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大环内酯类药物纳米混悬剂制备工艺及其颗粒构建机理模型化研究

作　者: 侯成栋
导　师: 陈建峰
学　校: 北京化工大学
专　业: 化学工程与技术
关键词: 大环内酯药物液相结晶纳米混悬剂晶习预测分子模拟
分类号: TQ460.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

纳米药物在医学与人类健康领域方面具有重要意义。纳米混悬剂是一种新型给药策略,具备常规纳米药物高溶解性、高生物利用度等优点,被认为是解决难溶药物溶解和吸收问题的最好方法之一。纳米混悬剂可由介质研磨或高压均质法制备,这两种方法都已经实现商业化,但是这些方法也存在着诸如高能量输入、药物污染、药物粒径分布宽等问题。液相结晶法是构建纳微颗粒的方法之一,结晶过程中晶体的成核与生长是一个复杂的多相多组分传热传质过程,受结晶过程中溶质与溶剂、溶剂与溶剂之间相互作用力影响,纳微颗粒的生长形态(晶习)有很大差异。在工业结晶过程中,对晶体生长形态的预测具有显著经济意义,晶体的形态对产品的纯度、流动性、溶解性等都会产生一定的影响,良好的晶习不仅能使产品的分离、洗涤、包装、运输和储藏得到不同程度的改善,还可提高收率,对于药物来说,晶习会直接影响其分解和生物利用度以及后续制剂工艺。与纳微颗粒制备研究的蓬勃发展相比,液相结晶过程中颗粒构建机理方面的研究相对匮乏,大多还停留在实验现象研究和定性分析层面。本文首先进行了液相结晶法制备大环内酯类药物纳米混悬剂的工艺研究,随后基于分子模拟方法,探索研究了液相结晶过程中大环内酯类药物颗粒的构建机理(这里主要考察溶剂对颗粒构建的影响),全文主要内容如下：1.系统研究了液相结晶法制备大环内酯类药物纳米混悬剂新工艺,为提高纳米混悬剂稳定性,将纳米混悬剂冷冻干燥制得纳米复合粉体,纳米复合粉体在水中再分散可重新形成纳米混悬剂。XRD和FT-IR分析表明此法制备的产品晶型为稳定的无定型,药物化学组成没有改变,纳米粉体粒径小,比表面积大,溶解度和溶出性能大幅提高,10 min已达到90%以上的溶出量。该方法成本低,工艺简单,未使用任何有机溶剂,制备的阿奇霉素纳米混悬剂是生物相容性的,可以直接用于口服或静脉注射。2.对液相结晶过程中大环内酯类药物颗粒构建机理进行了探索性的模型化研究,为考察溶剂分子之间、溶剂与溶质分子之间的相互作用对药物晶习的影响,用分子模拟软件分别建立了晶体层和溶剂层模型,利用分子动力学和分子力学方法计算溶剂层与不同晶面间的相互作用能,用计算所得溶剂与不同晶面的相互作用能修正晶体附着能并将修正附着能与晶面相对生长速率关联起来,最后由修正附着能计算得到考虑溶剂效应的构建晶习,计算结果表明模拟晶体晶习与实验晶习基本符合。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-18
第一章绪论  18-36
  1.1 纳米技术与纳米药物  18-19
  1.2 纳米混悬剂  19-29
    1.2.1 纳米混悬剂制剂理论  19-23
      1.2.1.1 DVLO理论  19-21
      1.2.1.2 表面活性剂  21-22
      1.2.1.3 纳米混悬剂的评价  22-23
      1.2.1.4 纳米混悬剂干燥技术  23
    1.2.2 纳米混悬剂优势  23-26
      1.2.2.1 提高药物生物利用度  24
      1.2.2.2 提高药物制剂安全性  24-25
      1.2.2.3 增强黏膜组织粘附性  25
      1.2.2.4 实现靶向给药  25
      1.2.2.5 给药途径多样  25-26
    1.2.3 纳米混悬剂制备方法  26-29
      1.2.3.1 "自上而下"技术  26-28
      1.2.3.2 "自下而上"技术  28
      1.2.3.3 "自上而下"与"自下而上"技术结合  28-29
  1.3 结晶过程分析  29-32
    1.3.1 过饱和度  29-31
    1.3.2 成核过程  31
    1.3.3 晶核生长  31-32
  1.4 纳米混悬剂研究进展  32-33
  1.5 大环内酯类药物简介  33
  1.6 本课题意义及研究内容  33-36
第二章液相结晶法制备大环内酯类药物纳米混悬剂工艺研究  36-56
  2.1 阿奇霉素介绍  36-38
    2.1.1 阿奇霉素概述  36
    2.1.2 提高阿奇霉素生物利用度研究  36-38
