聚乳酸微球的应用及研究进展(27页).doc

-聚乳酸微球的应用及研究进展-第 23 页摘要本文主要阐述聚乳酸在载药领域的研究和应用。重点介绍了几种载药聚乳酸的载药方式和应用，其中包括聚乳酸微球、聚乳酸纳米微粒和聚乳酸纤维等。首先，介绍了聚乳酸微球的制备、降解和应用。其次，阐述了载药聚乳酸纳米微粒的制备方法和载药应用，并且介绍了聚乙二醇对聚乳酸纳米微粒的表面修饰和在国内的发展情况。最后，论述了静电纺丝制备载药聚乳酸纤维膜和载药聚乳酸超细纤维以及载药聚乳酸纤维膜和载药聚乳酸超细纤维的应用。关键词聚乳酸；载药；应用；研究进展 AbstractThis paper mainly expounds the research and application of the poly-lactic acid in the field of drug-loading. It is emphatically introduced several drug-loading poly-lactic drug-loading modes and application, including poly-lactic microspheres, poly-lactic acid nano-particles and poly-lactic acid fiber and so on. Firstly, this paper introduces the preparation of poly-lactic acid microspheres, degradation and application. Secondly, this paper expounds the poly-lactic acid drug-loading nano-particles drug-loading methods of preparation and application, and introduces the polyethylene glycol of poly-lactic nano particles and surface modification and development in domestic. Finally, the author discusses electro-spinning prepares drug-loading poly-lactic acid fiber membrane and drug-loading poly-lactic superfine fibers and poly-lactic acid fiber membrane drug-loading poly-lactic and the application of superfine fibers.朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典©2010商务工具译者工具包关于 Google 翻译博客隐私权政策帮助Key wordsPoly-lactic; drug-loading; application; research progress目录摘要IAbstractII前言1第一章 载药聚乳酸微球的制备及应用21.1 聚乳酸载药微球的制备方法及应用21.1.1 复乳-液中干燥法及其应用21.1.2 喷雾干燥法及其应用31.1.3 低温喷雾提取法及其应用31.1.4 相分离法及其应用31.1.5 超临界流体技术及其应用41.2 端羟基聚乳酸微球的制备及降解41.3 聚乳酸载药微球的性能51.3.1 生物相容性和可降解性51.3.2 靶向性51.3.3 控释性61.4 载药聚乳酸微球应用现状6第二章 载药聚乳酸纳米微粒的制备及应用72.1 载药聚乳酸纳米微粒的制备72.1.1 溶液蒸发法72.1.2 自乳化溶剂扩散法82.1.3 盐析/乳化扩散法82.1.4 超临界流体技术92.2 聚乳酸纳米微粒的表面修饰92.3 聚乳酸纳米微粒的研究进展92.4 聚乳酸纳米微粒的应用11第三章 载药聚乳酸纤维的制备及应用133.1 静电纺丝的研究进程及现状133.2 载药聚乳酸超细纤维的制备及应用133.2.1 载药聚乳酸超细纤维的制备133.2.2 载药聚乳酸超细纤维的应用143.3 载药聚乳酸纤维膜的制备153.4 载药聚乳酸纤维应用16结论18参考文献19致谢25前言天然高分子在生物相容和生物降解方面有着优良的性质，来源于自然界、产量丰富、价格便宜、稳定无毒、成膜性或成球性好，是最常用的医用微球材料，但是其降解不均匀以及一些特定的自然属性也限制了其使用的范围。