鮑時根，張 云，朱玉俊，楊懷志，杜 軍，馬建華

（1.合肥工業(yè)大學(xué)控釋藥物研究所，安徽 合肥 230009；2.安徽中人科技有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230088）

◇藥學(xué)研究◇

聚（L-乳酸）體內(nèi)外降解相關(guān)性研究

鮑時根1，2，張 云1，2，朱玉俊1，2，楊懷志2，杜 軍2，馬建華1，2

（1.合肥工業(yè)大學(xué)控釋藥物研究所，安徽 合肥 230009；2.安徽中人科技有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230088）

目的 考察聚（L-乳酸）（PLLA）植入劑體內(nèi)外降解特性黏數(shù)和失重變化的相關(guān)性。方法 以辛酸亞錫為催化劑，通過直接縮聚法制備聚（L-乳酸）（PLLA）樹脂，經(jīng)精制得藥用輔料；將藥用輔料通過特定設(shè)備壓制成空白植入劑，考察其在大白兔體內(nèi)的降解情況，并與其在 pH7.4的磷酸鹽緩沖液的體外降解相比較。結(jié)果 聚（L-乳酸）植入劑樣品降解后的特性黏數(shù)與降解時間（wk）呈指數(shù)關(guān)系，失重百分率與降解時間（wk）呈線性關(guān)系。結(jié)論 體內(nèi)的特性黏數(shù)與體外的特性黏數(shù)數(shù)值相近，體外失重比體內(nèi)快。

聚（L-乳酸）；直接縮聚；體內(nèi)外降解；特性黏數(shù)；失重

聚（L-乳酸）是一種重要的可生物降解的人工合成高分子材料，因其具有良好的生物相容性和生物可吸收性，已在骨折內(nèi)固定、組織工程支架、醫(yī)療植入、外科縫合線、藥物緩控釋體系等方面得到了廣泛應(yīng)用，國內(nèi)外有不少科研人員對其在體內(nèi)外的降解 情況進(jìn)行了大量試驗研究［1-5］，但對聚（L-乳酸）空白植入劑體內(nèi)外降解的特性黏數(shù)和失重的變化規(guī)律研究并不多。由于藥用輔料對純度要求較高而對材料的機械強度要求不是很高，因此可以選用醫(yī)藥級的 L-乳酸，以辛酸亞錫為催化劑，通過直接縮聚制備聚（L-乳酸）（PLLA）樹脂，經(jīng)精制后可得高純度的聚（L-乳酸）藥用輔料。輔料經(jīng)壓制后制成空白植入劑，分別觀察空白植入劑在大白鼠體內(nèi)和磷酸鹽緩沖液中的降解情況，測試降解前后聚（L-乳酸）的特性黏數(shù)和重量，并考察其特性黏數(shù)和失重的變化規(guī)律。

1 儀器和試劑

L-乳酸：醫(yī)藥級，Purac公司；辛酸亞錫 （Sn （oct）2）、三氯甲烷、甲醇、磷酸二氫鉀、氫氧化鈉均為分析純，中國醫(yī)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司；微孔濾膜 φ25 mm、孔徑0.45 μm，上海半島實業(yè)有限公司凈化器材廠。

10 L玻璃反應(yīng)釜：杭州億捷科技有限公司；植入劑壓藥機：安徽中人科技有限責(zé)任公司；內(nèi)徑0.38 mm毛細(xì)管黏度計：國藥集團(tuán)上海玻璃儀器公司。

健康新西蘭大白兔，雌雄不限，安徽中人科技有限責(zé)任公司藥理中心提供。

2 方法與結(jié)果

2.1 聚（L-乳酸）的制備 按文獻(xiàn)［6］的合成方法，將 L-乳酸與辛酸亞錫按摩爾比8 000∶1的比例加料于10 L玻璃反應(yīng)釜中，于 180℃、2 kPa的壓力下，直接縮聚，分別于 8、16、24 h取樣（分別記為 1＃、2＃、3＃樣），放出合成的聚（L-乳酸）樹脂，經(jīng)粉碎后，加三氯甲烷溶解，用甲醇沉淀。真空過濾，濾餅于105℃、2 kPa的條件下，干燥 24 h，得成品聚（L-乳酸）。分別測試1＃、2＃、3＃精制后成品輔料的特性黏數(shù)為22.58、33.18、47.21，測試條件：溶劑為三氯甲烷、溫度25℃、毛細(xì)管為0.38 mm的烏式黏度計。

