黄体酮微球的制备及体外释药研究

黄体酮微球的制备及体外释药研究

可生物降解聚合物可以通过在生物体内脱水或酶分解后产生，并从外部吸收和释放小分子物质，具有良好的生物相似性。该类聚合物作为药物载体,近年来引人注目,其中以对聚乳酸、乳酸-乙醇酸共聚物为载体释药系统的研究最受关注。目前主要用于制备注射给药的微球、微囊、各类长期给药埋植剂型及抗癌药物的栓塞剂。聚α-氨基酸是另一类人工合成可生物降解材料,与蛋白质有相似的结构特性,有良好的生物相容性和降解性,在人工皮肤、手术缝线和缓释药物等方面得到应用。不同组成的聚α-氨基酸共聚物降解性不同,因此可调节聚合物配比来控制其降解性能,应用于药剂载体中有望形成可调节的缓释控释系统。聚L-谷氨酸酯类化合物是近年来被用于蛋白质模拟构象、药物载体和液晶大分子研究的一类聚α-氨基酸,本文合成了不同配比的聚谷氨酸苄酯-谷氨酸甲酯共聚物(PBMG)体系,制备了该体系的黄体酮微球,探讨了黄体酮微球的体外释放特性。1材料和方法1.1仪器、试药和仪器200U型双光束分光光度计(日本日立),GB光学显微镜(日本奥林巴斯),752C紫外分光光度计(上海第三分析仪器厂),XTL-Ⅱ型照相显微镜(北京电子光学设备厂),DDF-40型电动搅拌器(杭州仪表电机厂),78-3型恒温箱(天津东泥沽铁厂)。1.2聚合物的合成谷氨酸苄酯-谷氨酸甲酯共聚物的合成L-谷氨酸分别经γ位甲酯化和苄酯化,在光气的作用下生成N-羧酸酐谷氨酸甲酯和苄酯(NCA),以三乙胺为引发剂,不同配比的NCA投料,经阴离子聚合反应制备PBMG共聚物。共聚物的组成见表1。使用乌氏粘度计测定样品特性粘度,二氯乙酸为溶剂,测定温度为25±0.1℃,T0>100s。黄体酮为常州市医药原料厂(批号981110)。1.3方法1.3.1分散介质法将黄体酮与PBMG以一定重量比溶于二氯甲烷中,在高速搅拌下,将分散介质明胶水溶液加入二氯甲烷溶液中,乳化一定时间形成O/W型乳浊液,然后减速以400r/min继续搅拌,挥去残留的二氯甲烷,微球固化,洗涤,放置,干燥,过筛得白色微球。1.3.2通过微球的球径测量和表面形状的观察用带有测微尺的光学显微镜测定微球球径,随机测定200个粒子直径,用公式计算平均容积径。照相显微镜观察微球形态。1.3.3紫外吸收度测定精密称取含药微球10mg,加入无水乙醇50ml,37℃密闭振荡数天,取续滤液1ml定容10ml于241nm处测定吸光度(PBMG对测定不干扰),测其紫外吸收度A,按标准曲线方程c(μg/ml)=30.67A+0.1486(r=0.9995,n=6)计算微球中药物含量,并计算包封率。1.3.4释放介质密度不同配比共聚物微球体外释药,分别精密称取PBMG30、PBMG45和PBMG73微球各100mg,置于自行设计的振荡器中,50ml生理盐水为释放介质,释药过程在37±1℃恒温,振荡频率(90±4)次/min,定时更换释放介质。样品液于241nm测定吸光度A,按标准曲线方程计算释药量,同一样品取3次试验平均值。不同释放介质的微球体外释药,同种性质微球在释放介质分别为0%,5%、10%和15%乙醇生理盐水中释药,其它操作同前,测定吸光度A,分别按标准曲线方程计算释药量。2结果与讨论2.1微球固化前后形态考察了分散剂明胶浓度,药物聚合物配比,乳化速率,乳化时间,油、水两相比例等诸因素对制备工艺的影响,其中对微球球径影响较显著的是油、水两相比例,搅拌速度和乳化时间。油、水两相比例对微球球径的影响:当二氯甲烷/水分别为(1/10,1/5,1/4)递增时,微球平均粒径(307μm,224μm,183μm)呈递减趋势。