壳聚糖微球的制备及其在生物医药领域的应用
壳聚糖的制备方法及其应用领域探析
壳聚糖的制备方法及其应用领域探析壳聚糖是一种多功能、环境友好的天然聚合物，广泛应用于生物医学、食品、纺织品等领域。
本文将探讨壳聚糖的制备方法以及其应用领域，旨在全面了解壳聚糖的价值与潜力。
一、壳聚糖制备方法1. 壳聚糖来源壳聚糖是一种从海洋生物废料中提取的天然聚合物，常见的来源包括虾、蟹、贝壳等。
这些废料经过化学处理和提取，可以得到高纯度的壳聚糖。
2. 壳聚糖提取方法壳聚糖的提取通常包括以下步骤：脱蛋白、去矿物质、去色素、去脂肪、溶解、过滤和干燥。
这些步骤可以通过酸碱处理、酶解等方法来实现。
3. 壳聚糖的化学修饰壳聚糖的化学修饰是为了改变其性质和功能。
常见的修饰方法包括磺化、羟甲基化、醛基化等。
这些修饰可以改变壳聚糖的水溶性、降解性和生物活性。
二、壳聚糖的应用领域1. 医药领域壳聚糖在医药领域具有广泛的应用。
首先，壳聚糖具有良好的生物相容性和生物降解性，可以作为药物给药载体，用于控释药物。
其次，壳聚糖作为药物包装材料，可以延缓药物的释放速度，提高药物的稳定性。
此外，壳聚糖还可以用于制备仿生组织工程材料，如人工血管、骨替代材料等。
2. 食品领域壳聚糖在食品领域具有重要的应用价值。
首先，壳聚糖作为天然的防腐剂和抗菌剂，可以用于食品的保鲜和延长货架期。
其次，壳聚糖作为食品添加剂，可以改善食品的质地和稳定性。
此外，壳聚糖还可以用于食品包装材料的制备，提高包装材料的降解性和生物降解性。
3. 环境领域壳聚糖在环境领域也有着广泛的应用。
首先，壳聚糖可以作为吸附剂，用于废水处理和重金属污染物的去除。
其次，壳聚糖可以用于制备环境友好型的农药和肥料，减少农业对环境的污染。
此外，壳聚糖还可以用于制备可降解的塑料和纺织品，减少塑料和纺织品对环境的影响。
4. 其他领域除了医药、食品和环境领域，壳聚糖还具有应用于纺织品、化妆品、印刷等领域的潜力。
壳聚糖可以用于制备具有抗菌、抗菌、UV防护等功能的纺织品；可以作为天然的护肤品原料，具有保湿、抗皱、抗氧化等功效；可以用于制备环保型的印刷油墨和染料。
壳聚糖生物降解性能及其在药物缓释中的应用
壳聚糖生物降解性能及其在药物缓释中的应用壳聚糖是一种生物可降解的天然聚合物，由葡萄糖和N-乙酰葡萄糖组成。
它具有广泛的应用领域，包括药物缓释系统。
本文将详细介绍壳聚糖的生物降解性能以及其在药物缓释中的应用。
首先，壳聚糖具有良好的生物降解性能。
与合成聚合物相比，壳聚糖在生物体内可以被酶降解为无毒的代谢产物，并进一步被身体排出。
这是由于壳聚糖分子链上的乙酰胺基团可以与生物体内的酶相互作用，从而使壳聚糖被降解。
此外，壳聚糖还具有可调控的降解速度，可以通过改变壳聚糖分子链的取代度或分子量来调节其降解速度，以满足特定的药物缓释需求。
其次，壳聚糖在药物缓释中的应用广泛。
壳聚糖可以用作药物缓释的载体，将药物包裹在壳聚糖颗粒中，并通过控制壳聚糖的降解速度来实现药物的缓释。
这种缓释系统具有以下优势：首先，壳聚糖具有优异的渗透性，可以保护药物免受外界环境的影响，避免药物过早地释放；其次，壳聚糖可以促进药物的稳定性，保持药物的活性；最后，壳聚糖还可以调节药物的释放速率，使药物能够长时间持续释放，从而减少药物的频繁给药。
在壳聚糖在药物缓释中的应用中，最常见的是利用壳聚糖制备微球或纳米颗粒。
壳聚糖微球是将药物包裹在壳聚糖的微球中，通过调节壳聚糖的降解速度来控制药物的释放。
