注射用温敏型PLGA-PEG-PLGA嵌段共聚物合成及其应用研究

论文题目: 注射用温敏型PLGA-PEG-PLGA嵌段共聚物合成及其应用研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 药剂学

作者: 乔明曦

导师: 陈大为

关键词: 共聚物,凝胶,流变学,增溶,缓释,白介素

文献来源: 沈阳药科大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文合成了具有适宜相转变温度的温敏型聚丙交酯-乙交酯-聚乙二醇-聚丙交酯-乙交酯（PLGA-PEG-PLGA）嵌段共聚物，考察共聚物的安全性、降解性和对难溶性药物的增溶能力，研究药物从共聚物凝胶中的释放行为及其影响因素，并以白介素-2（rhIL-2）为模型药物，研究共聚物凝胶作为蛋白质、多肽类药物缓释给药系统载体的可行性。以丙交酯、乙交酯和聚乙二醇（PEG）为单体化合物，异辛酸亚锡为催化剂，采用开环共聚的方法首次合成了丙交酯／乙交酯摩尔比例介于6／1～15／1的PLGA-PEG-PLGA嵌段共聚物，并对其进行全面的表征。1H-NMR谱数据表明，共聚物分子结构中丙交酯、乙交酯和聚乙二醇单元的摩尔比例与投料比例基本一致。该共聚物水溶液的相转变温度介于30～37℃之间。共聚物的浓度或分子结构中丙交酯／乙交酯比例增加均会导致相转变温度降低，某些水溶性物质如PEG等也可以影响共聚物的相转变温度。利用动态流变学的方法对共聚物水溶液在不同温度下的状态进行表征。共聚物溶液在室温下为流动性较好的低粘度液体，其相转变过程非常迅速，表现为弹性模量和粘性模量随温度增加的迅速增长，温度升高至相转变温度以上时，共聚物溶液形成具有粘弹性的凝胶。相同浓度的共聚物溶液形成的凝胶的强度随共聚物分子结构中丙交酯的比例增加而增大。建立了PLGA-PEG-PLGA共聚物的HPLC分析方法，峰面积归一化的结果显示共聚物的纯度为99.7％。共聚物的稳定性试验研究结果表明，共聚物在高温、光照条件下较稳定，对高湿环境敏感，具有吸湿性。对PLGA-PEG-PLGA共聚物进行了初步的安全性评价。小鼠皮下和肌肉途径注射共聚物溶液的最大耐受量分别相当于临床成人用量的1000倍和300倍，表明PLGA-PEG-PLGA共聚物的毒性很低。共聚物溶液肌肉注射给药后，观察到轻微的炎症反应，并且在第四周时逐渐减轻，表明共聚物的组织相容性良好。共聚物凝胶体外降解周期约为30d，降解速率随分子结构中丙交酯／乙交酯比例增加而降低。动物体内降解实验的结果表明，共聚物分子量降低的速率低于体外降解。采用表面张力法测定25℃和37℃下共聚物在水溶液中的临界胶束浓度（CMC）。共聚物的CMC随分子结构中丙交酯的比例增加和温度升高而降低。共聚物对难溶性药物吲哚美辛等均有较好的增溶作用，与水中溶解度相比，能提高数百倍以上。但对激素类药物雌二醇和炔诺酮的增溶能力却非常有限，雌二醇和炔诺酮与PLGA链段的相容性不好是其在共聚物胶束溶液中溶解度低的主要原因。不同载药方法对增溶效率的影响较大，增溶效率高低的顺序低依次为薄膜分散法、乳化溶剂挥发法和物理混合法。以氟尿嘧啶（FU）、吲哚美辛（IM）和蜂毒多肽（BVP）为模型药物，研究不同性质的药物从共聚物凝胶中的释放行为及其影响因素。亲水性药物FU在凝胶中的释放时间仅有5d，主要以扩散机制释放；亲脂性药物IM在凝胶中可持续释放约一个月，在释药初期阶段以扩散为主，释药后期阶段表现为凝胶溶蚀和扩散相结合的作用机制。共聚物分子结构中丙交酯／乙交酯比例的变化对以扩散机制释放的药物没有显著性影响；释药后期阶段以凝胶溶蚀为主释放的IM，随丙交酯／乙交酯比例增加，释放速率降低。BVP分子中的胺基和共聚物分子的酯羰基之间存在分子间的氢键作用。BVP从凝胶中缓慢释放达40d之久，其释放机制以扩散为主。分子间的相互作用显著降低了凝胶溶蚀和药物释放的速率，凝胶的溶蚀对药物释放的影响并不明显。以PLGA-PEG-PLGA为载体的rhIL-2缓释制剂体外释放周期约为20d，累积释药百分数大于60％，没有明显的突释现象。第一周内释放的rML-2具有较高的生物活性，此后，随释放时间增加，rhIL-2的生物活性逐渐降低。SDS-PAGE电泳的结果表明，rhIL-2从凝胶中以单体的形式释放出来。皮下注射rhIL-2缓释制剂（5×106U／kg）的Cmax为206.1pg／ml，Tmax为36h，t1／2为188.4h。采用Wagner-Nelson法计算缓释制剂在大鼠体内各时间点的吸收分数与体外释药的累积释药百分数进行线性拟合，体内外相关性的回归方程为Y=0.019X-0.20，r=0.9870，表明缓释制剂的体内外相关性良好。选用小鼠体内移植性肿瘤H22实验模型，考察rhIL-2缓释凝胶制剂单次给药与rhIL-2溶液剂连续给药5天的抑瘤效果。与阴性对照组相比，低、中、高三种剂量的rhIL-2缓释制剂均具有非常显著的抑瘤作用（P＜0.01）。与rhIL-2溶液剂组相比，中、高剂量缓释制剂组的抑瘤率没有显著性差异（P＞0.05）。rhIL-2缓释制剂的抑瘤效果良好。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