近年来人工合成的可生物降解的高分子材料由于无毒无刺激性，成膜性或成球性很好，化学稳定性高，生物相容性好，可控性强，受到了高度重视，并广泛应用于医学领域的科学研究之中。例如，在药物缓释体系中，生物降解型聚酯是研究较多的材料，其中引人注目的是聚乳酸、聚羟基乙酸及其共聚物聚乳酸是一种新型高分子聚合物，是以乳酸为单体经缩聚反应合成的生物可降解高分子材料，它无毒、无刺激性，具有良好的生物相容性，可生物降解吸收，强度高、可塑性好、易加工成型。聚乳酸在生物体内经过酶分解，最终形成二氧化碳和水，不会在重要器官内聚集，是一种备受关注的新兴可生物降解的生物医用高分子材料。因此，聚乳酸可作为药物控释载体在生物医学上有重要的应用。其载药形式主要包括聚乳酸微球、聚乳酸纳米微粒、聚乳酸纤维等等。第一章 载药聚乳酸微球的制备及应用聚乳酸（polylactide简称PLA）是合成降解性高分子药物载体材料，具有无毒性、可控制生物降解、原料易得、生物相容性较好等优点，它在生物体内经过酶分解，最终形成二氧化碳和水，不会在重要器官内聚集，因而成为制备微球的合适囊材1，是一种备受关注的新兴可生物降解的生物医用高分子材料。其在生物医学上的应用主要包括在手术缝合线、药物控释载体、骨科内固定材料、组织工程支架等方面的应用。其中在药物控制释放领域，研究得最多的是有效控制释放，而微粒化药物制剂能靶向治疗，如头孢唑啉钠聚乳酸微球、美司钠聚乳酸微球等2-3。1.1 聚乳酸载药微球的制备方法及应用制备聚乳酸微球，可根据药物的理化性质、微球的粒径分布、微球的释药速率等要求，选择适当的制备方法。微球制剂制备方法有乳化分散溶剂挥发法、低温喷雾提取法、相分离法、超临界流体技术、喷雾干燥法等，其中以乳化分散溶剂挥发法最常用。1.1.1 复乳-液中干燥法及其应用将药物的水溶液或混悬液加入到溶有聚合物的有机相中，搅拌或超声振荡使成初乳(W/O型)，再转入到含有稳定剂的水溶液中，匀化成复乳(W/O/W型)，除去有机溶剂，洗涤干燥即得。其主要优点是蛋白质在微球中分散较均匀，制备的微球突释较少；缺点是工艺过程需要控制的变量多，对蛋白质活性影响较大，工艺放大较为困难4。目前，一般在应用复乳溶剂蒸发法的过程中，无论是初乳还是复乳大都采用传统的机械搅拌、超声、均质等常规乳化方法制备，所制备的复乳液滴和固化后所得到的载药微囊往往粒径不均一，药物包埋率低，且制备过程重复性差，限制了其临床应用的发展。本文的研究设法对W/O/W复乳溶剂蒸发法进行了改进，在复乳制备过程中引入了SPG膜乳化技术，以其代替机械搅拌、超声、均质等传统乳化工艺用于复乳液的制备，以期得到粒径均一的载药微囊。此外，复乳溶剂挥发法已在聚乳酸载药微泡的制备上得到了应用。超声乳法结合SPG微膜乳化器法制备的载羟基喜树碱微泡超声造影剂，在粒径大小上适合超声显影及使用安全性的需求，在新西兰大白兔心脏超声造影中呈现良好的显影效果，同时能够顺利通过肺循环使左心室充盈成像。在药物控缓释实验中，该载药微泡无论在体外还是在体内都具有较好的缓释效果，比非包裹药物具有更长时间的恒定药物释放量，同时，药物的突释浓度远低于非包裹药物，因此，用PDLLA为囊材制备载药控缓释微泡具有可行性。但是，在载药微泡结合超声靶向释药抗小鼠肝癌肿瘤实验中，载药微泡结合超声靶向作用的抑瘤率为61.88%，还没有达到理想状态，这可能是因为静脉注射方式给药量有限，在此条件下，如果微泡的载药率不够高，将难以长时间维持有效的血药浓度。盘捷在载药聚乳酸微泡超声造影剂的实验研究中制备的羟基喜树碱PDL以微泡超声造影剂的实验研究载药率在1%左右，如何继续提高载药率将是研究进一步深入研究的重点5。1 喷雾干燥法及其应用将溶有药物的载体材料溶液喷入到惰性气体的热气流中，液滴中的溶剂迅速蒸发，药物被包埋于载体材料中，形成微囊或微球。卤代溶剂二氯甲烷(DCM)是最常用的溶剂之一。Fang-jing等6用此法制备依他硝唑PLGA微球。Elisabetta，Gavini等7用该法制备万古霉素的PLGA微球。