      2.1.2.1 纳微化研究  36-37
      2.1.2.2 其他研究  37-38
  2.2 试验原料与仪器设备  38-39
    2.2.1 试验原料  38
    2.2.2 试验仪器  38-39
  2.3 试验内容  39-41
    2.3.1 浓度-吸光度标准曲线  39
    2.3.2 溶解度测定  39-40
    2.3.3 试验流程  40-41
  2.4 分析与表征  41-43
    2.4.1 颗粒粒径及形貌分析  41
    2.4.2 x-射线衍射分析  41
    2.4.3 比表面积测定  41
    2.4.4 热失重及差热分析  41
    2.4.5 傅里叶红外光谱分析  41-42
    2.4.6 阿奇霉素纳米粉体润湿性分析  42
    2.4.7 溶出速率分析  42
    2.4.8 阿奇霉素纳米粉体稳定性分析  42-43
  2.5 结果与讨论  43-54
    2.5.1 浓度-吸光度标准曲线  43-44
    2.5.2 表面活性剂筛选  44-45
    2.5.3 制备条件优化  45-49
      2.5.3.1 NaOH浓度影响  45-46
      2.5.3.2 大豆卵磷脂用量  46-47
      2.5.3.3 反应温度影响  47-48
      2.5.3.4 搅拌速度影响  48-49
    2.5.4 AZI纳米粉体物性表征  49-54
      2.5.4.1 x-射线衍射分析(XRD)  49
      2.5.4.2 比表面积测定(BET)  49
      2.5.4.3 差热(DSC)及热失重(TG)分析  49-51
      2.5.4.4 傅里叶红外光谱分析(FT-IR)  51
      2.5.4.5 润湿性分析  51-52
      2.5.4.6 AZI纳米粉体溶解度及溶出速度测试  52-53
      2.5.4.7 AZI纳米粉体稳定性分析  53-54
  2.6 本章小结  54-56
第三章大环内酯类药物晶体颗粒构建机理模型化研究  56-82
  3.1 前言  56-65
    3.1.1 晶体结构与晶习  56-57
    3.1.2 晶体生长  57-60
      3.1.2.1 晶体平衡形态理论  57-58
      3.1.2.2 界面生长理论  58-59
      3.1.2.3 PBC理论  59-60
      3.1.2.4 配位多面体生长基元理论  60
      3.1.2.5 晶体界面相理论  60
    3.1.3 晶习预测  60-63
      3.1.3.1 BFDH模型  61
      3.1.3.2 AE模型  61-62
      3.1.3.3 IS模型  62-63
    3.1.4 溶剂对晶习的影响  63
    3.1.5 本文所用软件及功能模块简介  63-64
    3.1.6 晶习预测总体思路  64-65
  3.2 地红霉素介绍  65
  3.3 试验原料与仪器设备  65-66
    3.3.1 试验原料  65
    3.3.2 试验仪器  65-66
  3.4 研究内容  66-67
    3.4.1 晶体制备  66
    3.4.2 分析表征  66-67
      3.4.2.1 形貌分析  66
      3.4.2.2 x-射线衍射分析  66
      3.4.2.3 热失重分析  66-67
      3.4.2.4 傅里叶红外光谱分析  67
  3.5 晶习预测  67-70
    3.5.1 界面层建立及相互作用能计算  67-69
    3.5.2 晶面相互作用能与晶习关联  69-70
  3.6 结果与讨论  70-80
    3.6.1 晶体表征结果  70-72
    3.6.2 地红霉素晶体结构  72-75
    3.6.3 基于内部结构的理论晶体预测  75-78
      3.6.3.1 BFDH模型  75-76
      3.6.3.2 AE模型  76-78
    3.6.4 晶体界面模型预测  78-80
  3.7 本章小结  80-82
第四章结论  82-84
参考文献  84-92
致谢  92-94
研究成果及发表的学术论文  94-96
作者及导师简介  96

大环内酯类药物纳米混悬剂制备工艺及其颗粒构建机理模型化研究

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