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聚合物 药物 制备工艺 附加剂 ——解析影响微球中多肽类药物释放四大因素 2

来源:医学杂志 2007-03-02 15:51:32 

br>生物降解速度快,rhIGF-Ⅰ可以持续释放并在30天内释放完全。研究人员制备了
rhGH的PLGA微球,对比后发现,同相对分子质量羧基末端的PLGA微球体外降解比
烷基末端的快2~3倍,体内降解速度快3~4倍。
  研究人员制备了一系列REG与PLGA(50∶50)的共聚物(PEG-PLGA),分别
以PLGA和PEG-PLGA为微球基质研究了促性腺激素释放激素拮抗剂Teverelix微球
的释放特性。体外释放实验表明,载药量为8%的PLGA微球在15天内几乎不释放,
而PEG-PLGA微球的释药量可达15%;载药量为25%的PLGA微球在15天内可释放30%,
而PEG-PLGA微球的释药量可达60%。
  ◆蛋白吸附导致药物释放不完全
  高分子材料的疏水性可能引起蛋白吸附,从而导致蛋白质的聚集及从PLGA微
球中体外释放不完全。
  研究表明,由于溶菌酶与PLGA链末端羧基的静电相互作用,溶菌酶经历了非
特异性吸附和非共价聚集,从而导致溶菌酶从PLGA微球中不释放。国外学者也发
现破伤风毒素在体外的不完全释放的部分原因是由于PLGA和玻璃瓶对破伤风毒素
的吸附作用。他们将破伤风毒素与牛血清白蛋白(BSA)一起包被,可使其在体
外释放更完全,在释放介质中加入BSA可显著减少聚合物和玻璃器壁对破伤风毒
素的吸附。实验证明,rhIGF-Ⅰ可与PLGA的羧基末端结合,能够显著减少突释。
   ■药物载量和稳定性值得关注
  近年来的研究证明,不但聚乳酸类聚合物本身的性质直接或间接地影响药物
释放,微球所包被的多肽类药物量的多少,以及药物本身的稳定性也会影响药物
的释放。
  ◆药物不稳定延缓释放
  生物大分子药物的稳定性差,在微球的制备过程中,温度、剪切力及油水界
面等都会影响药物的稳定性,特别在释放过程中,蛋白类药物极易在微球内部聚
集成为不溶性沉淀而影响药物的释放。
  研究者发现,无论采用复乳化-溶剂蒸发法(W/O/W)还是乳化-溶剂蒸发法
(S/O/W),使用高相对分子质量的PLGA(Resomer RG504)或低相对分子质量的
PLA(Resomer L104)制备的胰岛素微球,体外释放均缓慢且不完全,30天内的
累积释放皆小于30%。他们对未释放的药物进行分析发现,仅有11%的胰岛素保持
了其完整性,22%形成了二聚体,超过50%形成了多聚体。现在已知道,聚合物水
解致使微球内部pH值降低是造成药物不稳定的主要原因。为了克服这种不利的酸
性环境,研究人员在PLGA基质中尝试加入了难溶性的弱碱,如Mg(OH)2,ZnCO3等,
成功地稳定了基质中的BSA,显著促进了BSA的释放。
  ◆载药量越高突释量越大
  微球的载药量高则突释大,累积释放相应较多,这是因为载药量高则药物易
在微球表面富集,在释放时形成水溶性通道可加速药物的释放,同时微球内外较
高的浓度梯度促使微球内部的药物向外扩散。
  对FITG-albumin的PLGA(Resomer RG503H)微球进行的荧光实验表明,载药
量为7%的微球,FITC-albumin均匀分布在微球内部;载药量为30%的微球,蛋白
集中分布在微球的外层区域,10天内的累积释放分别为20%和70%。对不同载药量
的rhIGF-ⅠPLGA(Resomer RG502H)微球的体内、外释放行为的研究证明,载药
量为20%的微球突释及累积释放都显著高于载药量为4%的微球。
   ■附加剂对药物释放的影响需深入研究
  在微球的制备过程中,常常要加入多种附加剂来保持蛋白、多肽类药物的稳
定性、提高包封率或便于成球等。常用的附加剂有多元醇类(如甘露醇、海藻糖、
山梨醇等),非离子表面活性剂(如聚山梨酯20,Span-80,F-68等),大分子
化合物[人血清蛋白(HSA),聚乙二醇(PEG),羟醛-β-环糊精(HP-β-CD)
]等,这些物质都可能影响微球的释放特性。但从目前来看,其对药物释放影响
的机制尚不十分明了,有待深入研究。
  研究显示,非离子表面活性剂的加入可以增加微球的亲水性,有助于药物的
释放。国外研究人员研究了表面活性剂对降钙素(CT)的PLGA微球体内释放行为
的影响,在内水相加入聚山梨酯80或油相加入Span-60。体内试验表明,未加入
表面活性剂的微球突释后的释放率为每天0.66%,出现了较长时间的时滞期;含
有表面活性剂的微球可持续释放达7周,后继释放率为每天1.33%,由于表面活性
剂可以稳定初乳使多肽均匀地分布在微球的骨架中,同时防止聚合物对CT的吸附,
有利于释放。
  另外一项研究显示,在制备胰岛素(Insulin)PLGA(Resomer RG504H)微
球过程中,形成初乳时分别加入不同质量浓度(15或30毫摩尔/升)的3种非离子
表面活性剂聚山梨酯-20,Span-80和F-68,体外试验表明,含有表面活性剂的微
球突释效应都不同程度的高于不含表面活性剂的微球,胰岛素的后续释放率都增
大,可能是这些亲水性的非离子表面活性剂增加了微球的亲水性,促进了胰岛素
的释放,实验证明,加入3%的聚山梨酯-20可以得到包封率较高,释放较理想的
微球。研究还发现,使用W/O/W法制备BSA的PLGA(50∶50)微球时,在聚合物相
加入1%的Poloxamer 188或Poloxamer 331可显著增大突释效应,蛋白的持续释放
率也明显增加,但对W/O/O法制备微球的影响不大。
   ■选准微球制备工艺 促进药物平稳释放
  制备微球有多种工艺,而不同的制备工艺会直接影响药物在基质内的分布及
稳定性、微球的表面形态和大小及微球的内部结构,从而间接影响药物的释放程
度。所以,根据不同的大分子药物种类,可以选择不同的微球制备工艺,达到控
制药物均匀平稳释放的目的。对此,国内外研究者做了大量的研究工作。
  ◆复乳法
  复乳法技术路线简单易行,但工艺中的影响因素很多,包括内水相体积、油
相体积、内水相和油相的比例,制备初乳和复乳的搅拌条件,蛋白、多肽的浓度,
搅拌装置等,造成药物释放难以控制。其中,比较受重视的是复乳法对蛋白、多
肽类药物的稳定性及微球结构的作用对突释和释放的影响。
  在复乳法制备初乳时,由于蛋白质具有表面活性易于吸附在油水界面上,发
生不可逆的聚集,造成释放不完全。对比BSA、卵清蛋
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