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胰岛素等蛋白类药物由于分子量大,生物膜透过性差,口服给药吸收困难,且易受胃肠道pH、酶系统、菌群代谢分解及肝脏首过作用等影响导致生物利用度差而影响疗效,且其生物半衰期通常很短,需频繁用药,患者依从性差。缓控释技术被认为是一种提高这些药物药效行之有效的方法。本课题从丙烯酸(AA)对羟丙甲基纤维素(HPMC)的低临界溶解温度(LCST)影响的基础研究出发,设计合成了一种温度及pH双重敏感性纳米水凝胶-PAA/HPMC复合凝胶,期望其较小的粒径及环境敏感性能让它成为蛋白类药物的优良传输系统。HMPC在水溶液中是具有LCST的温度敏感性高聚物,可在高于LCST的温度下发生相转变而凝胶化,其LCST通常高于60℃。向HPMC水溶液中加入AA单体,随着AA浓度的增加可使HPMC的LCST从66℃降低到38℃。研究表明相变温度的降低主要归功于HPMC和AA间强的氢键作用。HPMC的浓度、外界pH值及小分子盐的存在均会影响AA使HPMC的LCST降低的程度。一些类似结构的小分子弱酸如甲基丙烯酸(MAA)、氯乙酸(CA)、丙酸(PA)、乙酸(HOAc)同样可对HPMC的LCST产生不同程度的影响。向HPMC溶液中加入弱酸后,弱酸作为质子供体,与作为质子受体的HPMC形成一种复合物,从而使HPMC链的疏水作用力增加,在较低的温度下就发生相转变。弱酸分子对LCST影响程度的大小取决于该弱酸与HPMC基于氢键形成的复合物疏水性大小,故弱酸分子自身的一些性质如弱酸–OH中O原子的电负性(决定弱酸与HPMC氢键大小)、脂水分配系数(log P)、分子面积和分子体积等均对其有影响。在HPMC水溶液中,以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂、过硫酸钾为引发剂、四甲基乙二胺(TEMED)为促进剂,在溶液的LCST下以HPMC为模板引发AA聚合,全水相中成功的制备了一系列HPMC-PAA复合纳米水凝胶。这种方法避免了反相微乳等法中有机溶剂的引入,所制备的纳凝胶绿色安全、无需任何处理可直接应用临床载药。对纳凝胶制备过程进行研究发现:当反应时间取4-5h,反应温度取该溶液中HPMC的LCST,交联剂引发剂用量为4wt%-5wt%(基于AA质量)时,可制得粒径在50-100nm的形貌规整的圆形纳米粒子。且制备的HPMC/PAA复合凝胶具有优良的温度及pH敏感性。以胰岛素为模型药物,对制备的纳米凝胶进行了基本的体外性能研究。制备的载药凝胶TEM下观测仍呈形貌规整的纳米粒,粒径分布在100-200nm间,由于该纳米凝胶小的尺寸,其可以进入很多大粒子难以进入的人体器官组织并能越过许多生物屏障到达病变部位。体外释药研究表明,药物释放呈现显著的缓释效应,释药过程符合扩散-溶蚀(Q=k1t1/2+k2t+k3t2+k4t3)动力学模型,受到扩散、载体材料自身松弛及材料的溶蚀作用等因素共同影响。同时,药物在pH7.4偏中性环境中释放远远快于在pH1.2的胃液环境中,且药物的释放速率在载体LCST附近有一个突变,可实现药物的控制释放。