超临界二氧化碳辅助制备PEG—PLLA超细粉体

随着医药技术和材料科学的发展,如何控制药物在体内的扩散速度成为了专家学者们的研究热点,越来越多的药物缓释材料也陆续被研究改性,并应用于临床治疗。其中,PEG—PLLA作为一种一类应用广泛的可生物降解和生物相容性良好的高聚物材料,也被人们大量的研究。

使用传统方法制备的这种三嵌段共聚物存在着一些问题,例如产品中不可避免的存在溶剂及助剂残留、有机溶剂对人体有害、造成环境污染及后处理带来的生产成本的增加、粒径分布不均匀导致使用效果不好等缺点。在这种情况下,开发一种新的条件温和、无有机溶剂残留、造粒效果更好的缓释制剂技术已经刻不容缓。超临界抗溶剂法(supercritical anti-solvent,SAS)具有条件温和,有利于热敏性药物的微细化,质量传递性优良,有利于生产粒径均匀且分布窄的超细药物微粒等优点。如果能将这种新型方法用于载药微球的制备,可避免传统方法制备的产品粒径不均匀、分布宽、溶剂残留量大、原料易变性等缺点。从而使得所得产品更加符合绿色环保的理念,而且实际使用效果也会更好。本文采用超临界流体技术辅助制备PEG—PLLA超细载药粉体,通过实验研究,探索最佳的制备条件,并对其影响因素进行了分析研究。

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一、超临界抗溶剂技术 

超临界抗溶剂技术是指在超临界CO2(ScCO2)中,改变操作条件,导致过饱和度的产生,达到高的过饱和速率,使固体溶质从超临界溶液中结晶出来。SAS的基本原理是当溶质不溶于ScCO2时,选择一种对溶质和ScCO2都有较好溶解性的有机溶剂作为共溶剂溶解溶质,当作为抗溶剂的ScCO2与该溶液充分接触时,ScCO2迅速扩散到溶液中,溶液体积膨胀,密度下降,共溶剂对溶质的溶解能力下降,溶液过饱和而结晶析出溶质微粒。目前,SAS技术主要应用于生物工程、医药等领域。

1、SAS技术在医药领域的应用   药物超细化处理后,可以大大加快被吸收的速率,提高疗效,减少剂量。目前,国外的西药粉剂大都经过超细化处理,如维生素C、硫糖铝等在制成片剂之前要加工成粒径小于5um的微粒。

2、SAS技术在控制释放药物传递系统中的应用    随着现代医学的高度发展,高分子材料作为药物控制释放的载体是最热门的研究方向之一。Magnan等采用GAS方法成功地对卵磷脂进行了超细化,制备出了球形但部分团聚的尺寸为1-40um的非晶型卵磷脂微粒。Bfiech等采用连续式SAS技术,制备得到直径为1-10um的PLLA微球。Randolph及Foster等也应用SAS技术制备用作药物控制释放胶囊的生物降解聚合物(PCA)超细粉体。

二、实验部分

1、步骤 

称取0.5g聚合物初级产品,置于100ml试剂瓶中,先加入一定量的二氯甲烷将其溶解,再加入一定量的丙酮作为夹带剂,从而配成一定浓度的有机溶液,将溶液塞盖密封以备实验所用。反应釜先通入一定量二氧化碳再用水浴将高压反应釜加热到一定温度,打开气瓶,二氧化碳经制冷系统液化,由柱塞泵加压注入高压反应釜,达到预定压力后继续通入二氧化碳,调节柱塞泵的速度,并开启放气阀以一定速率放气,使其能保持一定的压力和流速,待反应釜内温度和压力都达到预定值后,打开平流泵和针型阀,使溶液以一定的速度经喷嘴注入析出器,待溶液全部喷完后,继续通入二氧化碳,吹扫残余有机溶剂,关闭柱塞泵和水浴加热源并缓慢卸压,收集反应釜接收器里的微粒。

2、结果及讨论 

SAS法制备PLLA—PEG—PLLA微粒的实验,通过正交实验考察了压力(P),温度(T),PLLA溶液浓度(c)三个因素的影响。当压力(P=12MPa),温度(T=35℃),PLLA溶液浓度(C=10mg/m1),制备的微粒粒径效果最佳。当溶液的浓度为10 mg/m1或者15mg/m1时,微粒更接近球形,且粒径比较小。

三、结论

本文利用实验室自行设计的超临界二氧化碳抗溶剂(SAS)装置制备了PED—PLLA共聚物的超细微粒。重点考察了聚合物溶液浓度,操作压力和温度等影响因素对微粒粒径大小及形貌的影响,确定了最佳工艺条件,并采用SEM和激光粒度仪对产物的形貌和粒径分布进行了考察,得到最佳的粒径和粒径分布。