殼聚糖基水凝膠藥物控制釋放體系-論文.pdf

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1、第32卷第3期沈陽師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)V01．32No．32014年7月JournalofShenyangNormalUniversity(NaturalScienceEdition)Ju1．2o14文章編號(hào)：1673—5862(2014)03—0349—05殼聚糖基水凝膠藥物控制釋放體系曾敬，康艷紅，田鵬，蘇桂田(沈陽師范大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，沈陽110034)摘要：水凝膠具有良好的親水性，充分膨脹后具有與機(jī)體組織相似的物理性質(zhì)，如柔軟、有彈性、與生物液之間的界面張力低等。另外，水凝膠還具有孔徑、機(jī)械強(qiáng)度和尺寸可調(diào)性等優(yōu)

2、點(diǎn)，適于作為藥物控制釋放的載體形式。殼聚糖是一種天然高分子材料，具有生物活性、良好的生物相容性、完全可降解性及無毒性等優(yōu)點(diǎn)，是良好的藥物控制釋放載體材料。以殼聚糖為基材，通過物理方法或化學(xué)方法，可制備出pH敏感型、溫敏型、光敏型等多種形式、不同性能的水凝膠。就殼聚糖基水凝膠的制備方法進(jìn)行了詳細(xì)地論述，包括通過物理作用形成水凝膠的方法及通過化學(xué)交聯(lián)作用制備水凝膠的方法，探討了殼聚糖基水凝膠對(duì)藥物的擔(dān)載和釋放，并對(duì)其未來的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：殼聚糖基水凝膠；制備；藥物擔(dān)載；藥物釋放中圖分類號(hào)：O63文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10．

3、3969／i．issn．1673～5862．2014．03．0050引言水凝膠合成材料的多樣性使人們能更加靈活地設(shè)計(jì)出具有不同特性的藥物控制釋放體系。天然高分子材料，如多糖和蛋白，由于其良好的生物相容性、低毒性、對(duì)酶的易感性，在用作制備水凝膠的材料方面，引起了人們廣泛的興趣。在這些高分子中，多糖還具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如無免疫原性、無傳播動(dòng)物源病菌的潛在危險(xiǎn)性等。其中的一個(gè)多糖就是殼聚糖。殼聚糖具有其他天然高分子材料的優(yōu)點(diǎn)，又不會(huì)引發(fā)免疫反應(yīng)。殼聚糖不同于其他多糖，其分子結(jié)構(gòu)中存在氨基，可被質(zhì)子化，能形成聚電解質(zhì)絡(luò)合物。殼聚糖無毒、穩(wěn)

4、定、可生物降解、殺菌，在生物醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用Ⅲ，使之成為藥物控制釋放領(lǐng)域中的理想載體。通過物理交聯(lián)或化學(xué)交聯(lián)，殼聚糖可制成包括液體凝膠、粉末、顆粒、薄膜、片劑、膠囊、微球、微粒、紗布、納米纖維及無機(jī)共混物等各種形狀、各種尺寸的水凝膠劑型。1物理作用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1．1離子絡(luò)合物由于殼聚糖氨基正離子的存在，使殼聚糖與帶負(fù)電荷的分子之間可發(fā)生離子相互作用，形成離子絡(luò)合物，如帶負(fù)離子的小分子硫酸鹽、檸檬酸鹽、磷酸鹽，金屬負(fù)離子如Pt(Ⅱ)、Pd(III)、Mo(VI)。通過調(diào)整電荷密度、陰離子的尺寸以及調(diào)整殼聚糖的脫乙酰度和密

5、度，可制備出各種不同性能的水凝膠材料。帶負(fù)離子的小分子與殼聚糖的結(jié)合都是通過殼聚糖質(zhì)子化的氨基，而金屬離子與殼聚糖間的結(jié)合是通過配位共價(jià)鍵而非靜電作用。這種配位共價(jià)鍵的作用要強(qiáng)于靜電吸引作用。另外，金屬陰離子的電荷密度由pH值決定，而殼聚糖及一些小分子的球電荷密度則既受pH值影響，也受材料本身的pKa收稿日期：2014—04—18?；痦?xiàng)目：遼寧省教育廳科學(xué)技術(shù)計(jì)劃資助項(xiàng)目(201202198)。作者簡(jiǎn)介：曾敬(1974一)，女，遼寧沈陽人，沈陽師范大學(xué)副教授，博士，碩士研究生導(dǎo)師。350沈陽師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)第32卷值決

6、定。殼聚糖在pH6以上時(shí)，就幾乎不帶電荷，這大大限制了其形成離子絡(luò)合物的能力，進(jìn)而限制了其在生理?xiàng)l件下的應(yīng)用。同樣，陰離子分子應(yīng)具有高電荷密度，以形成強(qiáng)有力的靜電作用，同時(shí)，分子量要小，以利于其自由地在高分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中擴(kuò)散進(jìn)而發(fā)生靜電作用。1．2物理混合物和次級(jí)作用力除了前面介紹的通過幾種特定的物理相互作用形成水凝膠之外，還可通過將殼聚糖與其他水溶性非離子型高分子(如PVA)共混獲得。這些高分子混合物在凍干后或若干冷凍一解凍循環(huán)后形成微晶或絡(luò)合結(jié)點(diǎn)，即水凝膠的交聯(lián)點(diǎn)。對(duì)于殼聚糖一PVA共混物，如增加殼聚糖含量則會(huì)削弱PVA形成微晶

7、的能力，增加所形成水凝膠的無序性。最近，一種新型的殼聚糖與聚乙烯亞胺(PEI)共混的水凝膠被制備出來l_2]。PEI是陽離子聚合物，可廣泛地用作基因轉(zhuǎn)染試劑。通過與殼聚糖共混，一種3D水凝膠5rain就可制備出來。這種水凝膠在細(xì)胞培養(yǎng)條件下性質(zhì)穩(wěn)定，可支撐人體胎兒骨骼細(xì)胞的生長(zhǎng)。如果制備水凝膠時(shí)pH7．5，則殼聚糖是不溶的，可能導(dǎo)致鏈間形成結(jié)晶。即使不加任何其他高分子材料或絡(luò)合物，殼聚糖自身也能形成水圖1多層洋蔥樣水凝膠n3凝膠。Ladet等通過凝膠形成的氫醇法對(duì)此進(jìn)行了解釋[3]。氫醇法中，用氫氧化鈉溶液處理殼聚糖以使殼聚糖上的

8、氨基游離出來，這樣就避免了高分子鏈間的離子排斥力，就可能形成氫鍵、疏水相互作用、殼聚糖結(jié)晶等。通過這種技術(shù)可制備出立方厘米尺寸的水凝膠。如果在制備過程中降低溶液的堿性，則凝膠尺寸大幅減小，隨著堿性的進(jìn)一步降低，凝膠的損耗程度也增加。有趣的是，通過間