乳化速率对微球球径的影响:乳化速率(分别为500,800,1200r/min)递增时,微球平均粒径(523μm,316μm,197μm)呈递减趋势。乳化时间对微球球径的影响:乳化时间(分别为2,5,10min)递增时,微球平均粒径(472μm,266μm,195μm)呈递减趋势。微球的形成:微球固化前为半透明状乳滴,随着溶剂的挥发,透明度逐渐降低,最后形成白色光滑球状实体。若溶剂挥发速度过快则微球表面有较多药物结晶析出,表皮皱缩,光滑度降低,影响制剂的流动性。图1a,b所示为微球固化前后的形态。表2列出了3批微球的载药量和包封率数据,分散剂浓度均为0.6%明胶水溶液。当理论载药量小于等于20%时,微球成球性良好;当理论载药量大于40%时,微球形状易不规则,表面多孔,有药物结晶析出,质疏松。微球的包封率随药物与聚合物比例的增加而降低,但微球中药物含量仍随投药量的增加而增加。影响微球粒径的因素前面已讨论过,图2显示了不同载药量的微球粒径分布。三个样品粒径分布皆近似正态分布,随理论载药量的增加(10.2%、20.1%、40.3%),微球粒径(179μm、204μm、284μm)有增大趋势。2.2药物释放的速率随时间的变化图1c,d显示了释药前及释药60d后的微球。释药后微球表面粗糙多孔隙,质疏松,但仍保持基本球体。本实验所用聚合物单体为谷氨酸甲酯和谷氨酸苄酯,均为疏水性侧链,比相应的含亲水性侧链如羧基或羟基的聚氨基酸降解速度慢。适合于长效的缓释制剂,有利于需长期缓慢释放的药物。图3为PBMG73微球的dM/dt-t的实测曲线和以Higuchi方程拟合的曲线对比。除在释药初期实测值小于拟合值;后期实测值略大于拟合值外,两条曲线基本吻合。因此本研究的药物微球体外释药规律可用Higuchi方程解释。在释药初期(5d内)4个样品皆有明显的突释现象,10d后能以较恒速缓慢释放黄体酮(45±5μg/d),并随时间延长而释药缓慢减少。突释效应是由于微球表面吸附或不完全包埋的药物迅速释放的结果。有学者提出将微球表面吸附药物进行洗脱或将微球进行包膜来克服突释效应。稳态后药物通过聚合物的分子网络和孔道以扩散释放,随时间增长药物扩散的阻力增大,路径延长,使药物释药速率缓慢减少。不同共聚物组分的黄体酮微球的体外释药数据如表3。微球的体外释药规律用Higuchi方程描述:dM/dt=S/2×(2DCsCo)1/2t-1/2,式中dM/dt为释药速率,t为释药时间,S为基质的表面积,D为扩散系数,Cs为药物在释放介质中的溶解度,Co为药物在基质中的浓度。Cs在37℃生理盐水中实测值为12.21ug/mL,Co为实测载药量,S由微球的比重和质量求出。由Higuchi可求得扩散系数D值。D值和药物溶解度及基质性质有关。这里药物相同,因此D值由聚合物性质决定。求得不同配比聚合物D值大小依次为:PBMG73、PBMG45、PBMG30。此结果我们解释为谷氨酸苄酯分子含有苯环结构,其相应的聚合物分子网络间距大于聚谷氨酸甲酯的分子网络间距,而有利于药物分子的扩散。Higuchi方程将黄体酮微球在不同释放介质中的药物积累释放量Q与t按Higuchi数学模型进行回归,结果如表4,随释放介质中乙醇含量增加,Q-t1/2回归直线的斜率增大,微球中药物的释放率增大,是由于黄体酮在释放介质中,随乙醇含量的增加而溶解度增大的缘故。微球中药物在生理盐水中的t1/2为78d,当介质中乙醇含量增加到15%时,t1/2缩短为11d,因此可调节释放介