在整个制备过程中没有相分离，也不需要表面活性剂，制得的微球平均粒径达11m，其药物包封率接近理论值。此法可一步成囊，简便快捷。1 低温喷雾提取法及其应用将多肽及其稳定剂的粉末或冻干品与溶有聚合物的有机溶剂均匀混合，混悬液以雾状喷至冷冻的乙醇溶液中，后者界面封以液氮。在-70温度下，乙醇将微球中的有机溶剂不断提取，滤去乙醇得干燥微球。该法可有效增加遇水不稳定药物的稳定性，目前已被成功地运用于开发重组人生长激素(rh GH)微球，rh GH微球已被美国食品药品管理局批准上市，商品名为Nutropin DepotTM。1 相分离法及其应用相分离法又称界面沉积法，是在药物与聚合物的有机溶液中，加入另一种能与溶解聚合物的溶剂任意混溶，但不能溶解药物和聚合物的有机溶剂，产生新相，固化成球。Ma-ryellen8等将相对分子质量大小不同的蛋白质溶液分散在PLGA的二氯甲烷中，超声形成乳液后冻干，再次溶于二氯甲烷中，匀速搅拌下均匀加入石油醚，即形成微球。Fwulong等9将不同比例的壳聚糖和PLGA混合制备了蛋白质微球，通过调节溶剂、水温和壳聚糖/PLGA的比例来改善两种聚合物间的热力学相容性，影响微球中蛋白质的水合作用和降解特性，所制得的微球可用于牛血清蛋白的缓释体系。1 超临界流体技术及其应用超临界流体(supercritical fluid，SCF)是某些物质达到一定的临界温度和临界压力以上形成的流体，兼有气体和液体的优点，其特殊的物理性质使SCF成为一种优良的结晶溶剂。Pu Xirain等10用该法制备了球形度好且粒度均匀的聚乳酸微球，具有良好的缓释效果。超临界流体技术具有安全、无毒、无污染、生产过程温和等特点，适用于蛋白质控缓释微球的制备，所制备药物颗粒具有均匀、易控、结晶度高等多种优点。1.2 端羟基聚乳酸微球的制备及降解聚乳酸药物微球或微囊的粒径及分布对给药方式及疗效有很大影响,因此控制微球的粒径及其分布至关重要11。针对聚乳酸因疏水性较强而只能制备包裹非水溶性药物的微球的现状, 石淑先，夏宇正，李斗等以在1,4-丁二醇和D,L-乳酸为原料，经缩合聚合法制备端羟基聚乳酸(HOPLAOH)的基础上12,用溶剂挥发法13制得了粒径较均一且分布较窄的适于注射用的端羟基聚乳酸微球,在改善聚乳酸亲水性的基础上14-16,有望将羟基作为反应活性点,以方便在其上引入抗体、多肽类药物等生物活性物质。具体的制备过程如下：在100mL的三口瓶中按照比例加入一定量HOPLAOH、二氯甲烷，搅拌2h使其充分溶解。在600r/min搅拌度下将上述溶液通过恒压滴液漏斗以1滴/s速度滴加到盛有一定浓度和体积的PVA水溶液中，滴加完毕后搅拌2h，然后打开瓶塞挥发溶剂。取部分乳液离心，用去离子水洗涤微球23次除去表面的PVA，常温真空干燥24h。采用滴定法考察微球的降解情况。将制备的端羟基聚乳酸微球投进装有5 mL pH为714的缓冲溶液(每升去离子水中加入8gNaCl、0.12 gKCl、0.12gKH2PO4、219gNa2 HPO4·12H2O)中，并且将之置于37恒温槽中进行降解实验。间隔一定时间从恒温槽中取一次样品，并用移液管取2mL降解溶液，以酚酞作为指示剂，用氢氧化钠(NaOH)溶液滴定，以此表征溶液中H+浓度变化。将降解后微球常温真空干燥后用扫描电镜(SEM)观察其表面形貌17。1.3 聚乳酸载药微球的性能生物可降解性高分子载药微球为具有良好的生物相容性、生物降解性、理化及生物稳定性、极低的毒性，以及较高的载药性的理想药物载体，因此，来有关其的研究已受到学术界的广泛重视。1 生物相容性和可降解性PLA及其衍生物(PLGA)对机体无害，具有良好的生物相容性。PLA在体内能被水解脱脂生成乳酸单体，继而被乳酸脱氢酶氧化为丙酮酸，作为能量物质参加三羧酸循环，最终生成CO2和H2O经肺、肾、皮肤排出体外。PLGA的降解产物为乳酸和羟基乙酸，后者也是一些氨基酸的代谢产物。Ying He等18用5种方法研究聚乳酸微球降解过程，发现聚乳酸微球的降解过程有两个阶段，初期主要发生聚合物分子链断裂和相对分子质量减小，后期主要发生聚合物片段溶蚀和质量减少，其降解速度随平均相对分子质量增加而减慢。实验结果说明聚乳酸是可生物降解材料，降解有规律，是优良的药物控制释放材料。宋凤兰等19以大鼠为研究对象，考察了基因重组人干扰素-聚乳酸乙醇酸微球的生物降解性和生物相容性。