壳聚糖微球的制备方法研究进展

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王思佳

西南科技大学生命科学与工程学院 四川 绵阳621010

摘要

本文主要综述了壳聚糖微球的制备方法,包括乳化交联法、离子凝胶法、喷雾干燥法、溶剂蒸发法、沉淀凝聚法、壳聚糖溶液包衣法、壳聚糖微球乙酰化法、反相胶束法、乳滴聚结法、微波辐射法、超临界流体等十多种方法。


关键词

壳聚糖;微球;制备

正文


壳聚糖具有天然环保、无毒、无污染且廉价易得,具有抗癌、抑菌、止血等多种功能,这使得壳聚糖得以广泛应用,将壳聚糖衍生物制成微球也成为了近几年的研究热点之一。壳聚糖微球是一种超微小球型药物载体的固状胶态粒子[1],具有无毒、可降解、生物相容性良好、控释缓释、提高药物稳定度和生物利用度等多个特点。

1 壳聚糖微球制备

1.1 乳化交联法

1.1.1 乳化化学交联法

乳化交联法是一种传统的制备壳聚糖微球的方法。该方法主要是将药物分散或溶解在壳聚糖的醋酸溶液中,加入含有表面活性剂的油相中,通过搅拌或超声,形成W/O乳剂,再加入固化剂进行交联,通过离心、纯化,干燥即得壳聚糖微球。王萌等[2]采用乳化交联法制备的盐酸米诺环素羧甲基壳聚糖微球呈规则球形,无粘连,粒径均匀,包封率较大,收率为(61.7±0.6)%,粒径为(14.2±0.7μm,包封率(7.5±0.3)%。但该方法中使用的固化剂,如:戊二醛或甲醛等,有一定的毒性、刺激性,使用时应控制用量。

1.1.2 复乳交联法

该方法主要使将药物溶液和壳聚糖醋酸溶液混合形成O/W初乳,再将其加入到油相中形成O/W/O复乳,加入交联剂进行固化,被包埋成载药微球。曹京宜等[3]采用复乳法(O/W/O型)制备负载Sea-Nine 211的壳聚糖微球包覆率和缓释性能都比较良好。

1.2 离子凝胶法

离子凝胶法是目前在制备壳聚糖纳米粒中使用最多的方法。该方法主要是在壳聚糖醋酸溶液中加入交联剂,如:三聚磷酸钠(TPP),利用交联剂中的阴离子与壳聚糖链上的氨基发生分子间或分子内的凝胶化,从而制得纳米粒。该方法反应条件温和,操作简便,能得到粒径分布均匀,稳定性良好的纳米微球。郭娜[4]采用离子交联法制得的草果精油壳聚糖微球,粒子形状规则,分布均匀,且能保持草果精油的性质和生物活性。

1.3 喷雾干燥法

    喷雾干燥法是将药物分散或溶解在壳聚糖的稀酸溶液中,加入交联剂,如:戊二醛等,或与油相形成O/W,O/W/O,W/O/W型乳剂,并在惰性的热气流中进行喷雾干燥,得到壳聚糖微球。该方法对于载水溶性和疏水性药物的壳聚糖微球适用,但不适用于热敏性药物。Marieta等[5]采用热均质法制备褪黑素负载纳米结构脂质载体,喷雾干燥法制备纳米结构脂质载体负载微球,工艺优化后制得的微球释放时间长、流动性好、吸水性好。

1.4 溶剂蒸发法

溶剂蒸发法是将药物溶解至壳聚糖溶液中,在水相中加入油相,如:液体石蜡等,进行搅拌,固化,离心,洗涤,蒸发溶剂后,分离得壳聚糖微球。余超群等[6]通过乳化溶剂挥干法制备的水溶性羧化壳聚糖鼻用微球呈球形,表面光滑,流动性较好平均粒径为(21.4± 10.1)μm载药量为5.67%包封率为62.4%,有一定缓释性能。

1.5 沉淀凝聚法

凝聚法有单凝聚法和复凝聚法。由于壳聚糖链上有氨基且在酸性条件下会发生质子化,表面的正电荷促进壳聚糖溶于弱酸,而不溶于碱性溶液。单凝聚法就是利用该性质,将壳聚糖溶液压入碱性溶液,形成凝聚体。离心过程中适当加入交联剂,控制气压等调节微球直径,使之沉降。复凝聚法是利用壳聚糖与带负电荷的高分子材料相互交联,沉淀得到微球。林卫瑞等[7]优化了单凝聚法制备氟苯尼考壳聚糖微球的工艺,制得的微球外形良好,包封率57.45%,载药量17.52%,缓释效果好。

