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

1、越來(lái)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(zhǎng)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(shí)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(wèn)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(guò)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(cè)試手段進(jìn)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(jī)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(xì)研究了反應(yīng)時(shí)間對(duì)α,β—PMA分子量和化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響。通過(guò)優(yōu)化反應(yīng)條件，制得數(shù)均分子量達(dá)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(guò)程中，發(fā)現(xiàn)α,β-PMA在水中以新的機(jī)理發(fā)射熒光，它的最大激發(fā)波長(zhǎng)為340nm，最大發(fā)射波長(zhǎng)為420nm。本文詳細(xì)研究了分子量、濃度與pH對(duì)α,β-PMA熒光強(qiáng)度的影響，并探究了其熒光產(chǎn)生機(jī)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(cè)試手段進(jìn)行研究。通過(guò)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(jìn)行表征。本文主要考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、以及H<,2>O<,2>與殼聚糖中糖單元摩爾比對(duì)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(guò)鹽析法獲得。通過(guò)調(diào)節(jié)溶液的pn和NaCl濃度，并經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)牡蜏爻暡ㄌ幚恚壳耙呀?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(wú)定形的，其分子構(gòu)象沒(méi)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(cè)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(duì)α,β-PMA/WSC多層膜滲透性的影響，并考察了胰島素的釋放動(dòng)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(duì)胰島素確實(shí)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(qiáng)，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(duì)于不易通過(guò)鹽析法沉淀的超氧化物歧化酶(SOD)，其納米聚集體通過(guò)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(zhǔn)彈性光散射法與濁度滴定法研究了SOD與HA的結(jié)合過(guò)程，并采用電位滴定法和濁度滴定法詳細(xì)考察了這一過(guò)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(wú)相互作用、可溶性復(fù)合體、聚集體及其重新溶解四

8、個(gè)階段。靜電相互作用是推動(dòng)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(duì)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(guò)SEM、激光粒度分析儀、ζ電位儀等進(jìn)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(duì)EPMA/WSC多層膜滲透性的影響，研究了SOD的釋放動(dòng)力學(xué)以及釋放形式，并推測(cè)出SOD的釋放機(jī)理。SHP納米粒子存在初始突釋現(xiàn)象，但EPMA/WSC多層膜對(duì)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(qiáng)。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(duì)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(guò)程同時(shí)受SOD擴(kuò)散過(guò)程和多層膜解體過(guò)程的控制。 總之，各種蛋白質(zhì)固體顆粒都可以通過(guò)生物可降解聚電解質(zhì)的層層吸附法進(jìn)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