度为2％，油水相之比为1：3。 2．采用优化条件制备的包覆硫酸庆大霉素的聚乳酸纳米粒子的平均直径为277.2nm，包封率为10.9％，在电镜下观察，纳米粒子为表面光滑的圆球形，形态规则完整。GS-PLA-NPs能持续释放28天，释放大致可分为初期的快速释放阶段和后期的缓慢释药阶段。采用优化的条件制备的GS-PLA-NPs的体外释药曲线经Higuchi方程拟合为Q=21.557t<'1/2>-1.6338(R<'2>=0.9935)。 3．采用优化条件制备的包覆牛血清白蛋白的聚乳酸纳米粒子的平均直径为361.5nm，包封率为49.7％，在电镜下观察，纳米粒子为表面光滑的圆球形，形态规则完整。BSA-PLA-NPs能持续释放8天左右，释放大致分为初期的快速释放阶段和后期的缓慢释药阶段，符合纳米粒子释药的规律。

目录

第一章 绪论

1.1引言

1.2纳米粒子载药系统在重大疾病治疗上的应用

1.2.1抗肿瘤治疗

1.2.2基因治疗

1.2.3脑靶向给药系统

1.2.4蛋白质多肽类药物载体

1.3纳米粒子载药系统的种类

1.3.1聚合物纳米粒子

1.3.2脂质体

1.3.3无机纳米粒子

1.4纳米粒子的常用载体材料

1.5纳米粒子的主要制备方法

1.5.1乳化和溶剂挥发法

1.5.2纳米沉降技术

1.5.3盐析法

1.5.4单体聚合法

1.6本论文的研究思路和主要内容

第二章实验方法和技术路线

2.1复乳化制备包覆硫酸庆大霉素的聚乳酸纳米粒子(GS-PLA-NPs)

2.1.1主要试剂和材料

2.1.2主要仪器和设备

2.1.3硫酸庆大霉素(GS)浓度测定方法的建立

2.1.4 GS-PLA-NPs的制备

2.1.5 GS-PLA-NPs的表征

2.1.6 GS-PLA-NPs包封率的测定

2.1.7 GS-PLA-NPs体外释放度的测定

2.1.8采用正交实验设计优化GS-PLA-NPs的处方

2.2复乳法制备包覆蛋白分子的聚乳酸纳米粒子(BSA-PLA-NPs)

2.2.1主要试剂和材料

2.2.2主要仪器和设备

2.2.3 BSA标准曲线的绘制

2.2.4 BSA-PLA-NPs的制备

2.2.5 BSA-PLA-NPs的表征

2.2.6 BSA-PLA-NPs包封率的测定

2.2.7 BSA-PLA-NPs体外释放度的测定

第三章结果和讨论

3.1各处方因素对GS-PLA-NPs粒径和体外释放的影响

3.1.1 PLA浓度对GS-PLA-NPs粒径和体外释药行为的影响

3.1.2油水相之比对GS-PLA-NPs粒径和体外释药行为的影响

3.1.3 PVA溶液浓度对GS-PLA-NPs粒径和体外释药行为的影响

3.1.4 PLA分子量对GS-PLA-NPs粒径和体外释药行为的影响

3.1.5泊罗沙姆用量对GS-PLA-NPs粒径和体外释药行为的影响

3.1.6小结

3.2采用正交实验设计优化GS-PLA-NPs的制备

3.2.1 GS-PLA-NPs的粒径分布

3.2.2 GS-PLA-NPs的体外释放行为

3.2.3正交实验设计分析结果

3.2.4进一步分析确定优化条件

3.2.5小结

3.3 GS-PLA-NPs的释药动力学分析

3.3.1纳米粒子载药系统的释药动力学方程

3.3.2纳米粒子载药系统的释药机制

3.3.3 GS-PLA-NPs体外释药曲线的Higuchi方程拟合

3.3.4小结

3.4 BSA-PLA-NPs的粒径分布及体外释放

3.4.1以分子量为5万的PLA作为载体的BSA-PLA-NPs

3.4.2以分子量为10万的PLA作为载体的BSA-PLA-NPs

3.4.3小结

3.5纳米粒子的形貌表征

第四章结论与展望

参考文献

致谢

附录