确保在杀伤肿瘤细胞的同时不对正常组织造成损伤是现阶段医学领域的难题之一。传统化学药物一般在人体内有效作用时间较短, 且易引起毒副作用, 目前国内外研究者致力于寻找一种使用方便、降低药物毒副作用、提高疗效的给药方式。磁性靶向微球制剂主要是在外磁场作用下到达并固定在病变部位, 使所含药物得以定位释放并发挥作用, 而磁性微球可定期安全地排出体外, 达到高效、低毒的治疗效果[1]。
磁性兼具聚乳酸的众多优良特性, 例如良好的生物相容性、可生物降解性、无毒性和磁性物质的磁响应性, 一方面可通过共价键来结合酶、细胞和抗体等生物活性物质, 另一方面可对外加磁场表现出强烈的磁响应性, 因此, 可作为酶、细胞、药物等的载体, 广泛应用到生物医学、细胞学和生物工程等领域[2]。
本文以十二烷基苯磺酸钠 (SDBS) 和油酸钠改性的Fe3O4为载体材料, 利用水包油乳液溶剂挥发法制备磁性微球, 主要探究了核壳比、油水比、均质化速率、PLA浓度等因素对微球粒径的影响, 并通过电镜扫描检测微粒形貌, 红外光谱检测磁性微球的组成结构来选择制备的最佳微球。
1 制备磁性聚乳酸微球
1.1 反应原理
1.1.1 用十二烷基苯磺酸钠 (SDBS) 和油酸钠改性原理
Fe3O4粒子间由于存在磁性力, 使得其稳定性差, 容易团聚, 而表面活性剂可以破坏磁性粒子的稳定性, 并且延缓磁性粒子的氧化, 故在制备微球前要用表面活性剂对其进行改性。油酸钠中的羧基和Fe3O4表面的羟基反应, 使其键合在Fe3O4的离子表面, 而其长碳链, 也即疏水端向外, 形成第一层表面活性剂;根据相似相容原理, SDBS的疏水端和油酸钠的疏水端形成双层胶束, 磺酸根, 即亲水端向外, 由于静电排斥作用, 从而使磁性离子可以很好的分散到溶剂中[3]。
1.1.2 乳液溶剂挥发法制备磁性微球的原理
制备的水相和油相在高速分散均质机作用下可以充分均匀混合, 并在聚乳酸PLA作用下形成水包油结构。根据PLA易溶于油相而不溶于水相的特点, 溶于油相而不溶于水相, 随着有机溶剂的不断挥发PLA的溶解度逐渐降低而不断的析出。由于Fe3O4表面的油酸根离子和PLA分子之间存在一定的范德华力, 析出的PLA便吸附在Fe3O4的表面得到聚乳酸磁性微球[4]。
1.2 实验步骤
分别称取用SDBS和油酸钠改性过的Fe3O40.1g, 聚乳酸 (PLA) 0.5g, 放入50m L小烧杯中, 然后加入25m L二氯甲烷 (CH2Cl2) , 用玻璃棒搅拌, 并在超声波清洗器中超声震荡1-2min后, 密封保存。称取聚乙烯醇 (PVA) 1.0g、量取蒸馏水50m L加入到250m L三口烧瓶中, 并用加热器加热, 温度设为95℃, 用ZD-90W型电动机固定搅拌桨, 打开DW-3型搅拌器, 设置转速为300r/min, 搅拌1小时左右, 使聚乙烯醇充分溶解在水中。
将制得的水相转移到锥形瓶中, 冷却至室温, 用滴管将油相尽可能地缓慢、均匀滴入水相, 在转速为5000r/min的高速分散均质机下, 离心5min中, 使水相、油相充分相容。将混合液转移到烧杯中, 加入100m L水, 水浴加热至65℃, 400r/min搅拌3h至有机溶剂挥发完全时结束反应, 然后进行抽滤、干燥24h, 所得粉末状物体即得磁性聚乳酸微球。
3 结果与讨论