结果聚乳酸乙醇酸微球在体外六周降解百分率超过80%，在体内六周可降解完全；给药部位病理切片观察，仅见轻微炎症反应，未见病理变化。1 靶向性聚乳酸微球可在体内特定区域分布，使药物在靶器官、靶组织、靶细胞释放，减少其它非靶部位药物浓度降低，从而使药物毒性和不良反应降低。Fwu-Long Mi等20已成功通过将pH敏感材料作为微球的外壳材料连接在主材料上，使药物可以在pH敏感部位进行靶向释放。Hong Zhao等21将磁性物质包埋在微球中，通过体外磁场诱导微球达到靶向释放的目的。程国华等22分别对小鼠尾静脉注射汉防己甲素聚乳酸微球和汉防己甲素注射剂，比较小鼠各组织中汉防己甲素的浓度，以反相HPLC法测定结果证明汉防己甲素聚乳酸微球具有明显的肺靶向性。1 控释性作为药物载体，聚乳酸微球具有良好的药物保护、缓控释性能。药物释出通过表面蚀解、骨架扩散、整体崩解、水合膨胀、解离扩散等几种方式进行23，刚开始是吸附在微球表面的药物快速释放，随着载体逐步降解形成更多的释放孔道，使药物逐渐溶出。初始阶段药物释放缓慢，随着后期载体的迅速降解，释药速度不断增加。1.4 载药聚乳酸微球应用现状目前，聚乳酸及其共聚物微球作为多肽、蛋白类药物的载体已广泛应用于免疫学、基因治疗、肿瘤治疗、骨缺损修复、眼科等众多领域中24。已商品化的有促黄体激素释放激素LHRH类药物戈舍瑞林皮下植入剂、亮丙瑞林肌肉注射混悬剂、促甲状腺激素释放激素TRH类药物曲普瑞林、抗生素苯唑西林等。正在研究的药物很多，主要有抗生素及抗癌化疗用药、解热镇痛药、神经系统用药、激素及计划生育用药、多肽药物和疫苗等，都处于实验室研究或动物实验阶段。第二章 载药聚乳酸纳米微粒的制备及应用近年来，人们大力研究发展可生物降解纳米控释给药系统。纳米控释给药系统是指药物和生物活性材料通过溶解、包裹作用位于纳米微粒的内部，或者通过吸附、附着作用位于纳米微粒表面25。纳米微粒的直径在101000nm。与微粒相比，聚合物纳米微粒作为药物传递和控释的载体，具有许多优点：体积超微小，能穿过组织间隙；可控释药物，延长生物半衰期；易实现靶向和定位给药；减少给药次数，减轻或避免毒副作用；增强药物的稳定性。因此，纳米控释系统主要用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的药物给药。纳米控释系统的载体材料都是高分子化合物，包括天然高分子和合成高分子。天然高分子如血红蛋白等纯化困难，生产成本高，纳米微粒的载药量低，水性药物泄漏快，应用受到很大限制。非生物降解型合成高分子易在人体器官发生积累，对人体有害。因此，可生物降解的合成高分子在纳米控释系统的应用研究成为一个热点。用于药物控释系统的可生物降解聚合物有聚酯、聚酸酐、聚酰胺、聚氰基丙烯酸酯和聚磷腈。迄今研究最多、应用最广的就是以聚乳酸及其共聚物为代表的羟基酸或其内酯的聚合物。聚乳酸具有优良的生物相容性，在人体内代谢的最终产物是水和二氧化碳，中间产物乳酸是体内糖代谢的产物，所以不会在重要器官聚集。从20世纪70年代开始，聚乳酸作为一种优秀的药物载体材料被广泛研究，美国食品药物管理局(FDA)已批准聚乳酸用作制剂的材料。目前，载药聚乳酸纳米微粒的制备方法主要有溶剂蒸发法、自乳化溶剂扩散法、盐析法/乳化扩散技术和超临界流体技术。下文将介绍载药聚乳酸纳米微粒的几种制备方法，并对纳米微粒表面修饰作较为详细的介绍。2.1 载药聚乳酸纳米微粒的制备2 溶液蒸发法溶剂蒸发法是一种最常用的聚乳酸纳米微粒的制备方法，它是借助乳化剂的作用，使用高速搅拌器、高速均化乳化器和超声乳化器，制备水溶或非水溶性药物的聚乳酸纳米微粒，升温或减压或连续搅拌蒸出溶剂，过滤、干燥，即得载药聚乳酸纳米微粒。把聚乳酸溶解到与水不互溶的有机溶剂(如二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯)中形成溶液，把药物分散或溶解到聚乳酸溶液中；采用合适的分散方法，把形成的溶液或混合物加入到含有乳化剂的水体系中，形成O/W型乳液，液滴内部是含有聚乳酸和药物的油相。形成稳定的微乳后，采用升温或减压或连续搅拌等方法蒸出有机溶剂，即得到含药物的聚乳酸纳米微粒，再进行分离、洗涤、干燥26。