壳聚糖纳米颗粒是将药物包裹在刚硬核心上，然后再利用壳聚糖形成的壳层来控制药物的释放。
这两种缓释系统都具有很强的可控性和稳定性，可以满足药物缓释的需求。
此外，壳聚糖还可以与其他材料结合来制备复合缓释系统。
例如，壳聚糖可以与聚乳酸酸、明胶等生物降解聚合物结合，形成复合纳米颗粒，以实现药物的双重缓释。
此外，壳聚糖还可以与金属离子或金属纳米粒子结合，形成纳米复合材料，以实现药物的靶向缓释。
总之，壳聚糖具有良好的生物降解性能，能够与药物形成稳定的缓释系统。
壳聚糖在药物缓释中的应用潜力巨大，可用于多种药物的缓释。
未来的研究重点将放在进一步提高壳聚糖缓释系统的可控性和稳定性上，以满足临床上不同药物的需求，并加强壳聚糖与其他材料的复合应用研究，以实现更广泛的应用。
壳聚糖作为药物载体在医学领域中的应用
壳聚糖作为药物载体在医学领域中的应用摘要：壳聚糖的理化性质、生物活性以及安全性都符合作为药物载体的标准，药物包封于壳聚糖后其释放主要决定壳聚糖的生物降解和溶蚀，控制药物释药的浓度和时间，使药物的释放时间明显延长，对疾病治疗另辟了新的方法和途径。
关键字：壳聚糖药物载体医学应用前言作为新型药物输送和控释载体，可生物降解的聚合物纳米粒子，特别是基于多糖的纳米微球和纳米微囊，因其具有良好的生物相容性、超细粒径、合理的体内分布和高效的药物利用率，近年日益受到广泛关注。
可生物降解聚合物纳米微粒不仅可增强药物的稳定性、提高疗效、降低毒副作用，而且可有效地越过许多生物屏障和组织间隙到达病灶部位，从而更有效地对药物进行靶向输送和控制释放，是包埋多肽、蛋白质、核酸、疫苗一类生物活性大分子药物的理想载体[1]。
壳聚糖是一种生物可降解的高分子聚合物，由于其良好的生物可降解性、对生物黏膜较强的黏附性、无毒性及组织相容性，是一种理想的药物载体。
由壳聚糖制备的纳米微球可以能够提高药物的稳定性、提高了疏水性药物的溶解度、改变给药途径、增加药物的吸收、提高药物的生物利用度、降低药物的不良反应等特点；也可以缓释、控释、靶向释放药物等。
因此，壳聚糖纳米微球作为药物载体有着巨大的应用潜力。
1.1壳聚糖的物理化学及生物学性质随着对其物理化学和生物特性的不断揭示，壳聚糖基纳米微粒现已被认为是一类极具应用前景的药物控释载体，特别适用于具有生物活性大分子药物的包埋和释放。
从技术角度来看，壳聚糖最重要的优势在于它的可溶性和带正电性，这些特点使其在液态介质中可与带负电荷的聚合物、大分子甚至一些聚阴离子相互作用，由此发生的溶胶-凝胶转变过程则可方便地用于载药纳米微粒的制备；从生物药剂角度来看，壳聚糖纳米微粒具有附着在生物体粘膜表面的特性，这使得它尤其适用于粘膜药物的靶向输送。
黄小龙等[2]通过实验证明了壳聚糖纳米粒子能打开小肠上皮细胞间紧密的节点，使大分子药物更易越过上皮组织、增加药物在小肠内的吸收；Luessen等[3]用壳聚糖纳米微粒包埋多肽类药物-布舍若林，发现药物在小鼠体内吸收的生物利用度达5.1％，而未被包埋药物的生物利用度仅为0.1％。
壳聚糖纳米颗粒的制备及在药物递送中的应用潜力探讨
壳聚糖纳米颗粒的制备及在药物递送中的应用潜力探讨引言：药物递送系统是一种能够将药物精确释放到靶位点的技术，可以提高药物疗效，并减少不良反应。
壳聚糖纳米颗粒作为一种新兴的药物递送载体，在医药领域引起了广泛关注。
本文将探讨壳聚糖纳米颗粒的制备方法以及其在药物递送中的应用潜力。
