1、殼聚糖微球的制備及研究 報告-開題殼聚糖微球的制備及研究摘要 ：殼聚糖是性能優良的天然黏膜黏著劑，常用于多肽類藥物的黏膜給藥。殼聚糖微球除具有殼聚糖本身特點外，在性能上又有新的改善，利用殼聚糖制成的微球可以延長藥物在吸收位置的保留時間，達到控釋目的。實驗以戊二醛，多聚磷酸鈉為交聯劑制備微球，通過單因素法考察微球制備工藝。關鍵詞 ：微球，殼聚糖，戊二醛，多聚磷酸鈉研究背景微球微球是近年來發展的新劑型，它是以清蛋白、明膠、聚乳酸等材料制成的球狀載體給藥系統，微球中的藥物分散或包埋在材料中而形成球狀實體，微球直徑大小一般為0.3100mo不同粒徑范圍的微球針對性地作用于不同的靶組織。這類劑型的開發，

2、對于發展緩控釋和靶向給藥系統具有重要的意義。微球的特點藥物制備成微球后可達到下述目的：掩蓋藥物不良氣味及口味，如魚肝油、生物堿類等；提高藥物的穩定性，如易氧化的伊胡蘿卜素、對水氣敏感的阿司匹林等；使液態藥物固體化便于應用與儲存，如油類、香料、脂溶性維生素等；對緩釋或控釋藥物，可采用惰性基質、薄膜、可生物降解材料、親水性凝膠等制成微球或微囊，可使藥物控釋或緩釋；使藥物濃集于靶區，如治療指數低的藥物或細胞毒素藥物（抗癌藥）制成微球或微囊的靶向制劑，可將藥物濃集于肝或肺等靶區，提高療效，降低毒副作用；除藥物外，可將活細胞或生物活性物質包囊，如胰島、血紅蛋白等包囊，在體內生物活性高，而具有很好的生物相

3、容性和穩定性1。各種微球的制備研究清蛋白微球清蛋白微球制劑是人或動物血清清蛋白與藥物一起制成的一種球狀制劑。清蛋白是體內的生物降解物質，注入肌體后，在肌體的作用下逐漸降解后清除，性能穩定、無毒、無抗原性，因此清蛋白微球制劑是理想的控緩釋靶向制劑之一。其制備方法有：熱變性法；化學交聯法（即用化學交聯劑同清蛋白發生交聯反應使之變性）；聚合物分散法和界面縮聚法等。聚乳酸、聚乳酸乙醇酸微球聚乳酸 (PLA) 是一種無毒可生物降解的聚合物，具有很好的生物相容性。目前，大部分PLA和PLGA微球均采用乳化分散法和相分離凝聚法制備。其中相分離法適合于水 溶性藥物微球的制備，乳化分散法對水溶性、脂溶性藥物均適

4、宜。明膠微球以明膠作載體材料，無不良反應，無免疫原性，具有生物可降解性，是目前動脈栓塞的主要材料，應用廣泛。丁紅等2用乳化化學交聯法制備阿霉素明膠微球，對其粒徑及分布、體外釋放藥物進行了研究，并在此基礎上進行了動物栓塞效果的初步實驗。殼聚糖微球殼聚糖無毒，具有很好的生物相容性和生物可降解性。殼聚糖曾被提出制成微球，包封小分子抗炎藥物。殼聚糖微球的制備有乳化交聯、蒸發溶劑、噴霧干燥等方法。Nishioka Y 3等考察了抗癌藥順氯氨鉑-殼聚糖微球的釋放特性，結果表明藥物包藏量隨殼聚糖含量增大而顯著增加，殼聚糖的摻入對微球初始破裂有抑制作用，藥物釋放速度明顯減少。聚羥基丁酸酯微球聚羥基丁酸酯(PH

5、B)為微生物合成的新型可降解材料，生物相容性好，具有中長期 降解周期。其化學結構式為：卜CH(CH) 3-CH2-CO-O-,它比PLA、PLGA降解周期長, 生物相容性更好，較適合作為中長期控釋藥物的載體。與目前已有的其他可生物降解材料相比，有易純化、無殘留催化劑等優點。實驗研究結果與同劑量的原藥組相比，延長 抗生育效果更顯著，不良反應小，安全性高。磁性微球目前， 磁性微球作為一種新型的生物分離技術和靶向藥物的載體，受到人們的廣泛關注和研究。磁性微球根據其組成材料的不同可分為磁性高分子微球、磁性生物大分子微球和磁性無機物微球。磁性微球給藥載體的特點是減少用藥劑量，增強藥物對靶組織的特異性，提