1.6 壳聚糖溶液包衣法

将载好药物的微球加入到不同浓度的壳聚糖溶液中,使微球表面包裹上不同浓度的壳聚糖,该方法提高了壳聚糖微球的靶向控释效果。Jessica等[8]将纳米银附着在磷酸钙微球上,又把载银微球负载到与钛结合的壳聚糖涂层中.结果显示钛涂层抑制细菌生物膜,且微球中银含量的增加提高了抗菌效果。

1.7 壳聚糖微球乙酰化法

    该方法主要是将载药的壳聚糖微球与醋酐进行乙酰化,并用壳聚糖和戊二醛进行包衣,达到改善药物微球的释放效果。周旋[9]通过优化后的乳化交联法制备的壳聚糖微球及其乙酰化微球,由微球溶胀率试验、体外降解试验和细胞毒性试验显示,乙酰化的药物微球多种特性较壳聚糖微球更优。

1.8 反向胶束法

    先将有机相与表面活性剂相溶形成反相胶束,再将含有药物的壳聚糖溶液加入有机相进行搅拌,调整水相的用量使溶液呈透明的微乳状态,加入交联剂,直至体系由透明转变为半透明时,蒸发掉溶剂,加入适量蒸馏水进行分散,再加入适当无机盐,离心后取上清液,纯化干燥,得微球。Mitra等[10]采用反相胶束法制备了以壳聚糖纳米粒为载体得葡聚糖-阿霉素偶联物,结果表明,将缀合物包封在纳米颗粒中不仅减少了副作用,而且提高了其在实体肿瘤治疗中的疗效

1.9 乳滴聚结法

    该方法主要采用NaOH溶液进行沉淀得到壳聚糖微球,而不使用交联剂。Tokumitsu[11]最先使用乳滴聚结法,他将含药物得壳聚糖溶液加入含乳化剂得液体石蜡中,搅拌后获得乳剂A,使用同样得方法获得含NaOH得乳剂B,再将乳剂A、B混合,两种乳滴随机碰撞进行交联,得到粒径约为400nm得纳米粒。

1.10 微波辐射法

    使用传统加热方式,壳聚糖的交联反应时间较长,而微波加热反应时间较短、产率高、操作简便。该方法是在壳聚糖醋酸溶液中加入液体石蜡,再加入交联剂,进行微波加热,加入适量环氧氯丙烷,继续进行微波加热,加入NaOH溶液调节pH,纯化干燥,得到产物。曾淼等[12]在微波辐射下制备出交联微球,结果表明,树脂球形良好,由于Shiff碱反应,壳聚糖上的氨基得以被保护,得到的交联壳聚糖微球对Cu()的吸附容量可达到269.83mg/g

1.11 超临界流体法

    超临界流体指的是处于临界点以上温度和压力区域下的流体,它具有良好的溶解和传质特性。超临界流体技术常用于辅助雾化法制备壳聚糖衍生物颗粒。主要是将超临界流体和溶液在饱和器内充分混合,然后将混合物喷入沉降室内。混合物喷出后雾化形成许多的小液滴,沉降室内的压力降低导致从这些液滴迅速释放,把原来的液滴炸开形成更多更细的液滴,然后被热风迅速蒸发干燥得到固体颗粒[13]Zhe Du[14]由水力空化混合器引入的超临界流体辅助雾化获得了清晰的、分离的和球形的微粒,并且可以很好地控制微粒尺寸

2 展望

     壳聚糖微球作为一种新型药物载体,在各领域都受到了广泛关注,不仅因为壳聚糖得来源丰富和广泛前景,还因其在药物缓释系统研究方面的优良特性。随着医疗技术的不断进步,在药物治疗效果方面要求也逐渐提高,而壳聚糖微球除了能控制药物缓释效果,还具有提高药物的生物利用度,改善生物膜对药物的通透性等多种作用,所以现在已经由不少学者对壳聚糖微球进行研究,其发展前景十分广阔。

 

参考文献:

[1]王西,吴修利,赵珺.壳聚糖微球制备方法及其在医药应用的研究进展[J].长春大学学报,2015,25(10):64-68.

[2]王萌,张斐娜.盐酸米诺环素羧甲基壳聚糖微球的制备研究[J].西南国防医药,2020,30(01):7-10.




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