一、壳聚糖纳米颗粒的制备方法壳聚糖具有生物相容性、生物可降解性和多功能修饰等优点，被广泛应用于药物递送系统中。
制备壳聚糖纳米颗粒一般有三种方法：离子凝胶法、乳化法和共沉淀法。
离子凝胶法是将壳聚糖和药物通过化学或物理作用相互结合，制备成纳米颗粒。
该方法简单易行，能够保持药物的活性，但颗粒大小分布较宽。
乳化法是利用乳化剂将壳聚糖和药物悬浮于油相中，经过乳化、沉淀和去溶剂等步骤制备纳米颗粒。
这种方法能够控制颗粒大小，但药物的活性易受到乳化过程的影响。
共沉淀法通过化学反应使壳聚糖溶解于溶液中，再加入药物后通过化学交联或沉淀使壳聚糖形成纳米颗粒。
该方法制备的颗粒大小均一，但药物的稳定性需考虑。
二、壳聚糖纳米颗粒在药物递送中的应用壳聚糖纳米颗粒具有较高的稳定性、生物可降解性和生物相容性，被认为是一种理想的药物递送载体。
其应用潜力主要体现在以下几个方面：1. 肿瘤治疗壳聚糖纳米颗粒在肿瘤治疗中具有重要的应用潜力。
通过修饰纳米颗粒表面的靶向配体，可以使药物精准地释放到肿瘤细胞内，提高治疗效果。
此外，由于壳聚糖具有很好的生物相容性和生物可降解性，纳米颗粒可以在体内稳定循环，并逐渐降解释放药物，减少药物的副作用。
2. 注射给药壳聚糖纳米颗粒可以通过静脉注射等方式给药，有效地提高药物在体内的稳定性和生物利用度。
由于壳聚糖纳米颗粒具有较小的颗粒大小和较大的比表面积，可以提高药物的溶解度和渗透性，加快药物的吸收速度。
3. 控释系统壳聚糖纳米颗粒可以根据不同药物的需求，设计成不同的控释系统。
包括静态控释系统、动态控释系统和受刺激控释系统等。
这些控释系统能够根据体内环境的变化，控制药物的释放速率和释放时间，增加药物在体内的停留时间，从而提高药物疗效。
壳聚糖在医药领域中的应用
壳聚糖在医药领域中的应用壳聚糖，是一种由葡萄糖分子通过酰胺键连接而成的天然高分子聚合物，具有多种优异的特性。
近年来，壳聚糖在医药领域中的应用被广泛研究和探索。
它既可以作为药物载体来增加药物的稳定性和长效性，又可用于生物组织工程和药物递送系统等领域。
本文将重点探讨壳聚糖在医药领域中的几种重要应用。
首先，壳聚糖在药物递送系统中的应用广泛而重要。
药物递送系统是将药物包裹在适当的载体中，以控制药物的释放速率，延长药物的活性时间，并减少副作用。
壳聚糖具有良好的生物相容性、可降解性和多孔性等特性，使其成为理想的药物递送载体。
研究表明，壳聚糖可以稳定药物，并通过改变其分子结构或修饰表面来调控药物的缓释性质。
此外，壳聚糖的阳离子性质还使其能够与DNA、RNA等带负电荷的生物大分子相结合，增强药物在细胞内的导向效果，有效提高药物的疗效。
其次，壳聚糖在组织工程中的应用也备受关注。
组织工程是一种利用生物材料来修复和重建受损组织的技术，壳聚糖在这一领域中具有广泛的应用前景。
壳聚糖可以用于制造生物相容性的支架材料，以支持细胞的生长和组织的再生。
研究人员发现，壳聚糖支架材料能够促进骨组织的再生，提高创伤修复效果。
此外，壳聚糖还可以用于制备人工皮肤、软骨以及血管等组织工程产品。
这些新兴的研究方向显示出壳聚糖在组织工程中的广阔应用前景。
壳聚糖在制备纳米颗粒和微球方面也具有重要意义。
纳米颗粒和微球可以用于吸附、包载和控制释放药物。
纳米颗粒尺寸越小，表面积相对增大，药物的包载量也随之增加。
壳聚糖纳米颗粒可以通过选择性吸附来增强药物的稳定性，并通过靶向修饰纳米颗粒表面来提高药物的生物利用度。
