聚乳酸羟基乙酸/纳米羟基磷灰石-5-氟尿嘧啶复合微球的制备及体外释放

背景:由聚乳酸羟基乙酸/纳米羟基磷灰石复合材料制备的微球,在体外磷酸盐缓冲液中能够持续释放药物.目的:制备聚乳酸羟基乙酸/纳米羟基磷灰石-5-氟尿嘧啶复合微球,探讨纳米羟基磷灰石对复合微球的载药量、包封率和体外释放等性质的影响.设计、时间及地点:材料学体外观察,于2009-02/2009-07在华南理工大学材料学院实验室完成.材料:聚乳酸羟基乙酸为济南岱罡生物有限公司产品,纳米羟基磷灰石由华南理工大学特种功能材料教育部重点实验室自制,5-氟尿嘧啶为上海楷洋生物技术有限公司产品.方法:以水溶性抗癌药物5-氟尿嘧啶作为模型药物,先用纳米羟基磷灰石吸附药物,外包裹生物相容性好且可生物降解的聚乳酸羟基乙酸,采用单乳化溶剂挥发法(S/O/W)制备聚乳酸羟基乙酸,纳米羟基磷灰石-5-氟尿嘧啶复合微球.对载药前后的纳米羟基磷灰石进行透射电子显微镜、扫描电子显微镜观察和FTIR分析.采用扫描电镜、激光粒度仪和紫外分光光度计对微球的理化性质及体外释药性质进行分析.主要观察指标:纳米羟基磷灰石与5-氟尿嘧啶分子之间的相互作用,微球载药量和包封率,药物体外释放.结果:FTIR结果表明,纳米羟基磷灰石对5-氟尿嘧啶有较强的吸附作用.聚乳酸羟基乙酸/纳米羟基磷灰石-5-氟尿嘧啶复合微球的载药量和包封率分别为3.83%,86.78%,明显高于单纯的聚乳酸羟基乙酸-5-氟尿嘧啶微球.经过体外释放药物突释后,复合微球比单纯聚乳酸羟基乙酸微球的药物释放慢.在第27天,复合微球和单纯的聚乳酸羟基乙酸微球累积药物释率放分别为84.87%,99.87%.结论:与单纯的聚乳酸羟基乙酸-5-氟尿嘧啶微球相比,由于纳米羟基磷灰石对5-氟尿嘧啶存在较强的吸附作用,使聚乳酸羟基乙酸/纳米羟基磷灰石-5-氟尿嘧啶复合微球的载药量和包封率得到了较大提高,具有更好的药物缓释效果.     

复合壳聚糖纳米微球聚乳酸-羟基乙酸/纳米羟基磷灰石缓释载体系统对蛋白的缓释作用

背景：聚乳酸-羟基乙酸支架材料具有良好的生物相容性、无毒、可以良好的塑性,并具有一定的强度和韧性。但其降解产物为酸性,会影响局部pH值变化,不利组织生长。目的：制备能够良好缓释蛋白类药物的复合支架。方法：以牛血清蛋白为模型药物,以离子凝胶法制备壳聚糖微球。将微球与纳米羟基磷灰石和聚乳酸-羟基乙酸按一定比例混合,以冰粒子为致孔剂,采用粒子沥虑-冷冻干燥复合工艺制备CMs/nHA/PLGA复合缓释支架。利用扫描电镜、透射电镜、压泵仪和力学性能测试仪检测复合支架的形态和性能,并考察其在体外对蛋白类药物释放的规律。结果与结论：制备的壳聚糖纳米微球形态良好,呈规则球形或类球形,粒径分布在220～770nm,以380～650nm为多。微球对药物的载药量为39.2%,包封率为68.3%,两者均与牛血清蛋白的初始量相关,载药量随牛血清蛋白初始量的增加而增加,包封率则反之。复合支架呈白色多孔状,孔径为125～355mm,孔与孔之间联通良好,孔隙率达83.4%,压缩强度为1.4~2.1MPa,10周降解率为28.6%。PLGA/nHA支架对牛血清蛋白的2d累积释放量为85%,而壳聚糖和CMs/nHA/PLGA复合支架对牛血清蛋白的9d累积释放量分别是为48.9%和35.7%。提示制作的壳聚糖纳米微球和CMs/nHA/PLGA支架材料对牛血清蛋白有良好的缓释作用,复合支架材料形态好,强度和降解速率合适。     