制备过程中，乳化剂和溶剂的种类和用量、溶剂的蒸发速度、聚乳酸的分子量等因素对纳米微粒的物理化学性质、药物的包封率及释放影响很大。水溶性药物聚乳酸纳米微粒的制备一般采用复乳法，即聚乳酸溶于与水不互溶的有机溶剂，将药物水溶液(内部水相)分散在其中形成水溶性药物的W/O型乳液;配制含有稳定剂和保护胶的水溶液作外部水相。将制得的W/O型乳液在搅拌的条件下分散到外部水相中形成W/O/W型乳液如Zambaux等27采用复乳法制备了聚乳酸纳米微粒并研究了影响其性能的因素。其中，最初乳液的稳定性对于W/O/W型纳米微粒的形态、孔径、药物的释放等影响很大。在内部水相中加入缓冲液或盐会导致多孔性微球，在外部水相中加入缓冲液或盐会形成致密、均一的聚合物基体。此外，相同体系，若采用不同的乳化方法，则药物的包封率及释放速率有很大差别。2 自乳化溶剂扩散法自乳化溶剂扩散法28-29采用水溶性溶剂如丙酮和甲醇与水不溶性溶剂如二氯甲烷和氯仿的混合溶剂为油相，将聚乳酸和药物溶于油相，在中速搅拌下加入到乳化剂的水溶液中。由于水溶性溶剂的自发扩散，使两相界面张力降低，两相界面产生骚动，有机相液滴减小，逐渐形成纳米尺寸的乳滴，并沉淀出来。增大水溶性溶剂的浓度，会使粒径大为减小。上述方法需要使用溶剂和表面活性剂，溶剂会污染环境，残留溶剂对人体有害，降低聚乳酸内药物的药性。.3 盐析/乳化扩散法Allemann及其合作者开发了盐析法30和乳化溶剂扩散技术31-32。盐析法是利用高分子在溶剂中的可逆膨胀原理，在聚乳酸膨胀时加入药物，然后调节pH值、加入合适的盐析剂使聚乳酸和药物沉析出来形成纳米微粒，离心分离，干燥，即可得载药聚乳酸纳米微粒。乳化溶剂扩散技术是把药物和聚乳酸溶于与水部分互溶的有机溶剂中，在搅拌下，加入预先配制好的稳定剂的水溶液形成O/W型乳液，用大量的纯水稀释该乳液，使有机溶剂扩散进入水相，分离，冷冻干燥，得到载药聚乳酸纳米微粒。2.1.4 超临界流体技术超临界流体技术对环境友好，制备出的载药聚乳酸微球纯度高、无溶剂残留。采用此技术制备微粒的报道较多，制备纳米微粒的报道相对较少。超临界流体技术中较普遍应用的是超临界流体迅速扩张法(RESS)和反溶剂超临界法(SAS)。Randolph TW等33采用一种改进的SAS技术和气相反溶剂技术(GAS)成功地制备出聚乳酸纳米微粒，即把聚乳酸的溶液通过喷嘴迅速地导入到超临界流体中，超临界流体把聚合物的溶剂全部萃取掉，不溶于超临界流体的聚合物沉淀，形成纳米粉末。2.2 聚乳酸纳米微粒的表面修饰聚乳酸纳米微粒的表面疏水，易于蛋白质的吸附和被网状内皮系统的巨噬细胞识别。因此，通过表面修饰延长聚乳酸纳米微粒在体内的循环时间很有必要。聚乳酸纳米微粒的表面修饰方法主要有两种，一种是用亲水性聚合物或表面活性剂涂层，另一种方法就是开发带有亲水性链段的嵌段或接枝的聚乳酸共聚物。Gref等34用胆酸钠表面活性剂,采用溶剂蒸发法制备了聚氧乙烯单甲醚(MPOE)涂层的聚乳酸纳米微粒，研究了涂层对zeta电位和吞噬作用的影响。随着MPOE组分的增加，zeta电位增加，说明MPOE位于纳米微粒表面，屏蔽了离子化聚乳酸羧端基。单核白细胞对聚乳酸纳米微粒的吞噬作用的研究验证了这一结论。MPOE链的刷形构型形成立体的非电荷屏障，减弱了单核白细胞的吞噬作用。聚乙二醇(PEG)具有优良的生物相容性和强的亲水性，重均分子量小于50000，从肾脏排泄，毒性不会积累。处于粒子表面的PEG链伸向水中，并能够在水中摇摆，一方面使粒子间产生足够大的斥力以克服范德华引力作用，使粒子具有很好的稳定性而不聚集；另一方面能够阻止蛋白质的吸附和躲避网状内皮系统的捕捉。PEG的抗蛋白性使其在控制释放系统中得到广泛应用。因此常用PEG修饰聚乳酸纳米微粒，以满足医药领域日益扩大的需求。2.3 聚乳酸纳米微粒的研究进展在制备工艺对纳米粒子载药量和释药影响的研究中，Elvassore N等35发现，在用气相反溶剂法制备载胰岛素纳米粒子时，由低分子量PEG合成的材料制得的粒子载药量高，缓释效应明显，释放时间可达1500小时，当PEG的分子量增加时，突释现象明显。Caliceti等36用该法进行了同种载药粒子的研究后也认为，共聚物配方中用高比例、高分子量的PEG会降低载药量，加快释放，并指出胰岛素的释放为扩散机制，而非聚乳酸骨架的降解。Matsumoto J37制备了PLA-PEG-PLA载黄体酮纳米粒子中药。