此外，壳聚糖微球可用于制备人工眼药水、药物缓释颗粒和肝素包被微球等产品。
这些制备方法极大地促进了药物的吸收和生物利用度，并提高了药物的治疗效果。
最后，壳聚糖在生物活性物质保护和膜材料中也具有潜在的应用前景。
生物活性物质保护是一种提高药物或纳米颗粒稳定性的方法。
壳聚糖在医药领域中的应用研究进展
壳聚糖在医药领域中的应用研究进展壳聚糖是一种天然的多胺，由葡萄糖和2-乙氨基-2-脱氧-D-葡萄糖组成。
它具有生物相容性、低毒性和可降解性等优点，因此在医药领域中有着广泛的应用前景。
近年来，壳聚糖在药物传递、组织工程、创伤愈合和抗菌等方面的研究取得了显著进展。
壳聚糖在药物传递方面的应用是其中最为重要的研究领域之一。
壳聚糖具有出色的药物负载能力和控释性能，可以将药物固定在其分子结构中，延长药物在体内的停留时间。
此外，壳聚糖还能通过改变pH值、离子强度等环境因素来控制药物的释放速率，提高药物的疗效以及减少副作用。
研究表明，壳聚糖纳米颗粒、壳聚糖微球和壳聚糖水凝胶等药物传递系统在靶向传递、靶向释放以及促进药物吸收等方面表现出优异的性能。
另外，壳聚糖在组织工程领域的应用也受到了广泛关注。
组织工程是一门利用生物材料和细胞来构建人体组织和器官的学科。
壳聚糖作为一种生物可降解的材料，具有良好的生物相容性和组织黏附性，可以作为三维支架来促进组织再生和修复。
研究人员利用壳聚糖的特性，制备了壳聚糖纤维膜、壳聚糖基质和壳聚糖海绵等支架，成功地应用于骨组织工程、软骨修复、神经再生和血管再生等方面。
壳聚糖在组织工程中的广泛应用为人体组织和器官的再生提供了新的思路和方法。
此外，壳聚糖在创伤愈合方面的研究也有着显著的进展。
伤口愈合是人体修复受损组织的一个重要过程，壳聚糖能够通过抑制炎症反应、促进细胞增殖和分化以及加速胶原合成等方式来促进伤口愈合。
研究表明，壳聚糖纳米颗粒和壳聚糖复合材料的应用可以显著地促进创伤愈合的速度和质量。
此外，壳聚糖在创面覆盖和修复方面也有着广泛应用，如壳聚糖纳米纤维膜和壳聚糖纳米凝胶等。
这些研究结果为创伤愈合的治疗和修复提供了新的途径。
最后，壳聚糖还具有优良的抗菌性能，被广泛应用于抗菌药物的合成和抗菌材料的制备。
壳聚糖具有阳离子性，在与阴离子性的细菌细胞膜相互作用时，可以改变细胞膜的渗透性，促使细菌死亡。
壳聚糖纳米微球的制备及其在药物输送中的应用研究
壳聚糖纳米微球的制备及其在药物输送中的应用研究引言壳聚糖纳米微球是一种重要的纳米材料，具有广泛的应用潜力。
本文将讨论壳聚糖纳米微球的制备方法及其在药物输送领域的应用研究。
一、壳聚糖纳米微球的制备方法1. 电沉积法电沉积法是一种常用的壳聚糖纳米微球制备方法。
它通过电化学方法在电极表面沉积壳聚糖材料，形成纳米级的球状微粒。
此方法具有简单、可控性强、成本低等特点。
2. 水相反应法水相反应法是制备壳聚糖纳米微球的另一种常用方法。
该方法通过水相反应使含有壳聚糖和交联剂的溶液在适当的pH值和温度下发生交联反应，形成纳米级的壳聚糖微球。
3. 反相沉淀法反相沉淀法是一种制备单分散壳聚糖纳米微球的有效方法。
在此方法中，壳聚糖和乙酸乙酯等有机溶剂通过超声处理形成乳化液，然后将其引入水相中，壳聚糖微球通过反相沉淀形成。
二、壳聚糖纳米微球在药物输送中的应用研究1. 利用壳聚糖纳米微球的载药性能壳聚糖纳米微球可以通过静电相互作用或共价结合等方法将药物载入微球内部。