复合壳聚糖纳米微球聚乳酸-羟基乙酸/纳米羟基磷灰石缓释载体系统对蛋白的缓释作用

背景:聚乳酸-羟基乙酸支架材料具有良好的生物相容性、无毒、可以良好的塑性,并具有一定的强度和韧性。但其降解产物为酸性,会影响局部pH值变化,不利组织生长。目的:制备能够良好缓释蛋白类药物的复合支架。方法:以牛血清蛋白为模型药物,以离子凝胶法制备壳聚糖微球。将微球与纳米羟基磷灰石和聚乳酸-羟基乙酸按一定比例混合,以冰粒子为致孔剂,采用粒子沥虑-冷冻干燥复合工艺制备CMs/nHA/PLGA复合缓释支架。利用扫描电镜、透射电镜、压泵仪和力学性能测试仪检测复合支架的形态和性能,并考察其在体外对蛋白类药物释放的规律。结果与结论:制备的壳聚糖纳米微球形态良好,呈规则球形或类球形,粒径分布在220～770nm,以380～650nm为多。微球对药物的载药量为39.2%,包封率为68.3%,两者均与牛血清蛋白的初始量相关,载药量随牛血清蛋白初始量的增加而增加,包封率则反之。复合支架呈白色多孔状,孔径为125～355mm,孔与孔之间联通良好,孔隙率达83.4%,压缩强度为1.4~2.1MPa,10周降解率为28.6%。PLGA/nHA支架对牛血清蛋白的2d累积释放量为85%,而壳聚糖和CMs/nHA/PLGA复合支架对牛血清蛋白的9d累积释放量分别是为48.9%和35.7%。提示制作的壳聚糖纳米微球和CMs/nHA/PLGA支架材料对牛血清蛋白有良好的缓释作用,复合支架材料形态好,强度和降解速率合适。     

纳米羟基磷灰石／壳聚糖-明胶复合微球的制备及性能

背景:羟基磷灰石与高分子复合材料作为组织工程材料的报道很多,但多为粉体材料或块状材料,用于修复治疗时均存在一定的局限件.目的:制备纳米羟基磷灰石/壳聚糖-明胶复合缓释微球,观察其体外释药特性.设计、时间及地点:重复测域设计,于2008-01/10在北京工业大学材料科学与工程学院生物功能高分子实验室完成.材料:纳米羟基磷灰石、壳聚糖、明胶、庆大霉素.方法:利用微波辅助法,在pH=7的条件下,制备了针状羟基磷灰石.采用W/O型复乳化-交联技术制备纳米羟基磷灰石/壳聚糖-明胶载药复合微球.主要观察指标:①纳米羟基磷灰石/壳聚糖-明胶复合微球的表面形貌、粒径分布.②载药复合微球的载药量、包封率及药物累积释放率.结果:①纳米羟基磷灰石/壳聚糖-明胶载药复合微球形态均匀,其粒径主要集中在10-30μm,壳聚糖-明胶对羟基磷灰石形成了很好的包覆.②复合微球平均载药量32.97%,平均包封率49.20%,在3 d内对庆大霉素的释放达到88%左右.结论:所制各的纳米羟基磷灰石/壳聚糖-明胶载药复合微球形态均匀,粒径分布窄,再分散性好,3d内能维持有效的约物浓度.     

