静电叠层表面修饰海藻酸钙微球及在蛋白类药物缓控释中的应用

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近年来,随着生物技术在诊断治疗领域的发展,多肽及蛋白类药物在临床上的需求日益增大。但由于蛋白类药物的半衰期短,容易失活,需要频繁地给药,限制了其在临床上的应用。因此,如何实现药物生物活性的长期保持,并且按照一种理想的方式进行缓慢释放,是目前药物载体研究领域急需解决的问题之一。本文通过联用高压静电液滴法和层层自组装(LbL)技术,制备聚电解质多层膜表面修饰的海藻酸钙微球(AlGel),旨在构建一种新型的蛋白质药物缓控释载体。高压静电液滴法具有工艺简便、高效,制备条件温和,生物活性物质损失少、速度快的优点,本论文研究首先采用高压静电液滴法制备AlGel,实现蛋白质药物的直接包封。以微球粒径及其分布为指标,分别采用星点设计-效应面法和正交设计法对各显著因素的水平进行优化,得出制备AlGel的最佳工艺条件,制得了粒径为202±7μm的单分散AlGel。在此基础上,采用静电层层自组装技术修饰AlGel表面,在AlGel表面构筑壳聚糖和右旋糖酐硫酸钠聚电解质((Chi/Dex)n)(n为组装层数)多层膜,利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、Zeta电位、光电子能谱(XPS)等表面测试技术对(Chi/Dex)n多层膜结构进行表征。分别以牛血清白蛋白(BSA)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)为模型药物,研究AlGel-(Chi/Dex)_n(n=1、3)对蛋白类药物的包载能力及释药特性。在37℃下于PBS中进行药物释放,AlGel在1h后释放出31%的BSA,而AlGel-(Chi/Dex)n(n=1、3)仅为19%;以bFGF为模型药物,2天后约31.3%的bFGF从HAlGel中释放出,而HAlGel-(Chi/Dex)1和HAlGel-(Chi/Dex)3的释放率仅分别为2.3%和9%,药物突释得到明显的控制。体外释药实验表明,微球表面修饰后,药物释放时间延长,早期暴释现象得到明显改善,并且可通过改变组装层数调节药物的释放速率。利用聚丙烯酰胺凝胶电泳测定BSA相对分子质量及CCK-8法测定bFGF对NIH/3T3细胞的促分裂活性,进一步证实了新型载体对药物生物活性的保持。通过LbL技术构筑(Chi-Dex)n多层膜,成功制得了具有长效缓释功能的AlGel。这种载体制备方法依赖分子间静电相互作用,是一种弱相互作用力,不会影响包载药物的性质,对于稳定性差,生物半衰期短的多肽类药物来说,进行包载非常适合,使得AlGel有望作为包载并长效缓释生长因子类药物的载体。
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