生物可降解材料聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)纳米粒制备工艺的研究

生物可降解材料聚乳酸．羟基乙酸（ＰＬＧＡ）纳米粒制备工艺的研究＋

薛静１，王希２“，黄岳山１，支晓兴１

（１华南理工大学生物科学与工程学院，广东省广州市５１０００６；２广东食品药品职业学院，

广东省广州市５１０５２０）

摘要：以聚乳酸一羟基乙酸共聚物［ｐｏｌｙ（１ａｃｔｉｃ－ｃｏ－ｇｌｙｃｏｌｉｃａｃｉｄ），ＰＬＧＡ］为材料，采用乳化溶剂挥发法制备纳米粒。以粒径为指标，探讨乳化剂种类、乳化剂含量、油相种类、超声时间、

挥发时间、油相与水相体积比（ｗ：Ｏ）以及聚合物质量浓度等制备条件对纳米粒粒径的影响，确定制备ＰＬＧＡ纳米粒的最佳工艺条件。

关键词：聚乳酸．羟基乙酸（ＰＬＧＡ）纳米粒工艺

ＳＴＵＤＹＯＮＴＨＥＰＲｏＣＥＳＳｏＦＰＲＥＩ恰ＲＡ，Ｉ＇ＩｏＮｏＦＢＩｏＤＥＧＲＡＤＡＢＬＥＰＯＩ删ＥＲ．ＰＬＧＡＮＡＮＯＰＡＲＴＩＣＬＥＳ

ＸＵＥＪｉｎ９１，Ⅵ，ＡＮＧｘｉ２，ＨＵＡＮＧＹｕｅ．ｓｈａｈｌ，ＺＨＩＸｉａｏ－ｘｉｎ９１

《１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＢｉｏｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＢｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，

Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，５１０００６；２．ＧｕａｎｇｄｏｎｇＦｏｏｄａｎｄＤｒｕｇＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，５１０５２们

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅｐｏｌｙｍｅｒｐｏｌｙ（１ａｃｔｉｃ－ＣＯ－ｇｌｙｃｏｌｉｃ）ａｃｉｄｗａｓｕｓｅｄｔｏｆｏｒｍ

ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｂｙｅｍｕｌｓｉｏｎｓｏｌｖｅｎｔｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ．ＷｉｔｈＲｅｆｅｒｅｎｃｅｏｆｓｉｚｅ，Ｓｏｍｅｆａｃｔｏｒｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｔｙｐｅ，ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｏｉｌｐｈａｓｅｔｙｐｅ，ｓｏｎｉｃｔｉｍｅ，ｖｏｌａｔｉｌｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｖｏｌｕｍｅ

ｒａｔｉｏｏｆｗａｔｅｒｔｏｏｉｌ（Ｗ：Ｏ），ａｎｄｐｏｌｙｍｅｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｏｌｙ（１ａｃｔｉｃ—ＣＯ－ｇｌｙｃｏｌｉｃ）ａｃｉｄ，Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ，Ｐｒｏｃｅｓｓ

生物可降解材料聚乳酸一羟基乙酸共聚物ＰＬＧＡ（图１）是一种生物相容性良好的可降解材料，在体内降解生成的乳酸单体可作为能量代谢物质参与三酸循环，不引起明显的炎症性反

应、免疫反应和细胞毒性反应，长期使用体内无蓄积，并可以延缓药物释放时间，提高药物半衰期，降低药物毒性等特点【ｌ】，是抗癌药物理想的找体材料‘２，３１。

Ｏ『Ｉｌ１ＨＯ十ＣＣＨＲＯＨ十Ｒ

ＬＪＩ＇１（Ｒ－Ｈ：乙交酯，Ｒ＝ＣＨ３：丙交酯）

图ｌＰＬＧＡ的分子结构式

尽管聚乳酸．羟基乙酸共聚物（ＰＬＧＡ）作为药物载体材料有上述所示优势，然而限制其应用的主要问题是存在药物突释现象。适最的突释可以使血药浓度快速达到有效治疗浓度，对

治疗有利，但过最的突释会导致血药浓度接近或超过中毒水平，从而产生不良反应。影响突

‘广东省广东省自然科学摹金项Ｒ（项Ｈ编｜号：９１５１０５２００５０００００６）；

”通讯联系人，Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｄｗａｎｇｘ＠ｙａｈｏｏ．ｃａ

１６２释的因素有：微球表面形态、主药理化性质、微球制备方法及制备参数、微球载药量等，其

中微球表面形态和粒径是主要影响因素旧。本文以ＰＬＧＡ为载体材料，采用乳化溶剂挥发法，

以纳米粒粒径为指标，通过改变制备参数，对ＰＬＧＡ纳米粒制备工艺进行研究。

１实验部分

１．１试剂与仪器

聚乳酸一羟基乙酸共聚物（ＰＬＧＡ，Ｌ：Ｇ＝－５０：５０，Ｍ。＝１５０００），山东医疗器械研究所；甘

油、Ｔｗｅｅｎ．８０、Ｓｐａｎ．８０、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、聚乙烯醇，国药集团化学试剂有限公司。实验室用水均为双蒸水。恒温磁力搅拌器（ＨＪ．３）江苏宏华仪器厂，超声波仪（ＳＫ８２００ＬＨ）上海科导超声仪器

