袁晓明
（安徽省宿州市食品药品检验所 安徽 宿州 234000）
【摘要】 目的：研究乙交酯-丙交酯-聚乙二醇（PEG-PLGA）载药微球制备因素对外观形态、载药量和包封率的影响，制备符合要求的多孔载药微球。方法：以乙交酯（GA）、L-丙交酯（LA）和聚乙二醇(PEG)为原料制备PEG-PLGA；以二氯甲烷为有机相，用W/O/W复乳法制备包封伊文思蓝的PEG-PLGA多孔载药微球。以微球外观形态、载药量和包封率为参考指标，对制备因素温度、聚合物浓度和聚合物各组分摩尔比进行优化。结果：优化条件后最佳组合：温度40 ℃（二氯甲烷的沸点），浓度为75 mg/ml，聚合物各组分摩尔比为63/27/10。此时微球为多孔结构，成球规整，孔隙均匀，载药量和包封率相对较高，分别为0.38%和32.41%。结论：制备温度、聚合物浓度和聚合物各组分摩尔比对载药微球的外观形态、载药量和包封率有较大影响。
【关键词】 乙交酯-丙交酯-聚乙二醇；载药微球；制备因素；优化
【中图分类号】R97 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2015）32-0382-03
Optimization of preparation factors for PEG-PLGA drug-loaded microsphere YUAN Xiao-ming(Suzhou Institute For Food and Drug Control, Suzhou, Anhui, 234000)
【Abstract】Objective To study the effect of preparation factors of glycolide-lactide-polyethylene glycol (PEG-PLGA) carrier drug microsphere on the appearance form, drug loadings and entrapment efficiency, to meet the requirements of preparing porous carrier drug microsphere.Methods PEG-PLGA was prepared with the raw material of glycolide(GA),L-lactide(LA) and polyethylene glycol(PEG).With the organic phase of dichloromethane, W/O/W multiple emulsion was used to prepare Evans blue porous drug-loaded microsphere encapsulated by PEG-PLGA. Using appearance form, drug loadings and entrapment efficiency as reference parameters,the factors of preparation temperature, polymer concentration and component molar ratio were optimized.Results After optimization, best combination: temperature 40 ℃(the boiling point of dichloromethane),the concentration-75 mg/ml, polymer components molar ratio-63/27/10.At the moment, microspheres had porous structure,regular ball neat , uniform pore, higher drug loadings and drug-loading rate, which were 0.38% and 32.41% respectively.Conclusion Preparation temperature, polymer concentration and component molar ratio have a great influence on appearance form, drug loadings and entrapment efficiency of drug-loaded microsphere.
【Key words】Glycolide-lactide-polyethylene glycol; Drug-loaded microsphere; Preparation factors; Optimization
近年来，载药微球作为一种新型给药体系已成为研究的热点，可通过对药物载体进行物理或化学性质修饰，达到控释和靶向释放的目的，提高疗效和药物稳定性，减少给药次数和用药量，降低药物毒副作用[1-3]。在聚乙交酯-丙交酯（PLGA）中加入亲水性的聚乙二醇（PEG），形成两亲性的三嵌段聚合物PEG-PLGA，大大改善了聚合物的亲水性和降解速度，也有研究表明PEG能减少网状内皮细胞的消除，延长药物在体内的滞留时间，从而提高药物的利用率[4-5]，因此PEG-PLGA是很有潜力和研究价值的药物载体。本文对制备温度、聚合物浓度和聚合物各组分摩尔比进行优化，旨在制备符合要求的载药微球，为进一步研究控释行为和药物体外释放做准备。
1. 材料
1.1 仪器
Christ Alpha 1-2 冻干机（德国Martin Christ公司）；RW 20 digital机械式搅拌机（广州仪科实验室技术有限公司）；TV1901紫外可见分光光度仪（上海天普分析仪器厂）；6700-F扫描电镜（日本JEOL公司）。