6、高療效，減少不良反應。生物黏附微球生物黏附微球是指藥物與黏附材料分散在載體中。這類微球在到達黏膜表面時，其中的黏附材料可與生物黏膜產生黏附作用，從而在黏膜表面滯留較長時間，并持續釋放藥物。其制備方法有噴霧干燥法、溶媒干燥法4等。殼聚糖微球的應用緩控釋給藥殼聚糖是一種弱堿，在中性和堿性條件下不溶。在酸性介質中，其氨基在溶液中被質子化，成為帶正電的多聚糖，故通常使用pH 值13的醋酸緩沖液作為殼聚糖溶液的溶劑。 殼聚糖分子內具有活性基團氨基，可與含雙官能團的醛類或酸酐類藥物發生化學交聯，使藥物大量分布于交聯結構內，緩慢釋放，包封在殼聚糖微球內的藥物具有明顯的緩釋、控釋或延時釋藥5的特征。靶向給藥殼

7、聚糖本身具有一定的黏膜黏附性，通過控制殼聚糖微球的大小、形狀，選擇適當的給藥方法，能夠提高殼聚糖微球的靶向效果。生物大分子給藥隨著生物技術的發展，疫苗、 蛋白質這類藥物具有活性高、療效穩定、毒副作用小、用量少等突出優點，但是疫苗、蛋白質類藥物還具有分子質量大，在體內外的穩定性差，容易受體內酶、微生物、體液所降解，生物膜通透性差，半衰期短等缺點，使得疫苗、蛋白質類藥物的臨床應用大受限制。而將疫苗、蛋白質類藥物制成微球系統給藥，不僅能夠有效防止藥物在體內的很快降解，還能將藥物緩慢釋放并靶向送達體內的作用部位，從而達到長效緩釋靶向目的。黏膜黏附給藥殼聚糖具有較好的黏膜黏附性，在酸性環境下黏附力最強，

8、且具有一定的促滲作用。殼聚糖的黏附機制主要是與黏液中的糖蛋白產生非共價鍵，如氫鍵、范德華力、離子間的相互作用等。降低藥物的毒副作用，提高療效載有藥物的殼聚糖微球隨血液循環到達靶區周圍釋放藥物，使靶區周圍很快達到有效的治療藥物濃度，而在機體其他部位藥物的分布量較小，從而減少了對機體正常組織的毒副作用。同時由于載體殼聚糖自身具有一定的生理活性，與藥物可產生協同作用增強療效。提高疏水性藥物對細胞膜的通透性殼聚糖微球溶脹引起的擴散釋藥過程可以增加藥物在吸收部位的濃度梯度，對藥物的吸收具有協同促進作用。同時殼聚糖分子可以改變膜轉運機制，打開細胞通道，有利于提高藥物在細胞間瞬間滲透的能力，促進藥物在細胞內

9、發揮藥效。殼聚糖微球可以改變膜轉運機制，增加藥物對生物膜的通透性，有利于藥物在細胞內發揮藥效。提高藥物的穩定性抗生素口服給藥時存在作用部位濃度低、滯留時間短，在酸性胃液中不穩定等問題。殼聚糖微球作為抗生素藥物的載體，能提高藥物穩定性，保持藥物活性。另外，隨著生物技術的發展、基因重組肽和蛋白質藥物不斷涌現，且越來越多地應用于臨床。與化學合成藥物相比，肽類藥物向具有毒副作用輕，吸收快的特點，但由于此類藥物在胃腸道 內極易被酶降解，因而臨床上一般采用注射方式給藥；因其普通注射劑半減期較短，為 維持體內有效治療濃度，需要長期頻繁注射給藥，如采用皮下或肌肉注射，生物利用度 也不高；此外，多數肽類藥物不易

10、透過生物膜屏障，從而使療效受到影響。若考慮將這 類藥物用殼聚糖包覆后可明顯提高藥物的穩定性。基因治療殼聚糖是一種并不多見的無生物毒性的堿性多糖，具有良好的組織相溶性，易于生 產和儲存，成為一種高效載體應用于基因治療領域。1995年，Mumper等人首次進行 了殼聚糖DNA復合物的制備。這種復合物是殼聚糖以溶液的形式與DNA自聚集形成沉 淀，從而制備得到大小為150500nm的微球，使它在基因治療領域作為載體成為可能。 殼聚糖作為一種具有廣泛應用的基因治療載體，對其應用目前僅限于實驗室研究，有待 進一步系統深化。2文獻綜述殼聚糖甲殼素(chitin)是廣泛存在蝦、蟹和昆蟲甲殼中的物質，也存在于低