2.2 聚（L-乳酸）空白植入劑的制備 取聚（L-乳酸）1＃，2＃，3＃樣品適量，分別過 120目篩，將濾過的粉料于植入劑壓藥機中進(jìn)行壓制，制得直徑（0.90 ±0.02）mm、長（3.0±0.2）mm的空白植入劑。

2.3 聚（L-乳酸）空白植入劑的體內(nèi)植入 大白兔經(jīng) 25 g·L-1巴比妥鈉按 1 mg·kg-1耳緣靜脈麻醉后［3］，于無菌條件下將 1＃、2＃、3＃空白植入劑植入（各24個試樣），每個試樣中有4粒空白植入劑，分8組隨機植入 24只兔脊柱兩側(cè)皮下組織中。每只兔植入1個試樣（4?？瞻字踩雱怪總?cè)各 2粒。于2、4、8、16、32、64、128及144 wk按預(yù)定分組取樣，樣品包括試樣和纖維包膜。清洗干凈后放入三氯甲烷溶液中，經(jīng)0.45 μm微孔濾膜過濾，加甲醇沉淀，過濾，真空干燥樣品。分別于 2、4、8、16、32、64、128及 144 wk（無法測試）測試樣品的特性黏數(shù)和失重百分率，具體數(shù)據(jù)分別見表1，2。

表1 聚（L-乳酸）植入后體內(nèi)外特性黏數(shù)測試結(jié)果［（±s），n＝5］

表1 聚（L-乳酸）植入后體內(nèi)外特性黏數(shù)測試結(jié)果［（±s），n＝5］

注：“—”表示無法測試。

時間（wk）1＃體內(nèi)［η］ 體外［η］2＃體內(nèi)［η］ 體外［η］3＃體內(nèi)［η］ 體外［η］0 11.46±0.32 10.22±0.25 22.58 22.58 33.18 33.18 47.21 47.21 2 21.83±0.55 21.65±0.23 32.61±0.52 32.32±0.28 46.68±0.57 46.30±0.27 4 20.76±0.47 20.38±0.19 31.85±0.49 31.40±0.25 45.73±0.52 45.05±0.25 8 18.53±0.42 18.03±0.20 29.54±0.43 28.95±0.26 43.87±0.49 42.02±0.27 16 15.61±0.36 15.81±0.17 26.46±0.41 25.71±0.22 41.02±0.45 39.26±0.23 32 12.07±0.32 11.59±0.14 21.85±0.41 20.52±0.23 34.51±0.42 32.72±0.24 64 — — 12.43±0.33 11.22±0.20 24.69±0.39 22.16±0.22 128 — — — —

表2 聚（L-乳酸）植入后體內(nèi)外失重測試結(jié)果［（±s），n＝5］

表2 聚（L-乳酸）植入后體內(nèi)外失重測試結(jié)果［（±s），n＝5］

注：“—”表示無法測試。

時間（wk）1＃體內(nèi)失重／% 體外失重／% 2＃體內(nèi)失重／% 體外失重／% 3＃體內(nèi)失重／% 體外失重／% 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2 43.73±0.33 46.96±0.22 2.82±0.11 2.95±0.13 2.01±0.12 2.14±0.11 1.42±0.10 1.53±0.08 4 4.01±0.13 4.38±0.12 3.03±0.10 3.47±0.13 2.27±0.11 2.48±0.10 8 6.15±0.13 6.52±0.11 4.12±0.14 4.61±0.11 3.54±0.14 3.95±0.13 16 9.68±0.23 10.09±0.16 7.15±0.19 7.64±0.15 4.81±0.14 5.57±0.12 32 23.03±0.32 23.57±0.19 15.12±0.25 16.43±0.18 12.52±0.26 13.54±0.15 64 — — 34.88±0.36 36.25±0.22 23.95±0.30 25.22±0.18 128 — — — —

