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注射用雌二醇生物可降解缓释微球的研究

作　者: 周新腾
导　师: 张汝华；潘卫三
学　校: 沈阳药科大学
专　业: 药剂学
关键词: 雌二醇 聚乳酸 乳酸-羟基乙酸共聚物 微球 主成分分析 药物动力学 药效学 体内外相关性 生物相容性 生物降解性
分类号: R94
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
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内容摘要


本文以难溶性药物雌二醇（E2）为模型药物，以四种不同类型的聚乳酸（PLA）或乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）为载体，研究制备了注射用生物可降解缓释微球制剂，并对它们的体内外释药行为及释药机理进行了较为深入的探讨。 在微球制备方法的研究中，分别采用了乳化-有机溶剂萃取法、乳化-混合有机溶剂萃取法以及乳化-有机溶剂挥发法等制备方法，以微球形态、粒径及其分布、微球载药量、药物包封率、微球收率等作为含药微球的质量评价指标，对结果进行了单因素方差分析（ANOVA），以判断各种因素对实验结果的影响；在此基础上，进一步利用Turkey氏多重区间检验（简称T方法）对各因素水平进行两两间多重比较，判断因素的各个水平之间的差异。然后采用主成分分析方法对单因素标准化实验结果综合分析，优选处方并制备出各项指标性质优良的微球制剂。对比不同制备方法的实验结果表明，制备方法对微球内部结构的影响很大：乳化-有机溶剂挥发法制备的微球球形态很好，微球圆整，内部疏松多孔，呈“蜂窝状”；乳化-有机溶剂萃取法制备的微球内部结构中空，外有一层较厚外壳，呈“空心球状”，但部分微球表面存在一定的缺陷。当加入一定比例的四氢呋喃采用乳化-混合有机溶剂萃取法制备微球并增加微球载药量时，微球形态很圆整，但微球表面有药物结晶析出。 在微球的体外释药研究中，由于国内外目前尚无统一或公认的方法，所以分别采取了不同的释药方法进行释药研究，并对释药结果和释药方法进行了综合评价。在本实验中，首先对常用的透析释药法进行了系统研究：建立模型并进行数学公式推导，测定游离药物在透析膜中的渗透常数K值，然后进行模型拟合，得出药物释放动力学并求算出释药速率常数km（或km）。其次，在制样与分离技术的基础上，建立了直接释药法，以含有不同浓度的羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）的磷酸盐缓沖液（pH7.4）作为释放介质，进行微球直接释药研究。通过对释药曲线进行模型拟合，判定各相的释药机理，并计算得到各处方制剂的初始突释释药份数α、降解控释释药速率常数k’以及最大药物释放速率所对应时间Tmax。实验证明，本文所建立的这种直接释药法是注射用难溶性药物雌二醇微球制剂进行体外释放研究的优选方法，具有良好的体内药物释放动力学的预测性。本文直接释药法的建立在国际上尚具有创新意义。最后，进行了微球体外加速释药法的研究。结果表明，以不同浓度氢氧化钠水溶液（37℃）作为释放介质进行加速释药时，通过引进时间比例因子可以对以降解为主要释药机理的真实释药进行预测，能够快速分析处方和工艺的变化，并能对不同的释药机理做出迅速的反应。这种以释药机理为基础的缓释微球体外加速释药法的探讨在国内尚未见相关报导。同时，稳定性实验结果表明，在低温下（4-8℃）且保持密闭干燥状态贮存时微球制剂稳定。沈阳药科大学博卜学位论文摘要 在卵巢去势大鼠体内的药物动力学和药效学研究中，首先通过尾静脉注射雌二醇溶液，计算得到了基本的药物动力学参数，然后分别对三种具有不同释药机制或释药速度的微球制剂进行了深入的研究。采用放射免疫测定法（RIA）测定体内血清药物浓度，并采用HPLC法测定微球释药后注射部位肌肉中残留药物量，同时采用敏感且精确的阴道涂片方法和阴道开口试验进行了药效学研究。实验结果表明，以乳化一有机溶剂萃取法制备的EZ一PLGAS。ZH一MS微球制剂符合预定的制备21天缓释微球制剂的目标。 本文根据Wagner-Nelson方程，对微球制剂进行了体内外相关性的研究。结果表明，对于以降解释药为主的EZ一PLGA503H一MS和EZ一PLGA502H一MS微球，当以1%HP一p一cD一PBS（P H74）为介质进行体外直接释药法释药时，可以建立良好的体内外相关性;而对于以扩散释药为主的EZ一PLGA502H一14Inl/min一MS微球制剂，当以PBS（pH7.4）为介质进行体外透析释药法释药时，可以建立良好的体内外相关性。同时，对于肌肉注射制剂在体外研究中释放条件的选择给予了一定的阐述。 在微球生物相容性研究中，对注射部位进行了组织切片，并采用显微镜进行病理观察，同时进行了空白对照实验。结果表明，微球注射剂具有良好的生物相容性。 在微球生物降解性质研究中，主要采用差示扫描量热法（DSC）测定PLA/P LGA微球在降解过程中热学性能的改变，采用凝胶渗透色谱（GPC）测定微球降解前后PL刀PLGA分子量的变化，而用失重法表征微球溶蚀情况。实验样品分别为采用不同方法制备的空白微球和含药微球，降解时采用不同的体外释药方法条件，进行平行对比实验。结果表明，本体溶蚀机理是PLA和PLGA的主要降解途径，由于酷键无规水解而引起分子链断裂，并表现出一定的自催化作用。自催化作用可导致微球降解的非均一性，影响程度受微球结构的影响很大，采用乳化一溶剂萃取法制备的四种聚合物微球的致密结构更易导致降解非均一性，其降解过程符合自催化水解降解的动力学方程，并由此计算得出降解速率常数以及降解半衰期。此外，不同的体外释药方法以及药物的包载对微球降解失重有一定的影响。此研究在国内尚无相应文献