本期专题：聚乳酸-羟基乙酸药物缓释体系②（本刊中文部）

5 壳聚糖微球／纳米羟基磷灰石／聚乳酸-羟基乙酸复合支架制备及其蛋白缓释效果：与单纯纳米羟基磷灰石／聚乳酸-羟基乙酸支架、壳聚糖微球的比较     

聚乙二醇对利福平-聚乳酸-羟基乙酸聚合物缓释微球性能的影响

背景：聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球具有良好的生物相容性,是优良的药物缓释载体,但缓释微球的突释问题严重影响了其临床应用。
　　目的：观察聚乙二醇对利福平-聚乳酸-羟基乙酸聚合物缓释微球特征、载药率、包封率、体外释放规律及突释的影响。
　　方法：以高分子材料聚乳酸-羟基乙酸共聚物作为载体,采用复乳化-溶剂挥发法制备聚乙二醇-利福平-聚乳酸-羟基乙酸聚合物微球(实验组)和利福平-聚乳酸-羟基乙酸聚合物微球(对照组)。扫描电子显微镜观察两组聚合物缓释微球特征,高效液相色谱法检测两组微球在不同时段模拟体液中的利福平药物浓度及累计释放量,计算两组微球的载药量、包封率。
　　结果与结论：与对照组比较,实验组微球表面光滑、粒径减小、分散良好,包封率和载药量明显提高。实验组微球3 h内药物释放量最大,1 d左右药物释放趋于平稳稳定状态,1 d药物累计释放量小于20%;对照组微球3 h内药物释放量最大,约为实验组的1.5倍,1 d左右药物释放也趋于平稳状态。表明聚乙二醇可改善利福平-聚乳酸-羟基乙酸聚合物缓释微球的成球率,减小其粒径,增加其载药量和包封率,控制其突释现象。     

聚乳酸-羟基乙酸共聚物吗啡微球的制备及其镇痛作用

背景:药物微球因其对特定器官和组织的靶向性及微粒中药物释放的缓释性而成为一种新的给药系统.国内外学者对局麻药缓释给药系统进行了一系列研究,但麻醉性镇痛药的微球制剂末见报道.目的:制各以聚乳酸-羟基乙酸共聚物为载体的吗啡生物可降解缓释微球制剂,并检测其镇痛作用.方法:采用溶剂挥发法制备吗啡聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球,并计算其载药量及包封率.将雄性健康SD大鼠以数字表法随机分为3组:空白对照组(皮下注射生理盐水),阳性对照组(皮下注射盐酸吗啡注射剂)和吗啡微球组(皮下注射吗啡聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球),利用CO2激光为热刺激进行痛阈测定.结果与结论:制成的吗啡聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球为白色粉末,载药量为11.86%,药物包封产率为33%,微球可较明显延长吗啡作用时间至6 h以上.结果说明吗啡聚乳酸-羟基乙酸共聚物微球明显地延长了吗啡释放时间,缓释性好,但未达到预期的理想时间,仍然需要进行改进.     

利福平/聚乳酸-聚羟基乙酸缓释微球的制备及特性

背景:虽然国内外有很多制备利福平/聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物(poly lactic acid-glycolic acid copolymer,PLGA)微球的报道,但这些微球粒径多在10 μm左右,不适合与磷酸钙骨水泥复合制备成具有良好降解性的抗结核修复材料.目的:制备大粒径利福平/PLGA缓释微球,观察其理化特性和体外缓释特性.方法:以PLGA为载体,将利福平分散于PLGA的有机溶剂中,采用复乳溶剂挥发法制备利福平/ PLGA缓释微球.光镜和扫描电镜下观察微球的形态特征,测定微球平均直径和跨距,高效液相色谱法测定载药量和包封率,以溶出法和高效液相色谱法观察其体外释药特性,并拟合药物体外释放曲线建立曲线方程.结果与结论:利福平/PLGA微球电镜观察呈圆球形,分散性好,粘连少,粒径分布集中,平均粒径(80.0±9.4) μm.载药量、包封率分别为(33.18±1.36)%,(54.79±1.13)%.体外缓释试验显示突释期内微球释放度为(14.66±0.18)%,前3 d累计释放度(18.09±0.45)%,到42 d体外累积释放度达到(92.17±1.23)%.提示利福平/PLGA微球具有良好的缓释效果,是一种较为理想的抗结核药物的载体材料和释放系统;PLGA是良好的药物缓释载体,可以用来制备载药缓释微球.     

