李國(guó)付,賈曉偉,李鵬達(dá),劉俊英
(石家莊億生堂醫(yī)用品有限公司,河北 石家莊 050200)
殼聚糖又叫幾丁聚糖、脫乙酰甲殼素, 化學(xué)名稱為聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。殼聚糖被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥制造領(lǐng)域。殼聚糖經(jīng)羧甲基化后可制成羧甲基殼聚糖。羧甲基殼聚糖可溶于水。本研究以羧甲基殼聚糖為主要材料,采用反相乳化交聯(lián)技術(shù)、冷凍干燥技術(shù)等制備羧甲基殼聚糖微球,并總結(jié)和分析羧甲基殼聚糖微球的制備工藝?,F(xiàn)將研究方法和結(jié)果報(bào)告如下。
羧甲基殼聚糖(購(gòu)于濟(jì)南海得貝海洋生物工程有限公司)、異丙醇(藥用級(jí),購(gòu)于江西阿爾法高科藥業(yè)有限公司)、戊二醛(分析純,濃度為50%,購(gòu)于天津科密歐化學(xué)試劑有限公司)、Span80(分析純,購(gòu)于天津科密歐化學(xué)試劑有限公司)。
EX玻璃反應(yīng)釜(型號(hào)為100 L,由上海一凱儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn))、冷凍干燥機(jī)(型號(hào)為L(zhǎng)YO-O.7,由上海東富龍科技股份有限公司生產(chǎn))。
將液體石蠟與航空煤油攪拌均勻,制成油相。將羧甲基殼聚糖溶于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的碳酸鈉水溶液中,制成水相。使油相在油相管路中以一定的流速流動(dòng),將水相以緩慢的速度從水相管路中垂直注入油相管路中。通過(guò)油相流體的剪切力將殼聚糖水相分離成大小均勻的液滴。在室溫下于滴液中加入span80,并攪拌均勻,制成穩(wěn)定的乳化溶液。在上述溶液中加入適量的戊二醛,進(jìn)行固化交聯(lián)反應(yīng)。待反應(yīng)完全后,用異丙醇進(jìn)行洗滌。用濃度由低到高(濃度分別為30%、60%、90%和100%)的乙醇溶液對(duì)上述溶液進(jìn)行梯度脫水,并分級(jí)過(guò)篩,然后在低溫或冷凍的環(huán)境下進(jìn)行干燥,即制得羧甲基殼聚糖微球。將羧甲基殼聚糖微球置于生理鹽水中保存,羧甲基殼聚糖微球與生理鹽水的比例為1 g:10 ml。分別采用不同濃度的羧甲基殼聚糖、不同劑量的span80、不同的油水比、不同比例的戊二醛/羧甲基殼聚糖、不同的交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間、不同的轉(zhuǎn)速和不同的溫度制備羧甲基殼聚糖微球,然后觀察和比較在不同條件下制備羧甲基殼聚糖微球的質(zhì)量。
在制備羧甲基殼聚糖微球時(shí),若羧甲基殼聚糖的濃度低于1%,則不易形成微球;若羧甲基殼聚糖的濃度為5%,則液體的粘度較大,難以攪拌,不能制成微球。當(dāng)羧甲基殼聚糖的濃度為2%時(shí),微球的平均粒徑和主粒徑的占比均較好,且產(chǎn)量較多。故在制備羧甲基殼聚糖微球時(shí),采用濃度為2%的羧甲基殼聚糖較為適宜。詳見(jiàn)表1。
表1 用不同濃度的羧甲基殼聚糖制備微球的質(zhì)量及產(chǎn)量
在制備羧甲基殼聚糖微球時(shí),隨著span80用量的增加,微球的粒徑呈逐漸減小的趨勢(shì)。span80的用量過(guò)?。?.5%),會(huì)影響微球表面的完整性。span80的用量過(guò)大(為1.4%),會(huì)導(dǎo)致微球的粒徑明顯減小。在制備羧甲基殼聚糖微球時(shí),span80的用量在0.8%~1.2%之間較為適宜。詳見(jiàn)表2。