结果发现，聚合物中PEG量增加，纳米粒子的尺寸及降解程度均有少许增加，PEG分子量减小或共聚物中PEG量减少，均可加快药物释放；若将低分子量PEG片段从聚合物中除去，还可降低粒子的突释效应。Avgonstakis K等38也发现嵌段共聚物MPEG-PLGA中MPEG与PLGA的用量比高时，粒子小而不稳定。在该类纳米粒子的体内研究方面，Mosqueria等39运用荧光标记DI研究了PEG修饰的PLA纳米粒子与巨噬细胞之间的关系后证明，与未经修饰的PLA粒子相比，未经修饰的PLA粒子被巨噬细胞吞噬的量是经PEG修饰后的粒子被吞噬数量的13倍；当PEG分子量为20000时，避免被吞噬的能力最强；当PEG分子量固定时，该能力随PE G在共聚物中的比例增大而增强。但是，Gref R等40研究认为这并非是简单的线性关系，PEG用量超过一定比例，吸附蛋白量则不再减少。他还发现，PEG-PLA纳米粒子可有效地避免一般PLA粒子常出现的破裂现象。证明粒子表面的PEG链可有效地增加粒子的稳定性。从上述研究成果不难发现，影响PEG嵌段共聚物纳米粒子体内、外性质的最重要因素是嵌段化合物中所用PE和PLA的分子量以及两者在嵌段共聚物中所占的比例，并可以通过改变这些因素来优化该类粒子的载药与释药。其它两亲性嵌段共聚物：在聚乳酸类纳米粒子的修饰研究中，由于PEO和PEG在高分子量时均无法在体内降解，使应用在一定程度上受到限制。为此，有学者开发了新型两亲性嵌段共聚物，拓宽了聚乳酸类材料作为药物载体的应用范围。Rouzes 等41将葡聚糖进行疏水化处理，并与聚乳酸经乳化溶剂蒸发法制备纳米粒子。该粒子经光子光联光谱、差示扫描量热法分析证明，葡聚糖的疏水部分与PLA缠绕成核，其亲水部分则覆盖在粒子表面。体外实验发现与未经包衣的粒子相比，该粒子在NaCl溶液中表现出良好的稳定性，并可减少牛血清清蛋白的吸附。鉴于聚磷酸盐具有良好的生物相容性和降解性，Wen J等42制备了与磷酸盐共聚的PLA材料。该聚合材料具有良好的线性降解速率，并且用双乳化法制得的载BSA微球在注射入鼠大脑后未见有炎症反应。由于一般药物很难穿透血脑屏障，所以这为脑内植入药物进行直接释药提供了可能。2.4 聚乳酸纳米微粒的应用化疗药物必须达到一定浓度才能有效杀伤肿瘤细胞，加大药物剂量以满足这一要求，但化疗药物的毒副作用也同时增大。如何在增加靶细胞药物浓度的同时降低正常组织的药物浓度，是目前肿瘤化疗的研究热点。药物导向治疗在提高化疗药物疗效，降低毒副作用方面具有广阔前景。靶向给药尤其是抗肿瘤靶向药物是近年来国际上研究的一个热点，肿瘤化疗靶向给药能增加化疗药物对肿瘤的杀灭作用，并减少其毒副作用，良好的药物靶向治疗有助于增加肿瘤局部药物浓度，减少药物用量，降低不良反应43，如靶向纳米微粒经静脉给药后，纳米微粒可浓集于肿瘤部位，且可以通过肿瘤血管内皮细胞间隙进入肿瘤组织中，是理想的靶向药物体44。生物导向利用单克隆抗体、细胞膜表面受体或特定基因片段的专一性作用，将配位子结合在载体上，在启动子的作用下与目标细胞表面的原性识别器进行特异性结合，使药物能够准确送到肿瘤细胞中，实现恶肿瘤的靶向治疗。有实验研究出阿霉素免疫磁性纳米微粒，在进行了免活性检测和体外抑瘤实验后，证实其具有单克隆抗体导向功能，为体内向治疗提供了依据。肿瘤生长和转移依赖于肿瘤血管生成，抑制肿瘤血管的形成与生长是近年来肿瘤治疗的一个重要方向。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是一种关系血管内皮细胞增殖、迁移和侵袭的重要分子，也可作为一种内皮细胞生存因子而行使功能。血管内皮细胞的增殖、迁移和适合血管生长的基质形成，是血管形成的重要环节。常见的恶性体肿瘤多有VEGF121的过量表达，抑制VEGF的活性能显著抑制肿瘤的长。VEGF121单克隆抗体可有效抑制VEGF对内皮细胞的促增殖作用，在肿瘤治疗中发挥作用45。有研究用VEGF单克隆抗体在体外可以较好的中和VEGF的活性，从而抑制其功能的发挥，这从另一个角度也证实了该单抗的特异性。因此，本实验以抗肿瘤血管抗体为导向，以聚乳酸纳米微粒载体，二者结合作用于肿瘤局部，通过抑制血管生成来抑制胃癌的生长，也能通过提高局部药物浓度，缓释药物，加速药物向细胞内转移，延长局部留时间等方式大幅度提高疗效，同时能降低给药量及全身药物浓度，靶向纳米微粒对胃癌的体内实验研究毒副反应。