正交优化聚乳酸-羟基乙酸纳米粒的制备

背景:聚乳酸-羟基乙酸纳米粒或纳米微球用于制备生物降解型缓释或定向给药体系已经研究了近30年,是国内外研究的热点.该体系能够控制粒径大小、延缓药物降解、延长药物释放时间、靶向释放、降低药物毒性和刺激性等.目的:以紫杉醇为模型药物、聚乳酸-羟基乙酸为包裹材料,探索载药纳米粒的制备条件对粒径、包封率等的影响,确定最佳制备工艺条件.方法:采用乳化-溶剂挥发法制备聚乳酸-羟基乙酸纳米粒,以粒径、包封率和载药量等为观察指标,通过正交设计法优化纳米粒制备工艺条件.结果与结论:通过正交实验设计,优化了制备工艺条件,其最佳条件是超声乳化时间为15 min,乳化剂浓度为1%,油水相比为1:25,合成温度为25℃.在此条件下进行实验,制备出的载药纳米粒粒径为217.6 nm,载药量1.79%,包封率85%.该制备工艺简单、稳定,优化制备条件,可制备出包封率高、粒径适宜的紫杉醇-聚乳酸-羟基乙酸纳米粒.     

载多烯紫杉醇聚乳酸-羟基乙酸微球的制备、表征及其药物稳定性

背景:目前临床使用的多烯紫杉醇注射液多采用吐温80作为增溶剂,容易导致过敏反应,且全身化疗不良反应大.采用聚乳酸-羟基乙酸包载多烯紫杉醇制备的缓释微球进行肿瘤间质化疗可提高肿瘤局部药物浓度,减轻全身不良反应.目的:制备一种用于肿瘤间质化疗的载多烯紫杉醇聚乳酸-羟基乙酸缓释微球,并考察其理化性质、体外释放及药物稳定性.方法:采用溶剂挥发法制备不同投料比载药微球,扫描电镜观察微球的表面形态、粒径,高效液相色谱法检测包封率、载药率及体外药物释放情况.将制备的微球于5,15,25 kGy 60Co 3种剂量辐照灭菌,体外细菌培养观察灭菌效果.结果与结论:制备的载药微球呈圆球形,表面光滑,分散良好,平均粒径为23.1 um.聚乳酸-羟基乙酸与多烯紫杉醇的投料比为100 mg,5 mg时可获得最佳的包封率(96 3%)和载药率(4.82%);载药微球体外4周平稳释放药物达81.6%,无明显突释效应,包裹在微球内的多烯紫杉醇结构稳定性明显提高;3种剂量60Co辐照后均未见短小芽孢杆菌生长.说明采用溶剂挥发法可制备粒径及分布适宜、释放周期较理想、药物稳定性好的载多烯紫杉醇聚乳酸-羟基乙酸缓释微球.     

聚乳酸/壳聚糖纳米纤维/纳米羟基磷灰石支架与兔软骨细胞的相容性

背景：传统的支架材料存在疏水性强,材料表面缺乏细胞表面受体特异结合的生物活性分子,材料的酸性降解产物易引发无菌性炎性反应等不足。根据仿生原理及软骨真实结构和构成来选择和制备组织工程软骨支架能够获得理想效果。目的：制备聚乳酸/壳聚糖纳米纤维/纳米羟基磷灰石支架,评价其与兔膝关节软骨细胞的生物相容性,探讨其应用于关节软骨组织工程的可行性。方法：采用二次相分离技术制备聚乳酸/壳聚糖纳米纤维/纳米羟基磷灰石复合支架,将第3代新西兰兔软骨细胞接种至复合支架材料上复合培养,倒置相差显微镜下观察细胞生长情况。细胞-支架复合物在24孔板中培养5d以后,将其植入裸鼠皮下8周。结果与结论：聚乳酸/壳聚糖纳米纤维/纳米羟基磷灰石支架材料经化学合成后,具有合适的三维多孔结构,孔隙率为90%孔径300-450μm;植入裸鼠皮下8周后Ⅱ型胶原免疫组织化学染色和甲苯胺蓝染色显示细胞-支架复合物中的软骨细胞可以像天然软骨一样分泌黏多糖和Ⅱ型胶原。提示生物材料聚乳酸/壳聚糖纳米纤维/纳米羟基磷灰石对于兔软骨细胞有良好的生物相容性,可作为生物组织工程支架。     