其稳定性和生物相容性使其成为一种理想的药物载体。
通过调节壳聚糖微球的大小和表面性质，可以改变药物的释放速度和释放方式，实现药物的缓释和靶向输送。
2. 利用壳聚糖纳米微球的靶向性壳聚糖纳米微球可以通过改变其表面性质来实现靶向输送。
例如，通过修饰壳聚糖微球表面的靶向分子，可以实现对特定细胞或组织的精确靶向输送。
这种靶向性可以提高药物的局部治疗效果，降低副作用。
3. 利用壳聚糖纳米微球的响应性壳聚糖纳米微球可以通过调整其结构和组成来实现对外界刺激的敏感性。
例如，通过改变壳聚糖微球的pH响应性，可以实现在特定pH环境下的药物释放。
这种响应性能使得壳聚糖纳米微球在肿瘤治疗等需要对外界刺激做出响应的场景中具有潜在应用价值。
结论壳聚糖纳米微球作为一种重要的纳米材料，在药物输送中具有广泛的应用潜力。
其制备方法包括电沉积法、水相反应法和反相沉淀法等。
壳聚糖纳米微球可通过载药性能、靶向性和响应性等特点，实现药物的缓释、靶向输送和对外界刺激的响应。
壳聚糖在医药领域的应用研究进展
壳聚糖在医药领域的应用研究进展壳聚糖是一种天然多糖，广泛存在于贝壳、虾蟹等海洋生物的外壳中。
由于其优良的生物可降解性、生物相容性和生物活性等特性，壳聚糖在医药领域的应用研究备受关注。
本文将就壳聚糖在医药领域中的应用进行综述。
1. 药物传递系统壳聚糖作为一种生物可降解的材料，可以作为药物传递系统的载体。
壳聚糖纳米粒子可以通过调节粒径、表面电荷和形态等参数来实现药物的控制释放。
同时，壳聚糖纳米粒子具有目标导向性，可以通过改变表面修饰物实现对特定细胞或组织的靶向输送。
2. 伤口愈合和组织工程壳聚糖在伤口愈合和组织工程领域也有广泛应用。
壳聚糖可以促进伤口愈合过程中的上皮细胞迁移和增殖，有助于提高伤口愈合速度和质量。
此外，壳聚糖在组织工程中也可以用作支架材料，为细胞的定向生长和组织再生提供支持。
3. 维持血液稳定性壳聚糖能够吸附血浆中的一些不同形式的蛋白质，从而防止蛋白质的降解和活性的丧失。
此外，壳聚糖还能够吸附血液中的一些有害物质，如胆固醇和甘油三酯，减少其在人体内的积累，维持血液的稳定性。
4. 肿瘤治疗壳聚糖具有识别肿瘤细胞的能力，可以被用作肿瘤靶向治疗的载体。
通过改变壳聚糖的化学修饰，可以将化疗药物等载药物负载到壳聚糖纳米粒子中，增强其抗肿瘤活性，同时减少对正常细胞的毒性。
5. 动脉粥样硬化治疗动脉粥样硬化是一种血管疾病，壳聚糖作为一种生物相容性好的材料，被广泛应用于动脉粥样硬化的治疗中。
壳聚糖能够通过与血小板的相互作用，调控血小板的凝聚和血栓的形成，从而防止动脉粥样硬化的进展。
6. 抗菌和消炎壳聚糖具有一定的抗菌性能，可以与微生物表面的负电荷相互作用，影响其生理功能和细胞壁的完整性。
此外，壳聚糖还具有消炎作用，可以抑制炎症细胞的活化和炎症因子的释放。
总结起来，壳聚糖在医药领域的应用研究表明其在药物传递系统、伤口愈合和组织工程、维持血液稳定性、肿瘤治疗、动脉粥样硬化治疗以及抗菌和消炎方面具有广泛应用前景。
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壳聚糖微球的制备及其在生物医药领域的应用杨 婷,侯文龙,杨越冬*(河北科技师范学院理化学院,秦皇岛 066004)摘要:壳聚糖是唯一天然碱性氨基多糖,它具有良好的生物相容性、低毒性和生物可降解性,是制备微球的良好材料。
