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壳聚糖(CS)是一种来源丰富的天然高分子,由于它本身的特殊结构,使其具有独特的性能。为了扩大壳聚糖的应用,必须对其进行化学改性,壳聚糖的季铵化改性是其中的一种,目前在合成方面的研究常见报道,但是应用方面的研究还不够广泛,主要局限在废水处理、医学、化妆品等方面,对于壳聚糖季铵盐的载药和释药行为的研究少见报道。本文用羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HTCC)作为利巴韦林(RIV)的药物缓释载体,研究了载药微球的制备及其释药特性,为扩大壳聚糖的应用提供科学依据。
研究的主要内容及结果如下:
1、HTCC的制备研究:在单因素实验的基础上,通过正交实验,得出了合成HTCC的最佳工艺条件,即在中性介质中反应,2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(ETA)与CS的质量比为4,反应时间为4h,反应温度为80℃,水与异丙醇的体积比为3,此时产物的取代度可达83%。
2、HTCC的结构和稳定性:利用傅里叶变换红外光谱分析HTCC的结构,证明ETA已经接枝到CS分子链的氨基上。X-射线衍射分析说明ETA接枝到CS分子链上后,其结晶度下降。采用热分析考察HTCC的热稳定性,结果显示,ETA接到CS分子链上后,HTCC的热稳定性下降,其分解过程大致可以分为两大步。第一步为主链脱乙酰、糖苷键的裂解,第二步为吡喃环的裂解以及炭化残渣的分解,它们都是放热反应。
3、CS微球和HTCC微球的结构表征:粒度分析仪分析结果显示,CS微球平均粒径为195.4nm,HTCC微球平均粒径为211.6nm。傅里叶变换红外光谱分析微球的结构表明,TPP与CS的-NH3+发生了离子交联作用;TPP与HTCC的-N+(CH3)3发生了离子交联作用。RIV被包埋在微球内部或吸附在微球表面。
4、CS微球和HTCC微球的载药研究:考察了RIV浓度、TPP浓度对微球包封率和载药量的影响。结果表明,随着RIV浓度的增大,CS和HTCC载药微球包封率逐渐减少,而载药量却逐渐增加。随着TPP浓度的升高,CS和HTCC载药微球包封率先增加后减小,载药量却一直减小。壳聚糖经季铵盐改性后,载药微球的包封率和载药量显著提高,最佳包封率和载药量均由壳聚糖(CS)微球的10.0%提高到14.5%。
5、CS微球和HTCC微球的释药研究:在酸性、中性和碱性介质中,CS和HTCC两种载药微球在释药初始阶段均有一个“暴释”过程,随后快速释药,10h释药达到平衡,在72h时HTCC微球释药量都比CS的大。微球的释药过程分为三阶段,分别为暴释、扩散、溶蚀与降解。根据微球的释药曲线,在第二阶段进行释药模型拟合,结果表明CS微球和HTCC微球均符合Higuchi方程,属于扩散释放。