在发挥最大抗癌作用的同时产生最小的全身毒副作用，从而提高化疗的靶向性与效果。因此纳米控释系统最有发展的应用之一是用作抗肿瘤药物的输送系统。一些研究已经报道46-48，纳米缓释抗肿瘤药物延长了药物在肿瘤内的存留时间，减慢了肿瘤的生长，与游离药物相比延长了患肿瘤动物的存活时间。由于肿瘤细胞有较强的吞噬能力，肿瘤组织血管的通透性也较大，所以，静脉途径给予的纳米微粒可在肿瘤内输送，从而可提高疗效，减少给药剂第一章载药纳米微粒的研究进展量和毒性反应。体内和体外实验均证明，把亲脂性免疫调节剂胞壁及其胆固醇包裹到纳米胶囊中，其抗转移瘤作用比游离态药物更有效。阿霉素A的聚-氰基丙烯酸异丁酷纳米微粒的体内外抗肝瘤细胞效果均明显优于游离的阿霉素A。另外，吸附于聚-氰基丙烯酸烷基酯纳米微粒上的寡核苷酸已经被证实提高了其对核酸酶的稳定性，并形成了更理想的细胞定位。chvanay等人已经证明49，当受到蛇毒液中的磷酸乙酯酶作用时，被纳米微粒包裹的寡核苷酸的寿命从2分钟提高到了1200多分钟。通过对纳米微粒的修饰，可以增强其对肿瘤组织的靶向特异性。如Ahemann50把抗肿瘤药ZnPcF16包裹到聚乳酸(PLA)纳米微粒和聚乙二醇(PEG)修饰的PLA纳米微粒中，给小鼠静脉注射后，发现前者的血药浓度较低(AUCo-168=0.227·h/g)，这是因为PEG修饰的纳米微粒能减少网状内皮系统的摄取，同时，增加肿瘤组织的摄取。也有人把较新的抗癌药紫杉醇包裹在聚乙烯吡咯烷酮纳米微粒中，体内实验以荷瘤小鼠肿瘤体积的缩小和存活时间的程度来评价药效，结果表明，含药物的纳米微粒比同浓度游离的紫杉醇的疗效明显增加。此外在眼科研究中，载药聚乳酸纳米微粒也有广泛应用，例如载有抗代谢药物的纳米控释系统如阿霉素纳米微粒、维甲酸纳米微粒等可在眼部持续稳定释放，有效抑制青光眼滤过术后成纤维细胞的增殖和增殖性玻璃体视网膜病变的发展。这启发我们借鉴该方法制备抗人晶状体上皮细胞单克隆抗体的纳米微粒靶向缓释给药系统，从而达到既延长药物有效作用时间，又可以定向杀伤晶状体上皮细胞减少对周围组织损伤的双重效果。第三章 载药聚乳酸纤维的制备及应用PLA具有优异的生物相容性和生物可降解性51。在生物体内，PLA降解产物是可被活体细胞代谢的乳酸，最终能够完全降解为二氧化碳和水，保证生物体的安全；又因为它能以各种形式与药物活性分子结合，因此近年来，有关聚乳酸及其共聚物的静电纺丝行为药物缓释体系的应用研究受到了广大研究者的高度重视52-55。在本论文中着重介绍了载药聚乳酸纤维膜和载药聚乳酸超细纤维的制备及应用。 静电纺丝的研究进程及现状从国内外静电纺丝的研究现状来看，研究热点已从原来的纺丝介质、工艺参数的探索和纺丝高聚物、溶剂的选择，发展到纺丝过程的理论分析、数学模型的建立及所制得纳米纤维的应用方面。纳米技术作为第四次工业革命的先导，必将推进和改变纺织品工业和理论的现状。随着纳米技术、纳米纤维研究的深入，静电纺丝必将具有广阔的发展前景，静电纺纳米纤维也必将得到很好的应用，发挥其独特的效用。3.2 载药聚乳酸超细纤维的制备及应用3.2.1 载药聚乳酸超细纤维的制备静电纺超细纤维药物控制释放体系是一种全新的药物剂型。电纺丝超细纤维担载药物国外研究得较早。Zong56等以PDLLA电纺丝超细纤维作为抗生素药头包西丁(Mefoxine)的载体，Luu等57以PLGA和PLA-PEG电纺丝纤维对DNA进行了担载，Kim等58人将PLGA或其混合物（PLGA/PEG-b-PLA/PLA）溶解二甲基甲酰胺溶液中，然后加入头孢西丁，进行静电纺丝。PLGA/PLA/PEG-b-PLA构成的支架开始时快速释放，一周内释放头孢西丁27%，后就持续释放。实验结果表明，含有5%头孢西丁的静电纺PLGA/PLA/PEG-b-PLA支架对于潜在预防外科术后感染显示理想的释放过程。Kenawy等59将PEVA、PLA和PEVA/PLA(50:50)分别溶解在氯仿溶液中，加入质量分数5%盐酸四环素制备成纺丝液，进行静电纺丝。PLA/PEVA载药电纺膜在开始的5小时内有较稳定的释放，PEVA有较高的释放率，在120小时内PEVA的释药率是65%，PLA/PEVA的释药率为50%。