Porous hydroxyapatite scaffold with three-dimensional localized drug delivery system using biodegradable microspheres

In this study, ionic immobilization of dexamethasone (DEX)-loaded poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) microspheres was performed on the hydroxyapatite (HAp) scaffold surfaces. It was hypothesized that in vivo bone regeneration could be enhanced with HAp scaffolds containing DEX-loaded PLGA microspheres compared to the use of HAp scaffolds alone. In vitro drug release from the encapsulated microspheres was measured prior to the implantation in the femur defects of beagle dogs. It was observed that porous, interconnected HAp scaffolds as well as DEX-loaded PLGA microspheres were successfully fabricated in this study. Additionally, PEI was successfully coated on PLGA microsphere surfaces, resulting in a net positive-charged surface. With such modification of the PLGA microsphere surfaces, DEX-loaded PLGA microspheres were immobilized on the negatively charged HAp scaffold surfaces. Release profile of DEX over a 4 week immersion study indicated an initial burst release followed by a sustained release. In vivo evaluation of the defects filled with DEX-loaded HAp scaffolds indicated enhanced volume and quality of new bone formation when compared to defects that were either unfilled or filled with HAp scaffolds alone. This innovative platform for bioactive molecule delivery more potently induced osteogenesis in vivo, which may be exploited in implantable bone graft substitutes for stem cell therapy or improved in vivo performance. It was thus concluded that various bioactive molecules for bone regeneration might be efficiently incorporated with calcium phosphate-based bioceramics using biodegradable polymeric microspheres.     

丝素蛋白/壳聚糖复合支架材料的细胞相容性

背景:大量研究表明丝素蛋白、壳聚糖为天然高分子材料,具有良好的细胞生物相容性.目的:探讨丝素蛋白/壳聚糖复合支架材料与诱导的兔骨髓间充质干细胞的生物相容性.方法:将兔骨髓间充质干细胞分离培养、诱导后,与丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料体外共培养,以材料的细胞毒性、细胞增殖活力、材料细胞黏附率及扫描电镜等检测评价材料的细胞相容性.结果与结论:经诱导后的骨髓间充质干细胞在支架材料上黏附、生长良好,保持正常的分裂增殖速度;随时间的增加,细胞黏附率增加,材料组较对照组黏附率强,差异有显著性意义(P<0.05).扫描电镜观察发现细胞接种48 h 后细胞生长良好,与支架黏附紧密,增殖分裂活跃.说明丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料具有良好的细胞相容性.     

The effect of gamma-irradiation on PLGA/PEG microspheres containing ovalbumin.

Poly(ethylene glycol) (PEG) and sodium chloride (NaCl) are excipients used in PLGA microsphere preparation to stabilize proteins and reduce their burst release. No information is till now available in the literature on the effect due to the use of such excipients on the biopharmaceutical performance of gamma-irradiated microparticulate systems. On this purpose, different batches of microspheres containing ovalbumin (OVA) were prepared by using a PLGA 50:50 (average Mr: 13000), different amounts of PEG (Mr: 400 or 4000) and/or sodium chloride. The non-irradiated and irradiated microspheres were characterized in terms of morphology (SEM, particle size distribution), OVA and PEG content and in vitro OVA release. Radiolysis mechanisms of OVA and OVA loaded microspheres were investigated by EPR analysis. Gamma irradiation affects either microsphere morphology or the release of OVA as a function of the amount of PEG, and the use of NaCl. Irradiation significantly reduces release rate of protein from the microspheres containing 15% and 30% of PEG and from controls (microspheres without additives), while no significative effect on protein release rate is highlighted on microspheres containing lower amounts of PEG. EPR investigation shows that increasing amounts of PEG up to 30% have a perturbation effect on OVA radiolysis path.     

Double walled POE/PLGA microspheres: encapsulation of water-soluble and water-insoluble proteins and their release properties.

