静电喷法制备壳聚糖及其衍生物微球及其应用研究

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静电喷涂是利用高压静电场使聚合物溶液带电克服其表面张力在喷头末端的泰勒锥表面高速喷射出射流来制备聚合物微球的一种方法。静电喷涂制备微球不仅具有工艺简单、形貌可控、粒径可控、单分散性好等优点,而且可以避免有机溶剂对蛋白质活性的影响,增强药物的稳定性,更好地控制药物的释放速率。但是,静电喷涂过程的影响因素很多,这些因素相互影响,导致其工艺的调节非常复杂。因此,系统研究各种参数对静电喷微球性质的影响规律非常有必要,为进一步将其应用于药物载体做准备。本研究采用静电喷法制备壳聚糖微球,根据单因素分析法,系统研究了聚合物溶液性质(相对分子质量、聚合物溶液浓度、乙酸浓度)和工艺参数(电压、接收距离、推进速度)对于静电喷微球形貌和粒径及其分布的影响规律。依据单因素分析的结果,设计正交实验,进一步验证并优化实验工艺。研究发现,当壳聚糖浓度为1.5%(w/v),乙酸浓度为90%(v/v),电压22kV,接收距离10cm,推进速度50r/min,所得微球粒径最小为258nm,粒径分布最为均一;而且随着CS溶液浓度的增加,微球的粒径有所增大,分布变宽;随着乙酸浓度的增加,微球的粒径变化不大,分布变化明显。随着电压的升高、接收距离的增大、推进速度的增加,微球的粒径及其分布变化一致,粒径均逐渐减小,粒径分布变窄;相对于传统的离子凝胶法制备的微球,静电喷涂制备的壳聚糖微球的疏水性更强。本研究采用最佳工艺制备了载药壳聚糖微球,考察了药物和载体材料的相容性,研究了不同BSA含量对微球载药量和包封率以及释药行为的影响。研究发现,药物晶体以无定型状态分散在载药纳米颗粒中,药物与载体材料相容性好;当BSA含量为4%时,包封率高达91.84%,其体外溶出曲线先陡峭后平缓,2h后药物的突释率仅30%,150h后累积释放度才达60%,这说明该载药微球具有良好的缓释效果。本研究以反应时间和溶剂DMF含水量为因素,每个因素设置3个水平,设计正交实验,选择性地制备了高纯度的N-邻苯二甲酰化壳聚糖;采用静电喷涂法制备了N-邻苯二甲酰化壳聚糖微球,简单研究了其表面性质。研究发现,当DMF含水量为5%,反应时间为8h时,所得N-邻苯二甲酰化壳聚糖取代度最高,热稳定性好;相对于纯的壳聚糖微球,静电喷法制备的N-邻苯二甲酰化壳聚糖微球粒径小,具有良好的亲水性能。
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