本文综述了近年来国内外壳聚糖微球的制备方法,如喷雾干燥法、乳化交联法、逐层自组装法、界面聚合法、溶剂蒸发法以及离子凝胶法,分析了不同制备方法的优点及不足。
壳聚糖微球不仅可作为固定化酶或细胞的载体,而且是一种具有广泛应用前景的新型药物载体,本文还对壳聚糖微球在固定化酶或细胞和包埋药物领域的应用进行了概述。
关键词:壳聚糖;微球;生物医药;应用微球能保护包埋物免受外界环境影响,以及屏蔽味道、颜色或气味,降低挥发性和毒性,控制可持续释放等多种作用。
近年来,微球已被广泛应用于生物、医药和食品等多个领域[1~2]。
壳聚糖(CS)是经甲壳素脱乙酰化的线性高分子,是唯一天然碱性氨基多糖,具有良好的生物相容性、低毒性、生物可降解性,有抗菌、防腐、止血和促进伤口愈合等特殊功能和抗酸、抗溃疡的能力,可阻止或减弱药物在胃中的刺激作用,是制备微球的良好材料,在生物医学[3]、药学[4~8]以及固定酶或细胞[9~10]领域倍受专家青睐。
壳聚糖作为药物载体,具有控制药物释放、延长药物疗效、降低药物毒副作用、提高疏水性药物对细胞膜的通透性、增强药物稳定性及改变给药途径等特点,是一种新型药物制剂辅料;壳聚糖作为固定化酶的载体,其机械性能良好、化学性质稳定、耐热性强,特别是分子中含有氨基,容易和蛋白质或酶结合,可络合金属离子,使酶免受金属离子的抑制;另外,壳聚糖来自于生物体,细胞毒性极低、亲和性好、安全性高,是固定细胞的良好材料。
因此,近几年壳聚糖微球的制备和应用成为研究的热点。
本文主要介绍了喷雾干燥、乳液交联、逐层自组装、界面聚合等多种制备壳聚糖微球的方法及其在生物医药等领域的应用。
1 壳聚糖微球的制备1 1 喷雾干燥法喷雾干燥法是工业中制备壳聚糖微球较广泛的方法之一,此方法是以热气流干燥雾化液滴为基础的。
图1为喷雾干燥法工艺流程[11],首先将壳聚糖溶于酸性水溶液中,再将其它药物溶解或分散于该壳聚糖溶液,加入合适的交联剂,然后进入喷雾干燥器雾化,形成小液滴,溶剂瞬间蒸发可形成自由流动的粒子。
微球的粒径取决于喷嘴的直径、喷雾流率、雾化压力、入口温度和交联程度等因素。
Cev her等[12]以壳聚糖微球装载不同质量的盐酸万古霉素,将壳聚糖溶于1%(v/v)酸溶液得到0 5%(w/v)浓度的聚合物溶液,再将不同质量的盐酸万古霉素分散至该聚合物溶液中。
然后将配制好的溶液进行喷雾干燥,其过程工艺参数为:入口温度130 2 ,出口温度90 2 ,喷雾流率600NL/h,喷嘴直径0 5m m。
装载盐酸万古霉素的壳聚糖微球可以持续的保持药效。
H e等[13]制备壳聚糖微球时也采用了喷雾干燥法,将配制好的壳聚糖水溶液与一定比例的戊二醛水溶液混合均匀,然后进行喷雾干燥,所用的喷嘴规格为0 5mm,入口温度与喷雾流率分别为160 和6m L/min,所制备出的壳聚糖微球的粒径在3~12 m之间。
Williams等[14]在酸中配制一定比例的壳聚糖溶液,加入交联剂,调整参数:喷嘴直径0 3mm,入口、出口温度分别为142 3 、84 3 ,空气流量始终保持在450NL/h。
Shi等[15]向壳聚糖酸溶液中加入基金项目:河北省自然科学基金项目(B2009000862);作者简介:杨婷(1984-),女,硕士研究生,主要从事天然产物化学研究工作;*通讯联系人:T el:0335 *******,E mail:kycyy d@.适量VD 2,将配置好的壳聚糖溶液进行喷雾干燥,调节入口温度至168 ,流量为5m L/min,压力为0 38M Pa 。
