水凝胶/微球/淫羊藿苷复合载药体系的制备及性能研究

来源 :湖南科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:seaw2008
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组织工程支架材料不仅能够为细胞组织提供结构支撑作用,而且能引导组织再生和控制组织的结构,被视为组织工程的核心。因此,寻找或者制备出一种既有良好的生物可降解性和生物兼容性,又具有较好的可塑性的三维多孔型支架材料是组织工程研究的重点。明胶(gelatin,Gel)和透明质酸(hyaluronic acid,HA)都是组织工程中常用的天然生物材料,具有良好的亲水性、生物相容性和生物降解性等特点。淫羊藿苷(icariin,ICA)是从淫羊藿茎叶中提取的总黄酮的主要有效成分,近年来,大量现代药理实验研究表明ICA能够促进成骨细胞的增殖、分化。本文采用直接混合法将携载ICA的Gel/HA微球复合到水凝胶支架材料中,获得了释放速率可控的水凝胶/微球/ICA复合体系,进而拓展了水凝胶在生物医学中的应用。本论文通过乳化-交联法,在油包水(W/O)体系中制备了粒径和形貌可控的Gel/HA复合微球。研究了HA含量、交联剂用量、搅拌速率以及水油比对微球粒径和形貌的影响。通过红外光谱(FTIR)表征说明戊二醛成功的把Gel和HA交联在一起;单因素实验结果表明,HA含量对微球形貌影响较大,当HA含量达到10%时,微球出现团聚现象;搅拌速率是影响微球粒径的主要因素,微球粒径与搅拌速率成反比,当搅拌速率达到800r/min时会导致部分较小的微球粘附在较大的微球表面;微球的分散性与交联剂用量正相关;微球粒径和粒径分布范围都与水油比成反比。通过不同的后处理方法得到了不同形貌的微球:用丙酮与水的混合溶液(体积比3:1)洗涤后自然晾干,得到的微球表面光滑;用纯丙酮洗涤后自然晾干得到的微球表面有非常多的皱褶;用丙酮与水的混合溶液(体积比3:1)洗涤后经冷冻干燥处理得到的微球呈明显的三维多孔结构。以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)为交联剂,以Gel和HA为原料,通过冷冻干燥法剂制备了Gel/HA复合水凝胶。通过FTIR表征发现,经EDC交联后在Gel和HA的分子链中形成了新的酯键和酰胺键;通过扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)观察发现水凝胶为相互连通的三维多孔结构,其孔径大小约为100-400μm;复合水凝胶的溶胀度和透湿率(water vapor transmission rate,WVTR)都随着HA的加入量的增加而增大。通过直接混合法将微球和水凝胶复合,得到微球/水凝胶复合体系。研究了交联剂用量、微球用量和微球粒径对复合体系结构形貌的影响,以及复合体系的降解性能。结果表明:交联剂用量越大复合体系的致密度越大,微球在水凝胶中镶嵌的越紧;微球用量大于50%后会使水凝胶的孔壁坍塌,对复合体系的三维结构造成破坏;所用微球粒径越大微球与水凝胶的复合效果越差。降解过程中复合体系的孔壁上逐渐出现孔洞,微球逐渐脱落,三维结构逐渐塌陷。降解后,复合体系的失重率增加,而吸水率下降。通过物理复合,制备了微球/ICA、水凝胶/ICA、水凝胶/微球/ICA三种载药体系,并通过FTIR、SEM、紫外光谱(ultraviolet spectrum,UV)等,分别对三种体系的特征官能团、形貌结构、溶胀度、载药量、包封率和体外缓释性能进行了研究。结果表明:ICA成功的复合到缓释体系中,ICA的加入对释放体系的形貌貌影响不大;微球的载药量和包封率与交联剂用量和粒径负相关,ICA的浓度与载药量正相关,对包封率的影响不大;微球的载药量与制备过程中交联剂用量和微球的粒径负相关,与ICA的浓度正相关;包封率与制备过程中交联剂用量和微球的粒径负相关;随着交联剂用量的增加,药物缓释性能明显下降;随着粒径的减小,其药物缓释性能有较大提升;淫羊藿苷浓度越大,其释放速率越快。ICA在水凝胶体系中释放速度很快,难以控制。通过调节水凝胶/微球/ICA复合体系中微球的粒径、交联剂用量等条件可以制得缓释速率可控的三维多孔支架缓释体系。
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