11、等植物中，如： 菌、藻類的細胞壁中，自然界每年生物合成的甲殼素有數十億噸之多，在自然界的含量 僅次于纖維素，殼聚糖(CS)是甲殼素的脫乙酰產物。由于殼聚糖分子內存在大量的游離 胺基，使其溶解性能提高，反應活性增強，從而應用范圍也大大拓寬，所以殼聚糖在化 工、輕工、醫藥、食品及環境保護等領域中的開發應用研究十分活躍陽。殼聚糖的性質殼聚糖，學名為(1,4)2氨基2.脫氧葡聚糖，是自然界存在的唯一堿性多糖， 通常甲殼素的脫乙酰度超過55%時就叫殼聚糖，而作為工業品的殼聚糖，N脫乙酰度在 70%以上，不溶于水和有機溶劑，可溶于pH6.5的稀酸。在稀酸中，其葡萄糖氨基轉化 為RNM+ ,形成聚陽離子凝膠

12、溶液網。具有良好的生物相容性和生物可降解性，不僅 無毒無味，而且有抗菌消炎、促進傷口愈合、抗酸、抗潰瘍、降脂、降低膽固醇及直接 抑制腫瘤細胞的作用。殼聚糖在化工、生物領域的應用研究甲殼素及其衍生物的應用很廣泛，可以用作紡織品的防縮、防皺整理劑，涂料印花 固著劑以及防雨布上漿劑。利用殼聚糖制成的高效絮凝劑能夠有效地改善水質，對工業 廢水的金屬離子有著良好的吸附性能，并可以從海水中吸附鈾，在造紙工業上可以制成 紙張整理劑，提高紙張的抗拉、抗撕強度以及電絕緣性能等。在醫療方面也有著廣泛的 應用，利用殼聚糖制成具有良好的生物相容性的吸水薄膜，制成合成皮膚則可用于醫治 燒傷，利用殼聚糖制成的隱形眼鏡片無

13、須用機器打磨，大大降低隱形眼鏡的成本。在農 業中充分利用甲殼質，則可增加產量。在種籽表面涂上一層殼聚糖，就能減少真菌的侵 襲，加強植物的抗病能力，也可防蟲害。試驗證明，在小麥和豌豆的種籽上涂一層甲殼 質，就能使產量增加一成或三成。同時也可以用作食品及飼料添加劑及高級食品的軟包 裝材料，例如，將殼聚糖用超聲波降解為低殼聚糖，此糖具有抗腫瘤的生理功能，是雙 歧乳桿菌的生長因子，而且它還具有促進四環素、錨素等抗菌素吸收進入血液中的效用， 對人體有益無害。因而可代替常用的防腐劑苯甲酸鈉和苯甲酸（這兩種物質對肝功能衰 弱的人是有害的）。又因為殼聚糖來源豐富，具有機械性能良好，化學性質較穩定、無 毒、無抗

14、原性等特點，一般可用作固定化酶載體L在化妝品工業上也有著廣泛的應用, 將殼聚糖經歿甲基化得到的竣甲殼聚糖，它與透明質酸（在醫學、化妝品工業中得到廣 泛應用）具有十分相似的分子結構，日后有望替代透明質酸。殼聚糖在醫藥方面的研究殼聚糖有殺菌、抑菌、消炎和促進傷口愈合的功能，還可降低膽固醇，增強免疫力, 排除體內毒素，且有親和性，不與體液起反應，也無抗原反應。早在1979年，學術界就 將其抗菌機理推測分為兩類，一類是以細菌帶負電荷的細胞膜為作用靶的機理；另一類 是以細菌分子中DNA為作用靶的抗菌機理。由于殼聚糖本身特有的性質，能與許多物 質化合，制成特殊的藥物，以殼聚糖為包裹材料包埋自制的磁流體，并