有限公司，电子天平（ＢＳｌ２４Ｓ）梅特勒．托利多仪器有限公司，冷冻干燥机（ＦＤ．１Ｃ）北京

德天佑仪器有限公司，高速搅拌器（ＪＢ９０．Ｄ）上海素映仪器仪表有限公司，高速离心机

（ＣＲ２１Ｇ）日本日立公司，动态激光粒度分布仪（ＬＢ５５０）日本ＨＯＲＩＢＡ公司。

１．２实验方法

１．２．１ＰＬＧＡ纳米粒的制备

准确称取一定量的ＰＬＧＡ，溶了：不同有机溶剂中，组成有机相，在超声和搅拌下将所得

聚合物溶液在乳化剂的存在下加入到水相中，控制搅拌速度。形成乳液后，置于磁力搅拌器

上搅拌一定时间，有机溶剂挥发后得纳米粒混悬液。将所得纳米粒混悬液先于３０００ｒ／ｍｉｎ低速离心除去大颗粒聚集物，再在１００００ｒ／ｍｉｎ速度下冷冻离心３５分钟，沉淀用蒸馏水洗涤。

将沉淀物超声分散于５０ｍｌ蒸馏水中，真空冷冻十燥２４ｈ得到ＰＬＧＡ纳米粒‘５１。

１．２．２纳米粒制备工艺考察

以１．２．１制各方法为基础，采用单因素考察法对乳化剂种类（ｓ１）、乳化剂含量（ｃ０、油相

种类（Ｓ２）、超声时Ｉｈ］（ｔ１）、挥发时问（ｔ２）、油相与水相体积比（ｗ：Ｏ）以及聚合物质量浓度（Ｃ２）等这几个对纳米粒粒径影响较大的因素进行考察，以筛选制备粒径适中的工艺。各因素水平见表ｌ。实验中考察主要因素时其余因素全部选择水平２。

表Ｉ单因素考察实验方案

水，ＦＳｌＣＩＳ２ｈ（ｍｉｎ）ｔ２（ｈ）Ｗ：０Ｃ２（ｇ·Ｃ。１）

１甘油２％ｊ氯甲烷５４１：１０ｌＯ

２吐温．８０１％内酮８６１：５０５０

３刊盘一８００．５％乙酸乙酯１０８１：２５２５－氯甲烷４聚乙烯醇Ｏ．２５％１２１０１：１００１００＋乙醇

１．３粒度和粒径分布

称取５０ｍｇ冻十后的纳米粒超卢分散于蒸馏水中，用动态激光粒度分布仪测定纳米粒的粒径人小及分布。

１６３２结果与讨论

在纳米给药系统中，药物突释现象是影响其应用的关键问题之一。适量的突释可以使血药浓度快速达到有效治疗浓度，对治疗有利，但过量的突释会导致血药浓度接近或超过中毒

水平，从而产生不良反应。在众多影响微球的突释的因素中，粒径又是最主要的因素。所以，

以粒径作为评价标准之一。

２．１乳化剂种类对ＰＬＧＡ纳米粒制备的影响

图２乳化剂种类对纳米粒制备的影响

为使体系稳定，需要ＪＪＵＡ．降低界面能的物质，Ｉｉ０－％化剂【６Ｊ。乳化剂的作用是使有机相在其

作用下分散为细小的乳滴，减少乳滴间团聚，形成相对稳定的分散体系，有机溶剂从内油相

中扩散出来，纳米粒固化获得较小粒径。固定其他条件，研究乳化剂种类对纳米粒制备的影响。如图２所示，乳化剂的种类对粒径的影响不是很大，在Ｏ／Ｗ体系中加入乳化剂后，乳

化剂能在油水界面发生吸附，形成界面膜。同时界面具有一定的强度，对分散液滴起到保护

作用，使液滴在相互碰撞中不易产生聚结。

２．２乳化剂含量对ＰＬＧＡ纳米粒制备的影响

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ｊ３００卿勰２５０

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１００００ｊ０．４０＿６０．８Ｉ１２１Ｊ１．６１．８２２２乳化硼衣度，鲁

