PLGA包埋硫酸庆大霉素缓释微球的制备及体外释放行为
【摘要】 以生物可降解乙交酯和丙交酯的无规共聚物(PLGA)为载体，将硫酸庆大霉素分散在PLGA的有机溶液中，采用复乳溶剂挥发法制备了药物缓释微球。研究搅拌速度、PLGA浓度、乳化剂浓度和硫酸庆大霉素溶液体积对微球粒径的影响，观察微球的表面形貌，测定微球粒径、粒径分布和包封率，评价载药微球的体外释放行为。结果表明，采用甲基纤维素为乳化剂制备的微球形态完整，中粒径为(130±30)μm，微球中硫酸庆大霉素的包封率均在36%以上，平均42%，最高达56%。硫酸庆大霉素/PLGA微球具有显著的药物缓释作用，体外释放30d的累积释药率达80%以上。
【关键词】 PLGA微球； 硫酸庆大霉素； 复乳溶剂挥发法； 体外释放。
Preparation and in vitro release behavior of。
the gentamicin sulfate—encapsulated PLGA microspheres。
Tan Hong—xiang and Ye Jian—dong。
(Key Laboratory of Specially Functional Materials, Ministry of Education,。
School of Material Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510641)。
ABSTRACT Poly (D,L—lactide—co—glycolide) (PLGA) biodegradable microspheres with gentamicin sulfate for the local treatment of microbial bone infection were prepared by double emulsion and solvent evaporation method and characterized were studied. The conditions of the microspheres preparation such as the volume of gentamicin sulfate, PLGA concentration in organic solvent, stirring speed, emulsifier concentration were discussed. The surface morphology of the as—prepared microspheres was observed by SEM. The mean diameter and drug content of microspheres were analyzed and the drug release performance in vitro was evaluated. The results indicated that the morphology of the as—prepared PLGA microspheres by using of methyl cellulose as the dispersant was intact with a mean diameter of (130±30) μm and the average and maximum encapsulation efficiency of gentamicin sulfate was up to 56%, respectively. The cumulative rate of drug—release over 30 days drug—release time was over 80%, which illustrated satisfactory sustained—release of the gentamicin sulfate encapsulated PLGA microsperes.
KEY WORDS PLGA microsphere; Gentamicin sulfate; Double emulsion and solvent evaporation method; In vitro release。
骨髓炎是临床常见的骨感染疾病，其治疗时间通常需要4～6周［1］。硫酸庆大霉素(gentamicin sulfate，GS)广泛应用于敏感菌引起的局部感染，最早应用于临床的局部载药系统是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)庆大霉素珠［1］， 但是PMMA不能够降解，需要二次手术取出。近年来，一些生物相容性好的可降解的高分子材料如聚乳酸(PLA)、PLGA、聚羟基丁酸酯羟基戊酸酯共聚物(PHBV)、聚己内酯(PCL)等常被用作为药物载体，携载各种不同的抗生素药物，用于治疗骨髓炎，取得良好的治疗效果，且不用二次手术取出［2～5］。 聚乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)是L—丙交酯(LLA)与乙交酯(GA)的无规共聚物，由于其具有良好的生物相容性和可生物降解性且无明显的崩解现象而被广泛用作控释和缓释给药系统的载体材料［6］。PLGA微球已被研究了近30年，可用于制备生物降解型缓释或定向给药体系。该微球体系有明显的优点：能够控制微球的大小，延缓药物降解，延长药物释放时间，靶向释放，降低药物毒性和刺激性等［3，7］。本文以生物可降解的药用高分子材料(PLGA)为载体，采用复乳溶剂挥发法制备了硫酸庆大霉素/PLGA微球。通过正交实验研究了工艺参数和原料浓度对微球粒径、包封率的影响，计算了微球的产率，观察了微球的形貌，测量了微球的粒径、粒径分布和产率，分析了微球的载药量和包封率，探讨了载药微球的体外释放行为。
1 实验部分。
1.1 实验方法。
采用复乳溶剂挥发法制备微球［8］，先将硫酸庆大霉素(白色粉末，中国药品生物制品检定所，批号30326—200314)配制成浓度为60mg/ml的溶液，将一定体积的硫酸庆大霉素溶液加入到PLGA(50/50，分子量30000，济南迈康生物技术有限责任公司)的二氯甲烷溶液中，浸入冰水浴中用高速分散器(3000r/min)搅拌1min，得到初乳(W/O)，再加入甲基纤维素(简称MC，型号M20)乳化剂5ml继续搅拌1min，得到复乳(W/O/W)，然后倒入100ml浓度为0.5%的MC溶液和100ml浓度为0.1%的异丙醇溶液中，搅拌4h使溶剂完全挥发掉。停止搅拌后静置30min，然后离心分离，去离子水洗三遍，常温下真空干燥2d。在制备过程中，通过改变GS的体积，PLGA的浓度，搅拌速度，MC的浓度4个条件来考察对微球粒径的影响。实验选用正交表L9(34)来安排实验。因素水平见Tab.1。
1.2 微球的表征。
用扫描电子显微镜(Philips，XL—30FEG)观察微球的表面形貌；用激光粒度仪(Mastersizer 2000，Malvern，UK)测定微球的粒径及其分布，分布用跨距表征［9］：
跨距=(D90—D10)/D50。
其中D90、D10和D50分别为有90%、10%和50%的粒子数小于该值的粒径。跨距愈小分布愈窄，即大小均匀。微球产率用干燥后微球的重量占开始加入的固体物质总量的百分数来计算的。
称取适量干燥微球，精密定溶于0.1mol/L NaOH溶液(含5%十二烷基硫酸钠)5ml中，放入120r/min、37℃恒温摇床中震荡2d［10］，然后离心，取上清液，用紫外—可见分光光度计(UV—2102PCS，上海尤尼柯公司)，在λ=257nm处(GS在此波长有最大吸收)测量GS的含量［10］。
制作标准曲线的方法是配置不同浓度的GS标准溶液，测定其在λ=257nm处的吸光度，数据用SPSS12.0统计分析软件得回归方程：
A=0.0148C—0.0003 r2=0.9991。
=载药量×微球产率/投入的GS总量。
1.4 体外药物释放率的测定。