利用聚合物超临界CO成型技术开发新型药物缓释制剂

摘要

超临界流体(Supercritical Fluid,SCF)是指温度和压力处于其临界温度和临界压力以上的流体。超临界状态既不属于液态也不属于气态，它同时兼有液态和气态的优点：既能象气体一样容易扩散，又能象液体一样有很强的溶解能力。超临界流体具有许多特殊的性质，例如特殊的溶解度、易改变的密度、较低的粘度、较低的表面张力和较高的扩散性等。 二氧化碳（CO2）是超临界流体技术中最常用的对象，其临界温度为31.05 ℃，临界压力为7.37 Mpa。在超临界点附近，压力的微小变化便可导致密度的巨大变化。由于粘度、比热、介电常数、溶解能力都与密度有关，因此超临界状态下的CO2可通过调节压力来控制流体的物理和化学性质。由于CO2的临界温度不高，因而可在室温附近实现SCF操作技术，节约能量，并且其临界压力也不算高，因此设备加工并不困难，在许多方面都有广泛的应用前景。 聚乳酸（PLA）和乳酸乙醇酸共聚物（PLGA）等聚合物在超临界二氧化碳的环境下，其玻璃化转变温度Tg大大降低，聚合物发生塑化现象，表现为可溶于超流体二氧化碳中，当体系减压脱离超临界状态后，聚合物又能够从体系中析出。 据此，利用无溶剂超临界二氧化碳喷射成型技术，能够在低于35 ℃的条件下，无需有机溶剂的参与，低分子量聚合物塑化后快速喷射成型得到聚合物微球，分子量达到8万的PLA或PLGA塑化后快速喷射成型得到聚合物纤维。通过调节喷射和收集装置的温度和压力等参数，可以得到所需直径和型态的微球及纤维。 在此基础上，将分子量8万左右的PLA或PLGA等聚合物塑化后与药物混合，通过喷射成型过程制备出可降解高分子药物缓释纤维，并就其体外药物释放性能进行研究。 为了达到上述目标，设计制造了相应的实验装置，并通过条件试验寻找出最适合的成型工艺参数；选择有代表性的PLA和PLGA作为主体缓释材料，以溶菌酶和万古霉素作为药物实验对象，建立了上述药物制剂体系在pH=7.4的磷酸（PBS）缓冲溶液体系中的体外缓释模型和分析方法；进行了长期的缓释实验，并结合缓释材料的降解情况对药物缓释的机理进行了研究。研究结果表明，通过超临界喷射成型过程制备的含有药物的聚合物纤维具有药物缓释作用，其缓释控制受药物从纤维向缓冲溶液渗透和聚合物降解引起的药物释放双重作用的共同影响。