经过试验测定,药物装载率大于86%,在胃酸环境下药物有明显缓释现象。
另外,Jeong [16]和M uzzarelli [17]也通过喷雾干燥法制备了壳聚糖微球。
应用喷雾干燥法制备壳聚糖微球具有粒径分布范围窄、制备过程连续、操作简单、反应无污染等许多优点,制备过程中不需要模板,从而使得该方法的成本较低,适于工业生产。
但传统喷雾干燥技术制备的壳聚糖微球因骨架密度低,较难包载药物,突释效应难以避免。
另外,应针对不同的聚合物材料和药物选择适当的干燥温度,该方法不适合包埋对温度敏感的药物。
图1 喷雾干燥法制备壳聚糖微球工艺流程示意图[11]F ig ur e 1 Schemat ic representat ion of preparat ion of chito san particulat esystems by spr ay dry ing method [11]1 2乳化交联法图2 乳化法制备壳聚糖微球SEM 照片[19]F igur e 2 SEM pho tog raphs o f chitosan m icrospheres prepared by emulsification technique [19]乳化交联法是制备壳聚糖微球的常用方法之一。
此方法是指在油相中乳化壳聚糖水溶液形成油包水(w/o)乳液,然后用戊二醛等交联剂加固液滴形成稳定的乳液。
采用乳化交联法,可以通过控制含水液滴的大小来控制微球的粒径,最终产物微球的粒径也取决于在形成乳液时的交联程度和搅拌速度。
Saha 等[18]将壳聚糖和一定量的二亚乙基三胺五乙酸钆(Gd DPT A)溶解在酸溶液中,在充分搅拌下加入含有适量Span80的甲苯,形成w/o 乳液,然后加入一定量的饱和戊二醛 甲苯(GST )溶液,在室温下搅拌一夜得到交联的壳聚糖微球,微球的粒径在11 7 m 左右。
Wang [19]等将适量壳聚糖溶于含有氯化钠的酸溶液中,再将壳聚糖溶液倒入容器中作为分散相(水相),并在N 2压力下通过膜孔进入连续相(油相),形成w /o 乳液。
在搅拌的同时缓慢地加入饱和戊二醛 甲苯(GST )溶液,形成壳聚糖微球(见图2)。
Wilso n 等[20]在磁力搅拌下把药物溶于壳聚糖凝胶中,再将用乙醇浸湿的(粒径为1 m )磁铁矿加入壳聚糖 药物溶液,混合均匀。
在搅拌下将混合液滴加到盛有油相的容器里,半小时后缓慢地加入饱和戊二醛 甲苯(GST )溶液进行交联反应得到磁性壳聚糖微球。
Sui 等[21]将配制好的壳聚糖溶液加入到含有适量Span80和硬脂酸镁的油相中搅拌,再加入肝素钠溶液与硫酸软骨素溶液,最后慢慢地加入戊二醛水溶液,反应完全后即可离心分离出壳聚糖微球,采用该方法所得的微球粒径为20~80 m。
李俊峰等[22]以香草醛为交联剂,以盐酸小檗碱为模型药物,采用乳化交联法制备了香草醛交联壳聚糖载药微球,其球形度较好,微球表面致密,微球中位粒径D50为20 m,且载药微球缓释效果明显。
另外,李扬等[23~29]利用乳化交联法也制备了载药壳聚糖微球,并对壳聚糖微球的释药性能进行了深入的研究。
与其它制备方法相比,乳液聚合法制备微球具有装置简单、容易操作、微球粒径分布窄、形成的微球较为致密等特点。
应用该方法的缺点是:步骤较繁琐,加入交联剂可能引发副反应,在反应结束后除去未反应的交联剂比较困难,微球较为致密影响释药速率,且产物结构及性能单一,难于工业化生产。