3.1 样品的制备条件
样品的制备条件如表1所示。
3.2 磁性微球的扫描电镜分析
将制得的磁性微球干燥后轻铺在样品台上, 用氮气吹扫样品台以赶走多余的样品粉末并喷金处理后, 用QUANTA-450型钨丝灯扫描电子显微镜进行扫描电镜分析, 4个样品所得结果如图1所示。
由图1中可以看出样品d条件下的磁性微球颗粒清晰且均匀。因此我们选用SDBS和油酸钠改性后的Fe3O4作为实验材料。并在核壳比为0.8, 均质化速率为8000r/min, 油水比为1/10条件为最优条件。
3.3 磁性微球的红外结构分析
本实验通过红外光谱测试分析了Fe3O4, PLA以及磁性微球的成分和组成结构。如图2所示。
由图2可知:Fe3O4的红外光谱曲线显示它在波数为593cm-1有一个强烈的吸收峰。从PLA红外光谱曲线中可以看出, 波数在2947 cm-1的吸收峰是由聚乳酸中亚甲基的C-H键的伸缩振动引起的, 1186 cm-1的吸收峰是由C-O的伸缩振动引起的, 波数在1756 cm-1是由羰基的伸缩振动引起的。从磁性微球的红外谱图中, 可以看出, 聚乳酸中亚甲基的C-H键的伸缩振动峰出现在2947cm-1, 在1186cm-1处也出现了C-O的伸缩振动, 对比聚乳酸的红外光谱, 发现这些都是聚乳酸的特征吸收峰。此外, Fe3O4的593cm-1处的特征吸收峰也出现在图谱中, 这说明壁材为聚乳酸, 芯材为Fe3O4的磁性微球已经基本形成。
4 结语
本实验以SDBS和油酸钠改性的Fe3O4为载体材料, 利用乳液溶剂挥发法制备了聚乳酸磁性微球, 通过电镜扫描检测微粒形貌, 红外光谱检测磁性微球的组成结构。经扫描电镜测定结果可知, 利用SDBS和油酸钠改性的Fe3O4为载体, 当微球核壳比为0.8, 油水比为1/10, 均质化速率为8000r/min、PLA浓度为10mg/m L时所制备的磁性微球形貌最好。由红外光谱分析结果可知, 壁材为聚乳酸, 芯材为Fe3O4的磁性微球已经基本形成。
摘要：磁性靶向微球制剂是目前国内外正在研究的一种新型试剂, 它主要是在外磁场作用下到达并固定在病变部位, 使所含药物得以定位释放并发挥作用, 而磁性微球可定期安全地排出体外, 达到高效、低毒的治疗效果。本文以十二烷基苯磺酸钠 (SDBS) 和油酸钠改性的Fe3O4为载体材料, 利用乳液溶剂挥发法制备了聚乳酸 (PLA) 磁性微球。通过扫描电镜检测微粒形貌, 红外光谱检测磁性微球的组成。研究结果表明:在核壳比为0.8, 油水比为0.1, 均质化速率为8000r/min、PLA浓度为10mg/m L时制得的磁性微球形貌最好。
关键词：聚乳酸,磁性,乳液溶剂挥发法,微球
参考文献
[1] 陈铀, 郭萍.靶向输运磁性载药颗粒的研究进展[J].数理医药学杂志.2008, 21 (1) :96-99.
[2] 朱玉光, 李玮.磁性高分子微球的制备及其在生物医学上的应用[J].浙江化工.2006, (12) :44-45.
[3] 方华丰, 周宜开, 任恕.肿瘤坏死因子壳聚糖微球的制备及抗癌活性[J].同济医科大学学报, 2000, 29 (1) :53-55.
[4] 刘月清, 顾婷颖, 高华东.聚乳酸载药微球的制备和给药方法[J].药学进展, 2007, 36 (10) :448-452.