前言

第一章 PLGA-PEG-PLGA共聚物的合成及基础性质研究

1 PLGA-PEG-PLGA共聚物的合成及表征

1.1 仪器与试剂

1.2 实验部分

1.2.1 PLGA-PEG-PLGA共聚物的合成

1.2.2 PLGA-PEG-PLGA共聚物的表征

1.2.3 共聚物溶液胶凝温度测定

1.2.4 溶解度的测定

1.3 结果与讨论

1.3.1 聚合反应的机理

1.3.1 合成工艺考察

1.3.3 粗产物后处理条件的选择

1.3.4 PLGA-PEG-PLGA共聚物的鉴别

1.3.5 共聚物溶液的相转变温度

1.3.6 PLGA-PEG-PLGA共聚物的理化性质

2 PLGA-PEG-PLGA共聚物的流变学研究

2.1 仪器

2.2 实验部分

2.2.1 共聚物溶液流变性质的表征

2.2.2 共聚物溶液相转变过程的表征

2.3 结果与讨论

2.3.1 共聚物溶液的相转变过程

2.3.2 共聚物溶液的流变性质

2.3.3 共聚物溶液的粘度

3 PLGA-PEG-PLGA共聚物质量分析方法的建立及稳定性研究

3.1 仪器与试剂

3.2 方法与结果

3.2.1 PLGA-PEG-PLGA共聚物分析方法的建立

3.2.2 稳定性试验

3.3 讨论

3.3.1 PLGA-PEG-PLGA共聚物的含量测定方法

3.3.2 PLGA-PEG-PLGA共聚物的稳定性

4 本章小结

参考文献

第二章 PLGA-PEG-PLGA共聚物的安全性评价及体内外降解研究

1 PLGA-PEG-PLGA共聚物的安全性评价

1.1 材料与动物

1.2 实验方法

1.2.1 PLGA-PEG-PLGA共聚物溶液的配制

1.2.2 小鼠急性毒性试验

1.2.3 小鼠最大耐受量试验

1.2.4 植入试验

1.2 结果与讨论

2.1.1 小鼠急性毒性试验

2.1.2 小鼠最大耐受量试验

2.1.3 共聚物的组织相容性

2 PLGA-PEG-PLGA共聚物的体内外降解的研究

2.1 材料与动物

2.2 试验方法

2.2.1 质量损耗的测定

2.2.1 共聚物相对分子量的测定

2.3 结果与讨论

2.3.1 体外降解

2.3.2 体内降解

3 本章小结

参考文献

第三章 PLGA-PEG-PLGA共聚物对难溶性药物增溶的研究

1 仪器与试剂

2 实验部分

2.1 临界胶束浓度测定

2.2 PLGA-PEG-PLGA共聚物对吲哚美辛的增溶作用

2.2.1 吲哚美辛分析方法的建立

2.2.2 PLGA-PEG-PLGA共聚物对吲哚美辛的增溶实验

2.3 共聚物对布洛芬、尼莫地平和尼卡地平的增溶作用

2.3.1 分析方法的建立

3 结果和讨论

3.1 临界胶束浓度测定

3.2 PLGA-PEG-PLGA对药物增溶的研究

3.2.1 不同载药方法对增溶效率的影响

3.2.2 PLGA-PEG-PLGA共聚物对不同药物的增溶作用

4 本章小结

参考文献

第四章 PLGA-PEG-PLGA共聚物凝胶中药物释放行为的研究

1 仪器、试剂与药品

2 实验部分

2.1 药物分析方法的建立

2.1.1 吲哚美辛分析方法的建立

2.1.2 氟尿嘧啶分析方法的建立