1.2 药品与试剂
伊文思蓝（国药集团化学试剂有限公司，批号:B31416/08，10g，含药量：95.0%）；乙交酯(荷兰PURAC公司，批号：PR31215703,99%)，L-丙交酯（荷兰PURAC公司，批号：PR31215715，99%）；聚乙二醇2000（北京益利精细化学品有限公司，批号：20130215）；异辛酸亚锡（Sigma-Aldrich，批号:30110-02，99%）；二氯甲烷（AR,北京化学试剂厂，批号：T20061204）。
2.方法与结果
2.1 PEG-PLGA多孔载药微球的制备
用W/O/W复乳法制备PEG-PLGA载药微球，选择温度、聚合物浓度和聚合物各组摩尔比3个主要因素为考察对象，以微球外观形态、载药量和包封率为参考指标，按照表1参数安排实验，每号实验平行做3次。具体制备过程如下：按一定的摩尔比称量LA、GA、PEG，装入聚合管，加少量0.05%异辛酸亚锡催化，真空封管后170-180 ℃反应24h，用氯仿溶解，缓慢滴入到大量的乙醇中除去未反应的单体和引发剂，真空抽虑，干燥恒重，即得白色絮状物PEG-PLGA。称量伊文思蓝17mg，溶于0.5ml的去离子水，称取一定量上述PEG-PLGA溶解在6.5ml的二氯甲烷中，把伊文思蓝水溶液加到PEG-PLGA的二氯甲烷溶液中，超声30秒得到初乳，将初乳在搅拌速度2000rmp下缓慢滴加到200ml含有1%聚乙烯醇和吐温60的外水相中，200rmp搅拌3h，使有机溶剂充分挥发。洗涤，离心，干燥，即得PEG-PLGA载药微球。
2.2 PEG-PLGA微粒体外观形态表征
用扫描电镜（SEM）观察微粒体的表面结构，操作电压15KV，工作距离8.0 cm。6个样品的SEM图如下：
图1 不同制备条件下的样品SEM图片
由样品1、2、3可见，只有40 ℃（二氯甲烷的沸点温度）时制备的微球形态规整，孔隙均匀致密，35℃和45 ℃时微粒体形状不规则，表面粗糙，甚至形成凹坑。
由样品4、2、5可见，其他条件相同，PEG-PLGA浓度分别为45，60,75 mg/ml，三种浓度下微粒体的粒径变化不明显，但表面结构上有差别。45 mg/ml时微粒体表面大部分是粗糙的凹坑；其余两种浓度时微粒体表面大部分是多孔结构，但60 mg/ml时微粒体的孔更均匀致密。
由样品2、6可见，LA/GA/PEG摩尔比为56/24/20时，微粒体表面很粗糙，多是褶皱的凹坑，摩尔比 63/27/10时，孔隙均匀而致密。亲水性PEG含量越大，微粒体表面形貌越粗糙。
2.3 载药量和包封率的测定
2.3.1绘制标准曲线 称取伊文思蓝10mg于100ml容量瓶中，用磷酸盐缓冲液（PBS，Ph=7.4）定容，制成浓度为0.1 mg/ml的标准溶液，分别移取0.10 ，0.20，0.30，0.40，0.50，0.80，1.00，1.20 ml标准溶液于10ml容量瓶中，PBS定容，用紫外可见分光光度计测定609nm波长处的吸光度，以吸光度A为纵坐标，浓度C（mg/ml）为横坐标，绘制A-C标准曲线，其方程为：A=-0.00274+0.8054×10-4×C，（R=0.9992 ），线性范围为0.001mg/ml~0.012 mg/ml。
2.3.2测定载药量和包封率 称取上述制备的载药微球各10mg，溶解在3ml DCM中，恒温水浴中放置0.5小时（100rpm，37℃），使聚合物完全溶解，加入PBS 7ml，超声使两相混合均匀，离心，取上层水相，按“2.3.1”项下方法测其吸光度，代入标准曲线方程，计算药物浓度，按公式计算载药量和包封率：载药量= 实际包封的药物质量/微球的实际质量×100%，包封率= 实际包封的药物质量 / 投药量×100%，计算结果如下表：
由上表可以得出以下结论：
①温度从35℃、40℃到45℃，载药量和包封率显著增加，可见温度对微粒体的包封率和载药量影响很大。
②随着聚合物浓度的增加，载药量和包封率逐渐增加，受浓度影响不如温度影响显著。
③ 聚合物中亲水性PEG链段含量的增加一倍，载药量和包封率降低较为明显。
3.讨论
3.1 制备温度的影响
从SEM图可见，二氯甲烷的沸点40℃是制备微球最适宜温度。低于沸点温度时，溶剂挥发较慢，微粒体固化成型的速度也慢，所以微粒体表面孔径大小不一；高于沸点温度溶剂挥发太快，微粒体迅速固化成型，微粒体表面结构很粗糙，形貌不规则。温度升高，载药量和包封率显著增加，因为升温加快有机溶剂挥发，使聚合物迅速固化成型，把药物包埋在微粒体的内部，阻止水溶性药物伊文思蓝向外水相的扩散。
3.2 聚合物浓度的影响
聚合物浓度是决定载药微球粒径和包封率的主要因素之一[6]，研究表明聚合物浓度越大，有机相粘度越大，越不易被分散成复乳，同时也会使微球的沉降速度减慢，使微球的粒径变大[7]。本实验选用的三个浓度变化范围较小，所以粒径变化不明显。增加聚合物浓度会使微粒体外壳厚度增加，一定程度上阻止了水溶性药物的扩散和泄漏，此外分散相和微水相的粘度增大，伊文思蓝向外水相扩散的速度也减慢，故载药量和包封率增加。
3.3 聚合物各组分摩尔比的影响
亲水性链段PEG的含量越大，微粒体表面形貌越粗糙，由多孔变为褶皱的凹坑，可解释为随着二氯甲烷的挥发，亲水性的PEG向外水相靠拢，富集在微粒体表面，并吸附大量的水，充分溶胀，冷冻干燥后，水分升华就形成凹坑。PEG的含量增加，聚合物的亲水性增强，包封的水溶性药物易于扩散到外水相，使载药量和包封率降低。
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论文作者:袁晓明
论文发表刊物:《医药前沿》2015年11月第32期
论文发表时间:2016/5/6
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