聚乳酸微球的制备及其在染料中释放的应用开题报告

 2022-10-08 10:23:39

1. 研究目的与意义

聚乳酸是具有良好生物相容性和生物降解性的高分子材料。由于其降解产物能 参与人体的新陈代谢且性能可在大范围内通过与其他单体共聚得到调节,已成为当前生物医学领域中最 受重视的材料之一。聚乳酸及共聚物主要用于药物控制释放体系,骨内固定物,组织修复及细胞培养材 料和医用手术缝合线等。PLA 微球作为缓控释给药体系,可以控制制剂微粒的大小、延长药物释放时间、降低药物毒副作用等,具有十分广泛的应用前景。主要用于制备小分子药物微球、多肽及蛋白质药物微球等。溶剂挥发法制备聚乳酸微球是从乳状液中除去分散相挥发性溶剂以制备微球的方法,可以将微球的粒径控制在纳米范围内,既不需要提高温度也不需要引起相分离的凝聚剂。

2. 课题关键问题和重难点

微球的质量评价指标包括微球的形态、粒径及分布、载药量、包封率以及药物的释放度等。乳化溶剂挥发法工艺包括溶剂萃取过程和挥发过程,影响萃取和挥发程度与速率的因素会影响到微球的质量。

1.聚合物的浓度、相对分子质量大小和组成都影响微球的性质。聚合物浓度影响成球过程中的沉积速度。浓度越高,沉积速度越慢,微球粒径越大,结构疏松,释药速度加快。如聚乳酸浓度过高,有机相在分散介质中会析出大量聚乳酸,粘结成团。低分子聚合物相变温度低,成球粒径小,微球释药快。

2.溶剂挥发法通常以二氯甲烷、丙酮、氯仿、氯乙烯、乙酸甲酯和乙醚等作溶剂。有机溶剂在连续相中的溶解度是影响微球的粒径、包封率、载药量等的关键。研究表明二氯甲烷、丙酮组成的二元溶剂,得到的微粒较小。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

目前,微球固化的物理化学方法主要有3大类,即相分离法、喷雾干燥法和溶剂蒸发法[1]。喷雾干燥法制备微球,操作相对简单,但需针对不同的聚合物材料和药物选择适当的干燥温度,且对微球粒径的控制非常困难[2],故喷雾干燥法不适合温度敏感的药物。相分离法制备微球需要使用大量有机溶剂作为凝聚剂,但这些溶剂最终较难从微球产品中移除,从而带来毒性、环境污染、有机溶剂残留等问题[3],且相分离方法不适合制备更小粒径的微球。溶剂蒸发法,又称液中干燥法,是从乳状液中除去分散相挥发性溶剂以制备微球的方法,可以将微球的粒径控制在纳米范围内,既不需要提高温度也不需要引起相分离的凝聚剂。常用的溶剂蒸发法是根据聚合物与药物的性质制成W /O、O/W、W /O/W、O/W /O型等单乳化与复乳化的乳液体系,在形成稳定的乳液后,采用升温、减压抽提或连续搅拌等方法使有机溶剂扩散进入连续相并通过连续相和空气的界面蒸发,同时,微球逐渐固化,经过过滤、清洗和干燥等操作得到最终的载药微球。因此,溶剂蒸发法基本包括4个步骤:药物的加入、乳滴的形成、溶剂的去除、微球的干燥及回收。

溶剂挥发速度的影响,发现用溶剂蒸发法制备载黄体酮的PLA微球时,减压蒸发比常压蒸发所制得的微球的产率和包封率都要高。扫描电镜观察到常压蒸发法的微球表面粗糙多孔;减压蒸发法的微球有光滑的外观。X线衍射表明常压蒸发法的微球出现黄体酮和PLA两个晶体峰,减压蒸发法的微球没有晶体峰,即PLA仅以无定形状态存在,黄体酮分散在无定形聚合物的网格中。在起始阶段,常压蒸发法的微球释药快。

聚乙烯醇(PVA)和阿拉伯胶作为稳定剂,采用溶剂蒸发法制备聚乳酸微球,利用阿拉伯胶能够降低溶液表面张力并能使聚乳酸(PLA)乳滴带电荷,从而增加分散的乳滴稳定性,有助于得到小而均匀的PLA乳滴。另外,PVA具有良好的双亲性,既能与PLA分子相互渗透增加生物黏合性,疏水片断又可渗透进有机溶剂中,有助于PLA乳滴更好更均匀地分散到连续相中,制备了外形光滑、呈球形且分散性、重现性好的PLA微球。溶剂除去的同时,微球逐渐固化,因此,有机溶剂的除去方式也是微球制备过程中需要考虑的问题,一般采用溶剂蒸发法和溶剂萃取法。溶剂蒸发法是通过搅拌在常温下或减压条件下逐渐除去有机溶剂。在这种条件下,具有低沸点的二氯甲烷更具优势,在几个小时内就可以将有机溶剂全部除去,当然这还与搅拌速率和乳液滴的表面积有关。溶剂蒸发法提高了微球界面凝聚速率,易形成表面光滑且均一无孔的微球。

参考文献:

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4. 研究方案

1.以二氯甲烷为溶剂相,以聚乳酸为载体材料,量取二氯甲烷加入装有PLA的烧瓶里,加入磁力搅拌子,塞住瓶口(防止二氯甲烷挥发),放在磁力搅拌器上,待PLA完全溶解。

2.以聚乙烯醇作为乳化剂,将PVA和水加入三口烧瓶中,放入磁力搅拌子,塞号瓶口,放在油浴锅里加热搅拌溶解。

3.待上述PVA和PLA完全溶解后,将PLA溶液加入滴液漏斗里,PVA溶液倒入烧杯里(放入磁力搅拌子),将PLA溶液缓缓滴入PVA溶液里,同时放在磁力搅拌器上快速搅拌6h。

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5. 工作计划

第一周:翻译外文文献

第二周:开始进入实验室,并去图书馆下载相关文献阅读文献了解实验的基本机理

第三周:开始进行实验,实验准备,准备好需要的试剂,和仪器

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