全文目录


中文摘要  11-13
英文摘要  13-16
前言  16-26
第一章 雌二醇聚乳酸微球的制备与评价  26-53
  1 乳化-有机溶剂萃取法制备微球  26-43
    1.1 仪器与试剂  26
    1.2 实验方法与结果  26-42
      1.2.1 空白微球的制备方法  26-27
      1.2.2 处方工艺对空白微球质量的影响因素考察  27-28
      1.2.3 含药微球质量评价指标的测定方法及其统计分析方法  28-31
        1.2.3.1 粒径及其分布的测定方法  28
        1.2.3.2 微球产率的测定方法  28
        1.2.3.3 微球载药量与药物包封率的测定方法  28-30
        1.2.3.4 质量评价指标的统计分析方法  30-31
      1.2.4 处方工艺对含药微球质量的影响因素考察  31-37
        1.2.4.1 加水萃取速度的影响  31-32
        1.2.4.2 油相PLA浓度的影响  32-34
        1.2.4.3 水相PVA浓度的影响  34-35
        1.2.4.4 投料比的影响  35-36
        1.2.4.5 转速的影响  36-37
      1.2.5 含药微球影响因素考察结果的数学综合分析  37-40
      1.2.6 含药微球的优选处方工艺及其微球的相关性质  40-42
    1.3 本节讨论  42-43
      1.3.1 水相组成对成球性的影响  42
      1.3.2 PVA在成球过程中的作用  42
      1.3.3 加水萃取速度、粒径对药物包封率的影响  42-43
  2 乳化-混合有机溶剂萃取法制备微球  43-46
    2.1 仪器与试剂  44
    2.2 实验方法与结果  44-46
      2.2.1 微球的制备方法  44
      2.2.2 四氢呋喃的加入对微球成球性的影响  44
      2.2.3 四氢呋喃的比例对微球各质量指标的影响  44-45
      2.2.4 微球的处方工艺优选及其微球的相关性质  45-46
    2.3 本节讨论  46
  3 乳化-有机溶剂挥发法制备微球  46-49
    3.1 仪器与试剂  47
    3.2 实验方法与结果  47-48
      3.2.1 微球的制备方法  47
      3.2.2 处方工艺对微球质量的影响因素考察  47
      3.2.3 微球的处方工艺优选及其微球的相关性质  47-48
    3.3 本节讨论  48-49
  4 本章讨论  49-50
    4.1 微球不同制备方法的比较  49
    4.2 主成分分析方法在微球处方优选中的应用  49-50
    4.3 微球制剂的灭菌与贮存  50
  5 本章小结  50-53
第二章 微球体外释药方法的建立与评价  53-95
  1 透析释药法  53-69
    1.1 仪器与试剂  53
    1.2 实验方法与结果  53-67
      1.2.1 释放介质的选择  53-54
      1.2.2 透析释药法的操作过程  54-55
      1.2.3 游离药物扩散速率常数K的测定  55-56
      1.2.4 透析释药法的模型理论  56-58
      1.2.5 乳化-溶剂挥发法制备微球的药物释放特征  58-61
      1.2.6 乳化-溶剂萃取法制备微球的药物释放特征  61-64
      1.2.7 乳化-混合有机溶剂萃取法制备微球的药物释放特征  64-66
      1.2.8 透析释药后期微球形态的观察  66-67
    1.3 本节讨论  67-69
      1.3.1 乳化-溶剂挥发法制备微球的药物释放特征  67
      1.3.2 乳化-溶剂萃取法制备微球的药物释放特征  67-68
      1.3.3 乳化-混合有机溶剂萃取法制备微球的药物释放特征  68
      1.3.4 透析释药法的评价  68-69
  2 直接释药法  69-76
    2.1 仪器与试剂  69
    2.2 实验方法与结果  69-75
      2.2.1 释放介质的选择  69-71
      2.2.2 直接释药法的操作过程  71
      2.2.3 释放介质中HP-β-CD浓度对微球释药影响  71-72
      2.2.4 直接释药法中微球释药机理的数学拟合  72-73
      2.2.5 处方因素对微球释药的影响  73-75
    2.3 本节讨论  75-76
      2.3.1 微球释药机理及其影响因素  75-76
      2.3.2 直接释药法的评价  76
  3 加速释药方法  76-87
    3.1 仪器与试剂  77
    3.2 实验方法与结果  77-82
      3.2.1 雌二醇在氢氧化钠水溶液中的溶解度与稳定性  77-79
      3.2.2 加速释药法的操作过程  79
      3.2.3 加速释药的影响因素考察  79-81
        3.2.3.1 温度的影响  79
        3.2.3.2 介质中氢氧化钠浓度的影响  79-80
        3.2.3.3 微球处方工艺的影响  80-81
      3.2.4 加速释药与真实释药的相关性  81-82