Xin等60把抗生素头霉噻吩甲氧头孢菌素钠（mefoxin）以1%的质量分数添加在PDLA(聚D，L-丙交酯)中，进行静电纺丝，制得的纳米纤维膜对药物不仅有控释作用，可有效防止术后的粘连，而且对药物几乎没有影响。国内景遐斌、曾敬等人用脂肪族聚酯类可生物降解高分子静电纺超细纤维担载紫杉醇和阿酶素，研究其释放行为。李博、刘铜军等人用可降解左旋聚乳酸和聚乙二醇的嵌段共聚物电纺丝纤维担载阿酶素（简称阿酶素缓释系统）对小鼠植入性肝癌的抗肿瘤抑制作用。HE染色结果显示实验组瘤体组织坏死程度较重，植入的阿酶素缓释系统对小鼠肝癌移植瘤能产生较好的抑制作用，并可明显加快肿瘤细胞的凋亡速度61。张幼珠62课题组曾将静电纺再生丝素纳米纤维作为洗必太的载体，研究了丝素的质量分数、药物的含量对药物释放性能的影响，结果表明：纳米纤维的直径随着含药量的增加而减小；随着丝素质量分数的增加而增加。3.2.2 载药聚乳酸超细纤维的应用本论文采用静电纺丝制备载药聚乳酸超细纤维，静电纺制备的超细纤维具有高比表面积及多孔结构等特点，这种小直径能够提供高的比表面积。静电纺丝所需设备简单，价格低廉，同时可用于纺丝的高聚物种类很多。因此，电纺丝超细纤维的应用领域正在逐渐拓宽，这由相关的美国专利就可以看出，并且大部分的应用是在医药方面，其次是在滤器、电磁屏蔽、复合材料及液晶设备等方面。但是这些应用大部分都没有达到工业水平，只是处于实验室研发阶段。不过，电纺丝技术及纤维的发展潜力正吸引世界范围内的学者、政府人员及生产商的目光。载药聚乳酸超细纤维在医学上的应用。从生物学角度看，所有的人体组织和器官都是由纤维状结构组成的，例如，骨骼、牙质、胶原、软骨及皮肤等都是由不同级别的纳米纤维排列而成的。因此，电纺丝超细纤维在生物医学领域（尤其是组织工程和药物控制释放）中的应用是目前国际上研究的重点和热点，同时也显示出巨大的发展潜力。对于一些机能失常的组织和器官的治疗，最大的困难或挑战就是理想的能够模拟细胞外基质（ECM）的结构和生物功能的支架或合成基体的设计和完成。众所周知，人体细胞是在比细胞直径更细的纤维周围的有机结合63，从这方面来说，超细纤维支架是细胞种植、生长和繁殖的最佳模板。而在组织工程领域，人们研究的热点就是设计制备出一种生物相容的三维细胞生长支架以用于各种组织修复。近来，人们开始将目光转向用合成生物高分子和可生物降解聚合物超细纤维来制备这种支架64。聚合物超细纤维在对皮肤的烧伤或创伤的治疗中也得到一定的应用。在电场的作用下，可以直接将可生物降解聚合物纺在创伤表面，形成一层纤维毡敷裹，通过促进正常皮肤组织的生长，防止痂的形成（传统治疗方法一般都会存在这个问题），从而治愈皮肤损伤65。用作创伤敷料的无纺布纤维毡一般的孔径尺寸是500nm1000nm，足以防止细菌的入侵及体液的外流，而且其所具有的高比表面积又可以使其有效地吸收，从而加快伤口的愈合。药物控制释放系统被用来改善治疗效果和保证药物使用过程的安全，已被医药界广泛关注。用做控制释放体系的聚合物种类繁多，有可生物降解的，也有不可生物降解的，但这类聚合物必须具备生物相容性，不能引起人体的排异反应。通过静电纺丝工艺对一些生物高聚物材料进行纺丝，制备纳米纤维，能有效提高该聚合物的可降解性和生物相容性，降低排异反应的发生概率。一般来说，药物及其包裹材料的尺寸越小，则人体对药物的吸收就会越好，因为药物的溶解速率是随药物和载体的表面积的增加而增加的。基于此，Kenawy66等以乙烯与醋酸乙烯的共聚物、聚乳酸及两者共混物的超细纤维为载体，研究了对盐酸四环素的担载和控制释放行为。Zong67和Zussman等68也研究了用聚乳酸超细纤维担载抗生素药万霉素（Mefoxin）及其释放行为，以用于术后粘连的防治。3.3 载药聚乳酸纤维膜的制备PLA具有优异的生物相容性和生物可降解性69。在生物体内，PLA降解产物是可被活体细胞代谢的乳酸，最终能够完全降解为二氧化碳和水，保证生物体的安全；又因为它能以各种形式与药物活性分子结合，因此近年来，有关聚乳酸及其共聚物的静电纺丝行为及纳米纤维膜在组织工程及药物缓释体系的应用研究受到了广大研究者的高度重视70。何莉，王立新，张幼珠等在载药聚乳酸纤维膜的制备及释药性能研究的试验中将PLA和药物消炎痛共溶于三氯甲烷：丙酮(体积比21)的混合溶液中，通过静电纺丝制备了载药PLA纤维膜，×105的PLA(美国Naturework公司所产)；三氯甲烷