The poly(orthoester) (POE)-poly(D,L-lactide-co-glycolide) (50:50) (PLGA) double-walled microspheres with 50% POE in weight were loaded with hydrophilic bovine serum albumin (BSA) and hydrophobic cyclosporin A (CyA). Most of the BSA and CyA was entrapped within the shell and core, respectively, because of the difference in their hydrophilicity. The morphologies and release mechanisms of proteins-loaded double-walled POE/PLGA microspheres were investigated. Scanning electron microscope studies revealed that the CyA-BSA-loaded double-walled POE/PLGA microspheres yielded a more porous surface and PLGA shell than those without BSA. The neat POE and PLGA yielded slow and incomplete CyA and BSA release. In contrast, nearly complete BSA and more than 95% CyA were released in a sustained manner from the double-walled POE/PLGA microspheres. Both the BSA- and CyA-BSA-loaded POE/PLGA microspheres yielded a sustained BSA release over 5 days. The CyA release pattern of the CyA-loaded double-walled POE/PLGA microspheres was biphasic, characterized by a slow release over 15 days followed by a sustained release over 27 days. However, the CyA-BSA-loaded double-walled POE/PLGA microspheres provided a more constant and faster CyA release due to their more porous shell. In the CyA-BSA-loaded double-walled POE/PLGA microspheres system, the PLGA layer acted as a carrier for BSA and mild reservoir for CyA. During the first 5 days, most BSA was released from the shell but only 14% CyA was left from the microspheres. Subsequently, more than 80% CyA were released in the next 25 days. The distinct structure of double-walled POE/PLGA microspheres would make an interesting device for controlled delivery of therapeutic agents.     

用于组织工程骨的磁性聚乳酸乙醇酸共聚物-骨形态发生蛋白2微球的合成及检测

背景:组织工程骨支架常因支架材料的孔隙率不佳和无法以合适的方式提供生物活性因子给种子细胞,导致支架对细胞的黏附及诱导性不强,成骨效率低下.目的:合成一种新型的可用于组织工程骨的磁性聚乳酸乙醇酸共聚物-骨形态发生蛋白2缓释微球并对其各项性能进行检测分析.方法:复乳法合成磁性聚乳酸乙醇酸共聚物-骨形态发生蛋白2微球.结果与结论:扫描电镜下可见微球呈正圆形,粒径10~100 μm;激光共聚焦显微镜下可见重组人骨形态发生蛋白2在微球上分布均匀;振动样品磁强计检测结果显示微球具有超顺磁性;微球载药量为(1.00±0.18) μg/g;微球对其具有缓释效果;经45 ℃处理微球后测得微球载药量为(0.98±0.20) μg/g.说明合成的磁性聚乳酸乙醇酸共聚物-骨形态发生蛋白2缓释微球具有一系列良好的特性,为新型磁性组织工程骨支架的研制奠定了基础.     

胶原/生物活性玻璃/壳聚糖增强型复合支架

背景：生物活性玻璃/胶原复合材料具有优良的成骨活性和的生物学性能,然而其在人体环境中易降解而导致支架溃散、力学性能下降。 目的：构建具有良好力学性能、抗降解性能和骨修复特性的胶原/生物活性玻璃/壳聚糖增强型复合支架。 方法：以壳聚糖作为分散剂,将生物活性玻璃粉体预先在壳聚糖溶液中均匀分散,然后与胶原溶液混合,结合冷冻干燥法制备多孔胶原/生物活性玻璃/壳聚糖增强型复合骨修复支架。采用傅里叶变换红外光谱仪、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、动态生物力学试验机等对复合支架的结构和性能进行表征。 结果与结论：由于壳聚糖和生物活性玻璃粉体在微酸性环境下的电荷吸引,使在壳聚糖中预分散的生物活性玻璃颗粒在复合支架中分散更均匀;壳聚糖的引入大量增加了机体中的羟基和氨基,使分子间的相互作用增强,显著提高了材料的抗压模量和强度;壳聚糖和胶原在分子尺度的混合,使胶原分子被壳聚糖包裹,降低了胶原酶对胶原分子的酶切能力,显著提高了复合支架的抗胶原酶解性;壳聚糖分子使生物活性玻璃颗粒更均匀的包裹在大分子基相中,减少了生物活性玻璃颗粒的团聚和暴露,导致复合支架在模拟体液中的矿化活性略微降低。