15、偶聯色素配基得 到一種新型親和磁性毫微粒，這種微粒在細胞分離、固定化酶、免疫診斷及腫瘤靶向治 療等許多方面均有應用。將殼聚糖和絲心蛋白共混可交聯成半互穿聚合物網絡結構，具 有智能水凝膠的性能，用此聚合物制成包藥微球，形成緩釋劑，減少服藥次數和藥物的 不良反應。多聚磷酸鈉多聚磷酸鈉（TPP）,分子式為Na5P3Om是一種白色結晶或結晶性粉末，有吸濕性, 溶于水。在酸性溶液中煮沸，水解成正磷酸鹽。有刺激性，對堿金屬與重金屬鹽有絡合 能力，能軟化硬水，可調節緩沖皂化值的pH值。具有離子交換性能，使懸浮液變成溶 液，一般作為分離分散和抗絮凝劑，分離堿土和重金屬離子。主要用作合成洗滌劑的助 劑、鉆井泥漿

16、分散劑、造紙用油點防止劑和陶土分散劑。戊二醛戊二酷（GTA）由于分子式兩端各有一個醉基,是一種優良的雙官能團交聯劑。它與 蛋白質交聯的特點是交聯性能好，結合量多，結合牢固性較大，且能夠保持蛋白質的原 有構型。戊二醛主要應用于生物醫學工程、免疫化學、皮革化學、食品微生物工業、石殼聚糖微球的制備及研究(開題報告) 油開采、環境保護等諸多工業。兩步固化法離子交聯法是目前在載藥殼聚糖微粒的研究中使用最多的制備方法。它是利用無不 良反應的三聚磷酸鈉(TPP)對殼聚糖進行離子誘導凝膠化形成微球。在室溫攪拌下，將 pH值7兇的TPP溶液滴加至IJpH值46殼聚糖乙酸溶液中，通過帶負電的磷酸根離子與殼 聚糖分

17、子鏈上帶正電的質子化氨基發生分子內和分子間交聯凝膠化，便可迅速生成微 球。Xu等將不同相對分子質量和脫乙酰度的殼聚糖制成不同濃度的乙酸溶液，再與不 同濃度TPP反應。在包裹牛血清白蛋白(BSA)的實驗中發現，當TPP質量濃度為1 gL 時，降低殼聚糖溶液質量濃度至0.5gL“，會出現大粒徑的聚集體；增大殼聚糖質量濃 度至4gU, BSA包封率降低。另外，殼聚糖相對分子質量和脫乙酰度的增加都能提高 BSA的包封率，同時也都會降低BSA的體外釋放速率。化學交聯法利用殼聚糖分子鏈上的氨基或羥基與一些化學交聯劑反應的特性，可在 一定條件下制備出藥物微球。有實驗表明，微球粒徑隨交聯度增加而數倍地增長，另

18、外 透射電鏡顯示高交聯度粒子容易發生聚集現象。需要指出的是，化學交聯往往會對細胞的存活率和大分子藥物的完整性產生不利影 響，且交聯劑毒性較大，因而用該法制得的殼聚糖藥物載體在應用上有一定局限性。3技術路線TPP-GTA為交聯劑制備CS微球取一定量的CS溶于2mlHAc溶液中，作為水相。將液體石蠟20ml和1.0%的吐溫 80加至水相中，室溫2000rmp攪拌乳化30 111加制成0/0型乳劑，在磁力攪拌的作用 下加入0.3ml一定濃度的GTA固化，固化一定時間后，加入定量的石油酸離心lOmin, 傾去油相，用去離子水洗滌數次，冷凍干燥，制得載藥微球。CS微球表面形貌觀察采用透射電鏡觀察形態下觀

19、察微球形態。CS微球體外釋放性能的研究精密稱取CS微球約10mg置透析袋中，加磷酸鹽緩沖液(PBS, pH 7.4) 2ml,然后用 透析夾夾緊，靜置于 100ml PBS中。分別于lOmin, 20min, 30min, lh, 2h, 3h, 5h, 8h, 16h, 24h, 48h從外部溶液中取樣3mL同時補充磷酸鹽緩沖液3mL所取樣液測定其266 nm處紫外光密度值，由標準曲線方程計算藥物累計釋放率。進度安排9月 22日9月 28日在導師指導下，準備資料、儀器設備，并確定課題。9月 28日10月 22日撰寫開題報告、翻譯文獻。制備微球顆粒；考察體外釋放性能；觀察微球成球性。10月 22日10月 30日撰寫論文。參考文獻1陳智 , 田景振 . 藥用微球應用概況J . 齊魯藥事, 2009,28(3): 164-167.丁紅 , 刑桂琴 , 謝茵 . 阿霉素明膠微球的制備與特性研究J . 中國醫院藥學雜志, 2000，20(7): 387-389.3Nishioka Y , Kyotani S , Okamura M , et al. Release characterist ics of cisplation chitosan microspheres and effect of containing chitin J. Chem