    3.3 本节讨论  82-87
      3.3.1 温度对加速释药的影响  82-84
      3.3.2 加速释药对真实释药的预测性  84
      3.3.3 基于降解释药机理的相关性拟合  84-87
      3.3.4 加速释药法的评价  87
  4 本章讨论  87-91
    4.1 微球释药的多相性  87-89
      4.1.1 突释阶段  87-88
      4.1.2 降解控释释药阶段  88
      4.1.3 暴释阶段  88
      4.1.4 微球总体释药特征及其影响因素  88-89
    4.2 微球体外释药方法的比较  89-91
  5 本章小结  91-95
第三章 雌二醇微球体内过程的研究与评价  95-118
  1 药物动力学与药效学的研究  95-112
    1.1 仪器与试剂  95
    1.2 实验方法与结果  95-109
      1.2.1 体内血药浓度分析方法的建立  95-97
        1.2.1.1 血清样品的处理方法  95-96
        1.2.1.2 标准曲线的制备与方法学考察  96-97
      1.2.2 肌肉残留量测定方法的建立  97-99
        1.2.2.1 色谱条件  97
        1.2.2.2 标准曲线的制备与方法学考察  97-99
      1.2.3 雌二醇溶液的药物动力学研究  99-101
        1.2.3.1 实验对象  99
        1.2.3.2 药动学数据处理方法  99
        1.2.3.3 雌二醇静脉注射药物动力学研究  99-101
      1.2.4 雌二醇微球制剂的药物动力学研究  101-105
        1.2.4.1 实验对象  101
        1.2.4.2 肌肉注射微球制剂的药动学研究  101-105
      1.2.5 雌二醇微球制剂的药效学研究  105-106
        1.2.5.1 实验对象  105
        1.2.5.2 药效学评价方法与指标  105
        1.2.5.3 肌肉注射微球制剂的药效学测定结果  105-106
      1.2.6 雌二醇微球制剂体内外相关性的研究  106-109
    1.3 本节讨论  109-112
      1.3.1 实验动物的选择与局限性  109
      1.3.2 药效学评价方法与指标的选择  109
      1.3.3 微球制剂体内药物经时曲线的特征  109-110
      1.3.4 微球制剂体内外相关性的研究  110-112
        1.3.4.1 微球制剂体内外相关性的计算方法  110-111
        1.3.4.2 微球制剂体内外相关性的建立  111-112
        1.3.4.3 微球制剂体内外相关性建立的意义  112
      1.3.5 微球制剂体外释药方法与释放介质的选择  112
  2 微球制剂生物相容性的研究  112-115
    2.1 仪器与试剂  113
    2.2 实验方法与结果  113-115
      2.2.1 实验对象  113
      2.2.2 实验设计  113
      2.2.3 组织检查方法  113
      2.2.4 实验结果  113-115
    2.3 本节讨论  115
  3 本章小结  115-118
第四章 微球生物降解性质的研究  118-139
  1 仪器与试剂  118
  2 实验方法与结果  118-127
    2.1 实验样品的制备  118-119
    2.2 DSC法表征微球的降解特性  119-124
    2.3 微球降解前后的失重测定  124-125
    2.4 GPC法测定高分子相对分子量  125-127
      2.4.1 色谱条件  125-126
      2.4.2 测定方法  126
      2.4.3 测定结果  126-127
  3 本章讨论  127-136
    3.1 玻璃化转变  127-128
      3.1.1 玻璃化转变的定义与特征  127-128
      3.1.2 玻璃化转变的影响因素  128
    3.2 原辅料的DSC特征  128-130
    3.3 DSC数据的处理方法  130-131
    3.4 微球降解过程DSC曲线的变化特征  131-133
      3.4.1 微球降解前DSC曲线的特征  131
      3.4.2 微球降解中的热焓松弛变化  131
      3.4.3 微球降解中T_g的变化  131-133
      3.4.4 从DSC曲线中得到的其它信息  133
    3.5 微球降解机制与降解动力学  133-134
    3.6 微球降解的影响因素  134-136
      3.6.1 微球结构的影响  134-135
      3.6.2 包载药物的影响  135
      3.6.3 不同降解条件/释药方法的影响  135
      3.6.4 其它因素的影响  135-136
    3.7 微球体内降解过程与影响因素  136
  4 本章小结  136-139
全文结论  139-141
致谢  141-142
作者简介  142-143

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