图３乳化剂含量对纳米粒制备的影响

固定其他条件，研究乳化剂浓度对纳米粒制备的影响。如图３所示，乳化剂浓度在０．３％一ｌ％之问，纳米粒粒径在２００．３００ｎｍ范围内，满足需要。乳化剂的浓度对ＰＬＧＡ纳米粒

的粒径有很大影响，纳米粒粒径随乳化剂浓度的增加而逐渐降低，这是由于有机相在乳化剂

１６４踟啪撇瑚ｍ

ｍ∞ｏ、

搿尊的作用下分散为细小的乳滴，随着乳化剂容量的增加，乳化能力增强，如果乳化剂在分散介

质中的浓度越小，相对浓度越小，乳液分散的越均匀，乳滴间团聚的机会越少，形成相对稳

定的分散体系，有机溶剂从内油相中扩散出来，纳米粒固化获得较小粒径。当乳化剂低于临界胶束浓度时，有机相无法在水相中分散，从而无法获得纳米粒。

２．３油相种类对ＰＬＧＡ纳米粒制备的影响

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图４油相种类对纳米粒制备的影响

固定其他条件，研究油相种类对纳米粒粒径的影响，如图４所示，粒径大ｄ＇，ＪｉＩ页序为：乙

酸乙酯＞二氯甲烷＞二氯甲烷＋乙醇＞－丙酮。从有机溶剂的性质看，聚合物胶束的粒径与有机溶剂．水的可混合性有关［７，８１。可混合性町以定量表达为有机溶剂与水的溶解参数之差（Ａ

６）。随着溶剂在水中的町混合性增加，Ａ６变小。三种有机溶剂与水的可混合性大小为：

丙酮＞二氯甲烷＋乙醇＞二氯甲烷＞乙酸乙酯。所以丙酮为有机溶剂所得到的粒径最小。从制备机理看：乙酸乙酯为水不溶性溶剂，当含有聚合物和药物的乙酸乙酯滴入水中，会形成

油滴。这些油滴仅依靠搅拌作用分散在水中，故形成的粒径较大。而对于水溶性的内酮，当

有机溶剂被滴入水中，溶剂会屯刻分散在水中，聚合物不易聚集在一起，故形成的粒径较小。将ＰＬＧＡ溶于二氯甲烷＋乙醇、二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯制得的纳米粒的均粒径都在３００ｎｍ左右，基本达到了预期实验要求。｛日二氯甲烷等有机溶剂具有毒性，对中枢神经系统具有麻

醉作用，所以选用丙酮效果会好点。

２．４超声对ＰＬＧＡ纳米粒制备的影响

图５超声时间对纳米粒制备的影响

固定其他条件，旨先研究超卢乳化时问对纳米粒制备的影响。结果如图５所示，超卢时

间在８．１２分钟问粒径变化不大。超声时问越短，有机物杂质越多；超声时间越长，粒径反

１６５而变化不大。同时超声频率对纳米粒的形成也有较大影响，超声频率太低，制备的纳米粒粒径较大，往往容易形成几微米到几十微米的微球。

２．５挥发时间对ＰＬＧＡ纳米粒制备的影响

３３０

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墨２９０颦２７０

２１；０２４６８ｔ０１２明／ｈ

图６挥发时间对纳米粒制备的影响

在其它条件不变的情况下，研究有机溶剂挥发时间对纳米粒粒径的影响。聚合物溶液液

滴滴加于水相中，为使聚合物能完全析出生成纳米粒需除去有机相。由图６可以看出，ＰＬＧＡ纳米粒粒径集中在２５０．３００ｎｍ，满足临床需要，挥发时间选择６－１０个小时就可以。这是因

为ＰＬＧＡ在水中不溶解，聚合物溶液滴加入水相后，经超声和搅拌的共同作用，有机溶剂

扩散开后，ＰＬＧＡ纳米胶束就基本完全形成。所以时间的不同只对有机溶剂的除去速率产生较大差异，而对聚合物纳米粒的形成却没有影响。

２．６水相与油相体积比对ＰＬＧＡ纳米粒制备的影响

图７水相与油相体积比对纳米粒制备的影响

在有机相中聚合物浓度固定的情况下，改变水相与有机相的相比，研究其对纳米粒粒径

的影响。由图７可知，当水油相比大于２５时，粒径不再大幅度的变化。当有机相体积增加，

有机相中的聚合物浓度减小，有机柙被滴入水相中，低浓度的聚合物更易分散在水中，所以随相比的减小，聚合物纳米粒粒径变大。在有机相聚合物浓度不变的情况下，相比减小，会

造成水相对聚合物液滴分散的不利，ｌ司时单位体积内聚合物液滴增多，聚集的町能性加大，

使得ＰＬＧＡ纳米粒粒径变大。

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