Pickering乳液模板法制备杂化胶体囊及其生物医学应用研究

来源 :西华师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:snailswuya
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近年来,基于Pickering乳液模板法制备的有机/无机杂化胶体囊已在生物医学领域中展示出巨大的应用前景,其在提高药物稳定性、促进药物吸收、延长药物半衰期以及实现控释与靶向给药等方面均具有明显的优势。然而由于传统胶体囊仅由单一的有机或无机材料构建,这不仅导致其结构性能的不足,而且也使得小分子药物在包埋和储存过程中易发生泄漏和(或)降解等,表现为药物包封率低下和释放特性难以控制。鉴于此,本研究在传统胶体囊的基础上,采用Pickering乳液模板法设计并构建有机/无机杂化胶体囊以期望实现对小分子药物的包埋和可控释放等。首先,选取不同类型和性能的无机胶体粒子(以碳酸钙(Ca CO3)粒子或四氧化三铁(Fe3O4)粒子为代表)及有机材料(以琼脂为代表),采用Pickering乳液模板法构建具有不同结构性能、且可用于包埋小分子药物(以维生素C钠或阿糖胞苷为模型药物)的有机/无机杂化胶体囊,并重点探究配方组成对杂化胶体囊中小分子药物包封率、载药量等的影响规律,筛选杂化胶体囊制备的最佳配方组成;其次,利用衰减全反射-傅立叶变换红外光谱仪(ATR-FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、热重-差示扫描量热分析仪(TG-DSC)等对最优配方的理化性质进行深入的探讨,并进一步探索杂化胶体囊对小分子药物体外释放特性的影响规律;最后,开展杂化胶体囊在细胞层次的生物相容性研究,为该杂化胶体囊在生物医学领域的应用提供理论依据。基于此,本文的主要结果有:(1)选取改性Ca CO3粒子为无机胶体粒子,以琼脂为有机材料,采用Pickering乳液-物理凝胶法制备载维生素C钠的琼脂/Ca CO3杂化胶体囊。经筛选后确定其最佳配方组成为:琼脂浓度为30 mg/m L,壳寡糖与药物质量比为1:5,投药量浓度为100 mg/m L,改性Ca CO3胶体粒子比例为1.5%(w/w),油水质量比为5.7:1,琼脂/Ca CO3杂化胶体囊对维生素C钠的包封率为(42.52±2.17)%,载药量为(14.57±3.72)%,平均粒径为12.11±0.02μm。通过扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)、ATR-FTIR、XRD、TG-DSC对最优配方的理化性质探讨后表明,杂化胶体囊主要由琼脂与改性Ca CO3胶体粒子的物理组装而制得,维生素C钠主要以芯材的形式分布在杂化胶体囊中。体外释放结果表明,载维生素C钠的琼脂/Ca CO3杂化胶体囊具有p H响应性释放特性,表现为维生素C钠在模拟胃液(p H 1.2)中可快速释放,而在模拟肠液(p H 6.8)中释放缓慢,同时维生素C钠在两种介质中的释放曲线均符合Weibull模型,释放机制属于Ficks扩散。体外抗氧化结果表明,载维生素C钠的琼脂/Ca CO3杂化胶体囊仍然具有较高的DPPH自由基清除能力。细胞毒性(MTT)结果显示,琼脂/Ca CO3杂化胶体囊具有良好的细胞相容性。(2)选取改性Fe3O4粒子为无机胶体粒子,以琼脂为有机材料,采用Pickering乳液-物理凝胶法制备载阿糖胞苷的琼脂/Fe3O4杂化胶体囊。经筛选后确定其最佳配方组成为:琼脂浓度为30 mg/m L,PGPR比例为2%(w/w),改性Fe3O4胶体粒子比例为5%(w/w),油水质量比为9:1,琼脂/Fe3O4杂化胶体囊对阿糖胞苷的包封率为(61.55±5.92)%,载药量为(1.78±0.25)%,平均粒径为12.93±0.02μm。通过SEM-EDS、ATR-FTIR、XRD、TG-DSC、振动磁强计(VSM)等对最优配方的理化性质探讨后表明,杂化胶体囊主要由琼脂与改性Fe3O4胶体粒子的物理组装而制得,阿糖胞苷主要以芯材的形式分布在杂化胶体囊中。体外释放结果表明,载阿糖胞苷的琼脂/Fe3O4杂化胶体囊兼具p H响应和磁响应释放特性,表现为阿糖胞苷在p H 5.0的介质中释放速率较快,而在p H 7.2的介质中释放缓慢,同时,通过外加磁场又能够加快药物的释放速率,对阿糖胞苷在不同介质中的释放曲线进行模拟后发现其均符合Weibull模型,释放机制符合Ficks扩散。MTT结果显示,琼脂/Fe3O4杂化胶体囊也具有较好的细胞相容性。通过上述研究,构建的有机/无机杂化胶体囊不仅具有较好的结构性能,而且也可显著提高对小分子药物的包埋和可控释放特性。此外,载体中的有机/无机材料还可赋予载体较好的细胞相容性,这为该体系被进一步的应用于生物医学领域奠定了理论基础。
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