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为了更好的开发利用明胶微球(GMS),在总结前期研究工作的基础上,讨论各因素对聚合过程以及产品性能的影响,并利用现代分析测试手段对产品进行结构表征。将GMS作为一种新型载药材料,研究了GMS在酸环境中的水解过程,以阿司匹林(Aspirin)为模型药物,研究GMS负载阿司匹林的载药性能和体外释放过程。
阿司匹林明胶微球(Aspirin gelatin microspheres,简称ASP-GMS)的制备采用乳化-化学交联法。通过对搅拌速度、乳化时间、乳化剂用量等影响因素进行单因素分析和旋转正交设计结合的方法优化了实验工艺。结果表明,最佳合成工艺条件为:搅拌速度为700r/min,乳化剂浓度为1.5%,明胶溶液的浓度为0.25 g/mL,乳化时间10min,乳化温度为50℃,pH值为5,交联剂质量分数为0.7%,O/W体积比为3.7。得出了GMS产率、溶胀度及平均粒径3个指标在试验范围内的预测模型,利用预测模型得出与此相对应的结果:GMS产率50.59%、溶胀度370.29%及平均粒径15.79μm。
通过对GMS粒径大小、粒径分布、表面形态、溶胀度等项目的考察,检测GMS的性能。结果表明,所得GMS粒径分布均匀,性质稳定,载药量和包封率均比较适宜。
对GMS的稳定性研究表明明胶在生理盐水中存储一段时间表面依然光滑,没有任何塌陷现象,粒径也没有发生变化,表明空载GMS在常温下稳定性良好。
通过双缩脲法来考察明胶及其GMS的水解情况,单因素分析表明,明胶和GMS的水解受温度和pH值影响较大。正交实验分析表明各因素对GMS水解的影响程度依次为时间>温度>pH值,同时采用Origin7.5的自定义函数拟合功能对GMS和明胶的水解动力曲线进行拟合,结果显示明胶的初始水解速度比GMS大,验证了明胶GMS的稳定性高于明胶的观点。
从水解过程的各项指征分析可以看出,GMS水解过程以3~4h间为分界,前期基本维持其稳定的聚合结构,粒径变化较小,后期随时间的推进GMS的粒径迅速减小,同时水解过程中红外吸收光谱及GMS形貌的变化,均表明1~3h,GMS结构没有发生较为显著的变化,3h~4h及其之后的时期GMS开始发生显著水解。
采用研磨超声-紫外吸光光度法测定载药GMS的载药率和包封率,选择药物的最大吸收波长作为测定波长,得到回归方程和标准工作曲线,并建立包封率与投药量关系图。研究结果表明投药量的增加会增加GMS的载药量,但对包封率而言,却有一个饱和点。结果显示,当阿司匹林的投加量为15mg时,GMS对于阿司匹林的载药量达15.1%,包封率达82%。
采用透析法,结合紫外分光光度法为检测方法,考察ASP-GSM的体外释药性能及释药机制,做累积释药百分率对时间作药物释放曲线图。结果表明,GMS载药系统体外释药性能良好,能够延长阿司匹林于体内的作用时间,尽管其释药初期仍存在突释效应,但是在一定程度上已经达到改善阿司匹林性能的目的。