1 3 逐层自组装法逐层自组装法适用于制备球壁厚度可控的空心微球,它的制备原理与模板法相似。
微球的球壳是通过溶质逐层沉降制得的,通过限制溶质沉降次数可控制空心微球的球壳厚度,除去微球中的核物质即可获得所需的空心结构。
彭湘红等[30]将壳聚糖和碘甲烷反应得到具有两亲性的N 甲基壳聚糖(NMC), NM C可作为乳化剂乳化环己烷,并吸附在环己烷的液滴表面。
向乳状液体系中加入沉淀剂,乳滴聚集成微球的沉淀物,再加入戊二醛作交联剂,当微球表面完全交联形成壳时,球内的环己烷挥发形成空心微球。
经测定,N 甲基化壳聚糖空心微球的平均粒径为3 5 m。
逐层自组装法也可用于制备实心微球, Shao[31]将聚苯乙烯磺酸钠/壳聚糖聚电解质溶液吸附于制备好的壳聚糖微球模板表面,经过调节pH 值,层层沉积后,进一步处理即可得到所需的壳聚糖微球(如图3所示)。
图3 逐层自组装法制备壳聚糖微球工艺流程[31]Figure3 Pr epar ation o f chit osan microspher es by the L BL self assembling metho d[31]逐层自组装法制备的壳聚糖微球球壳厚度均一,球表面形态良好。
但是,自组装制备过程较繁琐、耗时,在工业生产领域受到较大限制,材料的生物相容性差、药物透过速度慢。
自组装法所制备的微球组成相对单一,不适合固定酶(细胞)或包埋药物等。
1 4 界面聚合法界面聚合法是借鉴膜科学领域的制膜技术,将含有亲水性单体溶液(多元胺、多元酚、多元醇等)乳化分散在疏水性的有机溶剂中,然后加入溶于该有机溶剂的疏水性单体(多元酰氯、多元磺酰氯、多异氰酸酯等),使两种单体在水/油界面处发生缩聚反应形成聚合物球壳。
Wang等[32]在温和的条件下通过界面聚合法一步制备多糖 多肽复合空心微球(见图4)。
先将壳聚糖与 氨基N CA(N carbo xy anhydride)接枝共聚,再将一定量L 亮氨酸NCA分散至乙酸乙酯中,并用Span 80乳化后与水溶性壳聚糖在一定条件下反应2h,经进一步处理可得壳聚糖空心微球。
界面聚合反应所制得的微球球壳致密性好,反应速率较快,反应条件温和,且聚合物分子量高。
但在缩聚过程中会产生强酸性物质,而且疏水性单体易水解,较适合包埋药物。
图4 界面聚合法制备空心微球示意图[32]F ig ure4 Schematic procedur e for t he hollo w microspher es viainter facial po lymer izatio n approach[32]1 5 其它方法制备壳聚糖微球的方法还有很多。
溶剂蒸发法又称液中干燥法,常用的溶剂蒸发法是根据聚合物与药物的性质制成乳液体系,形成稳定乳液后,采用升温、减压抽提或连续搅拌等方法使有机溶剂扩散进入连续相并通过连续相和空气的界面蒸发,微球固化,并经过处理最终得到载药微球的过程。
该方法可以将微球的粒径控制在纳米范围内,既不需要提高温度也不需引起相分离的凝聚剂[33]。
Guo等[34]将聚丙交酯 乙交酯(PLGA)溶于二氯甲烷,加入壳聚糖和聚乙烯醇的混合溶液中,在室温下磁力搅拌形成乳液,蒸发二氯甲烷得到复合壳聚糖微球。
Zheng等[35]用双乳液 溶剂蒸发法制备装载牛血清蛋白的壳聚糖复合微球。
常见的壳聚糖微球制备方法还有离子凝胶法[36,37],将一定量的三聚磷酸钠滴入壳聚糖溶液中搅拌并经过适当处理即可得到壳聚糖微球。