表2 用不同劑量的span80制備羧甲基殼聚糖微球的質(zhì)量
在制備羧甲基殼聚糖微球時(shí),若油水比太小(為1:1),則難以形成穩(wěn)定的乳液,得不到完整的微球。隨著油水比的增大,微球的粒徑逐漸增加。在制備羧甲基殼聚糖微球時(shí),油水比為3:1較為適宜。詳見(jiàn)表3。
表3 用不同的油水比制備羧甲基殼聚糖微球的質(zhì)量
在制備羧甲基殼聚糖微球時(shí),隨著戊二醛用量的增加,微球的粒徑逐漸減小,微球的顏色逐漸變淺。在制備羧甲基殼聚糖微球時(shí),戊二醛/羧甲基殼聚糖的比例為1:1較為適宜。詳見(jiàn)表4。
表4 用不同比例的戊二醛/羧甲基殼聚糖制備羧甲基殼聚糖微球的質(zhì)量
在制備羧甲基殼聚糖微球時(shí),隨著交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng),微球的硬度逐漸增加,吸水率逐漸減小。若交聯(lián)反應(yīng)的時(shí)間過(guò)短(為15 h),就會(huì)出現(xiàn)交聯(lián)反應(yīng)不完全的情況,使微球在吸水后呈半凝膠狀態(tài),得不到完整的微球。當(dāng)交聯(lián)反應(yīng)達(dá)到一定的時(shí)間后,微球的強(qiáng)度可逐漸增加。但交聯(lián)反應(yīng)的時(shí)間過(guò)長(zhǎng),易導(dǎo)致微球發(fā)生破乳,使微球之間發(fā)生粘連。故在制備羧甲基殼聚糖微球時(shí),交聯(lián)反應(yīng)的時(shí)間為20~24 h較為適宜。詳見(jiàn)表5。
表5 用不同的交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間制備羧甲基殼聚糖微球的質(zhì)量
在制備羧甲基殼聚糖微球時(shí),隨著轉(zhuǎn)速的增加,微球的粒徑有逐漸變小的趨勢(shì)。轉(zhuǎn)速的增加可增強(qiáng)乳液的穩(wěn)定性,使乳滴的分散更為均勻。但轉(zhuǎn)速過(guò)快會(huì)增加乳滴之間發(fā)生碰撞的幾率,易造成破乳,使微球之間發(fā)生粘連。當(dāng)轉(zhuǎn)速為小于160 r/min或大于260 r/min時(shí),微球發(fā)生破乳的幾率較高。故在制備羧甲基殼聚糖微球時(shí),轉(zhuǎn)速為180~240 r/min較為適宜。
分別在40℃、45℃、50℃、55℃和60℃的溫度下制備羧甲基殼聚糖微球。隨著溫度的升高,微球的粒徑可逐漸變小,交聯(lián)反應(yīng)的速度可逐漸加快。在制備羧甲基殼聚糖微球時(shí),溫度為50℃較為適宜。
羧甲基殼聚糖是一種可降解材料,是制備栓塞材料的最佳選擇。動(dòng)脈栓塞微球是一種靶向制劑。用動(dòng)脈栓塞微球?qū)颊哌M(jìn)行治療的原理是:對(duì)其動(dòng)脈進(jìn)行穿刺和插管,經(jīng)導(dǎo)管將微球輸送至其靶組織或靶器官處,阻斷靶區(qū)的血液供給,從而殺滅腫瘤細(xì)胞[1]。用動(dòng)脈栓塞微球進(jìn)行介入治療是臨床上治療某些中晚期癌癥(如中晚期肝癌)的首選方法[2]。
本研究的結(jié)果證實(shí),制備羧甲基殼聚糖微球的最佳反應(yīng)條件是濃度為2%的羧甲基殼聚糖、劑量為0.8%~1.2%的span80、3:1的油水比、1:1的戊二醛/羧甲基殼聚糖、20~24 h的交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間、180~240 r/min的轉(zhuǎn)速和50℃的溫度。