圖1 a-1＃，b-2＃，c-3＃體內(nèi)、外降解時間與特性黏數(shù)關(guān)系（n＝5）

圖2 a-1＃，b-2＃，c-3＃體內(nèi)、外降解時間與失重的關(guān)系（n＝5）

2.4 聚（L-乳酸）空白植入劑的體外降解 將 2 g聚（L-乳酸）空白植入劑置入由磷酸二氫鉀、氫氧化鈉制備的 pH＝7.4的緩沖液中，體積為 1 L，溫度（37±1）℃，每周更換緩沖液一次，分別于2、4、8、16、32、64、128及144 wk（無法測試）取樣，清洗、精制干燥。分別測試試樣降解前后的特性黏數(shù)和重量，各時間的特性黏數(shù)和失重百分率具體數(shù)據(jù)分別見表1，2。分別將1＃、2＃、3＃樣體內(nèi)外降解數(shù)據(jù)統(tǒng)計學(xué)處理，見圖1，2。結(jié)果表明：無論是體內(nèi)還是體外，起始特性黏數(shù)為20～50的聚（L-乳酸）空白植入劑試樣降解后的特性黏數(shù)與降解時間（wk）呈指數(shù)關(guān)系，且體內(nèi)的特性黏數(shù)數(shù)值與體外的特性黏數(shù)數(shù)值相近，體內(nèi)的特性黏數(shù)數(shù)值約為體外的 1.2倍。同時體內(nèi)和體外的失重百分率與降解時間呈線性關(guān)系，且體內(nèi)失重速度比體外的失重速度要慢。另外特性黏數(shù)大的聚（L-乳酸）空白植入劑與特性黏數(shù)小的相比，無論體內(nèi)還是體外特性黏數(shù)大的失重速度比特性黏數(shù)小的慢。

3 討論

聚（L-乳酸）空白植入劑通過體內(nèi)外的降解試驗，可以發(fā)現(xiàn)降解后殘留的聚（L-乳酸）試樣體內(nèi)的特性黏數(shù)數(shù)值大于體外的特性黏數(shù)數(shù)值，同時體外的失重百分率大于體內(nèi)的失重百分率。造成這種情況的原因可能是由于聚（L-乳酸）試樣被植入到體內(nèi)一段時間后，被其周圍新長出的包膜所包裹，難以充分吸收周圍組織中的水分，致使體內(nèi)的聚（L-乳酸）試樣降解相對較慢。另外特性黏數(shù)大即分子量相對較大的聚（L-乳酸），與特性黏數(shù)小的聚（L-乳酸）相比較，分子鏈相對較長，吸水后鏈段中酯鍵斷裂的速度相對較慢，這就導(dǎo)致特性黏數(shù)大的比特性黏數(shù)小的聚（L-乳酸）無論是體內(nèi)還是體外失重速度都相對較慢。

［1］ 金玉順，商育偉，郭文莉，等.聚 DL-乳酸的合成與降解性能研究［J］.化學(xué)與黏合，2008，30（5）：35-37.

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Poly（L-lactic acid）degradation correlation study in vivo and in vitro

BAO Shi-gen1，2，ZHANG Yun1，2，ZHU Yu-jun1，2，et al
（1.Sustained-Release Drug Laboratory of Hefei University of Technology，Hefei，Anhui 230009，China；2.Anhui Zhong Ren Science and Technology Co.，Ltd.，Hefei，Anhui 230088，China）

Objective To investigate the correlation of intrinsic viscosity and weightlessness in vivo and in vitro degradation of poly（L-lactic acid）（PLLA）implants.Methods Stannous octoate as a cataly，through polycondensation preparation of poly（L-lactic acid）（PLLA）resin，was refined to obtain a pharmaceutic excipient，which was pressed into the blank implants by a particular device.We studied its characteristics of degradation in rabbits in vivo，and compared with its degradation in phosphate buffer in vitro.Results Intrinsic viscosity of poly（L-lactic acid）was exponentially related to the degradation time（wk），while that weightlessness showed a linear correlation of the degradation time（wk）.Conclusions The intrinsic viscosity numbers of poly（L-lactic acid）in vivo are similar to that in vitro.The weight of poly（L-lactic acid）reduces faster in vitro than that in vivo.

poly（L-lactic acid）；polycondensation；in vivo and in vitro degradation；intrinsic viscosity；weightlessness

10.3969／j.issn.1009-6469.2014.05.005

2013-08-20，

2013-12-20）

國家自然科學(xué)基金（No C03031702）；科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金（No 12C26213403306）