2.1.3 蜂毒多肽分析方法的建立

2.2 油水分配系数测定

2.3 载药凝胶的制备

2.4 凝胶体外溶蚀

2.5 药物体外释放

2.6 X射线衍射和红外光谱鉴别

3 结果与讨论

3.1 共聚物浓度对药物释放的影响

3.2 药物性质对释放的影响

3.3 丙交酯／乙交酯比例对凝胶溶蚀和药物释放的影响

3.4 药物从PLGA-PEG-PLGA共聚物和ReGel中释放的比较

3.5 BVP与共聚物相互作用的鉴别

3.5.1 X射线衍射研究

3.5.2 红外光谱研究

3.6 BVP与共聚物的相互作用对凝胶溶蚀和药物释放的影响

3.7 载药量对药物释放和凝胶溶蚀的影响

4 本章小结

参考文献

第五章注射用白介素-2温敏型缓释凝胶的体内外评价

1 仪器、试剂与药品

2 实验部分

2.1 体外分析方法的确证

2.1.1 标准曲线的制备

2.1.2 精密度和回收率试验

2.2 体内分析方法的确证

2.2.1 标准曲线的制备

2.2.2 精密度与准确度

2.3 载药凝胶的制备

2.4 rhIL-2体外释放实验

2.5 rhIL-2活性测定

2.6 SDS-聚丙烯酰胺(SDS-PAGE)电泳测定

2.6.1 样品溶液配制

2.6.2 凝胶配制

2.6.3 电泳

2.6.4 染色与固定

2.7 皮下注射rhIL-2缓释凝胶和溶液的血药浓度测定

2.7.1 实验动物

2.7.2 给药与血清样品采集

2.7.3 药动学数据处理方法

3 结果与讨论

3.1 rhIL-2的分析方法

3.2 rhIL-2的体外释放研究

3.2.1 释放介质的选择

3.2.2 rhIL-2从凝胶中的释放

3.2.3 rhIL-2的生物活性

3.2.4 SDS-PAGE电泳

3.3 rhIL-2缓释凝胶在大鼠体内药动学的研究

3.4 体内外相关性研究(IVIVC)

4 本章小结

参考文献

第六章注射用白介素-2温敏型缓释凝胶的药效学评价

1 药品、试剂与仪器

2 实验方法

2.1 实验动物

2.2 rhIL-2制剂的制备

2.3 接种

2.4 分组与给药

2.5 检测指标

3 结果与讨论

3.1 rhIL-2缓释制剂的治疗效果

3.2 rhIL-2的治疗方案

4 本章小结

参考文献

全文结论

致谢

附图

攻读博士学位期间发表论文情况

附录

发布时间: 2006-12-14

参考文献

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[4].基于壳聚糖PLGA纳米载体的构建及其水解释药研究[D]. 马方奎.中国海洋大学2013
[5].装载蛋白药物的PCADK/PLGA混合微球研究及在重组人生长激素中的应用[D]. 王晨晖.吉林大学2016
[6].粒径均一的PLGA颗粒制备及在长效缓释体系和Pickering乳液中的应用[D]. 齐峰.中国科学院研究生院(过程工程研究所)2015
[7].基于抗原装载方式的均一PLGA纳微球疫苗递送与佐剂系统的研究[D]. 刘婍.中国科学院研究生院(过程工程研究所)2016
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