可注射更昔洛韋溫敏型原位凝膠劑的研究

王祺玥，沈雁，涂家生

（中國藥科大學(xué)藥學(xué)院藥劑教研室，江蘇 南京 210009 ）

·藥學(xué)研究· PHARMACEUTICAL RESEARCH

可注射更昔洛韋溫敏型原位凝膠劑的研究

王祺玥，沈雁，涂家生*

（中國藥科大學(xué)藥學(xué)院藥劑教研室，江蘇 南京 210009 ）

目的：構(gòu)建溫敏型三嵌段共聚物，研究其理化性質(zhì)以及用其制備的可注射更昔洛韋溫敏型原位凝膠劑的制劑特性。方法：以聚乙二醇（PEG）作為親水嵌段，丙交酯（LA）和β-丁內(nèi)酯（β-BL）的無規(guī)共聚物PBLA作為疏水嵌段，采用開環(huán)聚合法合成溫敏型三嵌段共聚物PBLA-PEG-PBLA，并對其理化性質(zhì)進(jìn)行表征，考察其溶液的膠凝溫度/臨界凝膠濃度、流變學(xué)性質(zhì)、通針性和溶蝕行為以及以更昔洛韋作為模型藥物、用其制得的可注射載藥溫敏型原位凝膠劑的體外釋放特性。結(jié)果：合成的PBLA-PEG-PBLA嵌段共聚物重均分子質(zhì)量在6 000左右，多分散系數(shù)為1.5左右；其溶液臨界凝膠濃度（g?mL-1）為5%～10%，質(zhì)量濃度（g?mL-1）在10%～25%時(shí)膠凝溫度為31～35 ℃，接近并略低于體溫；其凝膠在低溫下儲能模量與黏度較小，當(dāng)溫度接近相轉(zhuǎn)變溫度后兩者迅速增大；其載藥凝膠劑累計(jì)釋放量經(jīng)擬合顯示遵循一級動(dòng)力學(xué)方程，并呈擴(kuò)散釋藥機(jī)制。結(jié)論：較低質(zhì)量濃度[10%～15%（g?mL-1）]的PBLA-PEG-PBLA更符合玻璃體注射要求，更適用于制備可注射載藥溫敏型原位凝膠劑。

溫敏型三嵌段共聚物；PBLA-PEG-PBLA；更昔洛韋；可注射載藥原位凝膠劑；相轉(zhuǎn)變溫度；儲能模量；體外釋放

原位凝膠作為一種新型遞藥系統(tǒng)，具有可于病變部位局部給藥、延長釋藥周期、降低給藥劑量、避免手術(shù)植入痛苦等特點(diǎn)。用作藥物制劑的理想的注射型原位水凝膠至少應(yīng)具備3種特性：1）可注射；2）可生物降解和組織相容性；3）適宜的膠凝速度與凝膠強(qiáng)度。當(dāng)前，溫敏型原位水凝膠的制備材料主要是具有生物相容性和可生物降解的聚酯聚醚類嵌段聚合物[1～6]。

更昔洛韋（ganciclovir，GCV）化學(xué)名為9-（1，3-二羥基-2-丙氧甲基）鳥嘌呤，是合成的核苷類抗病毒藥，其作為第1個(gè)治療人體巨細(xì)胞病毒（CMV）感染有效的藥物，可阻斷病毒DNA的合成及延伸[7]。目前國內(nèi)上市的更昔洛韋制劑主要有注射劑、片劑和滴眼劑等，其中，滴眼劑用于眼部疾病治療時(shí)，生物利用度低，作用時(shí)間短，最重要的是，其難以使藥物通過角膜吸收而抵達(dá)眼后部，對視網(wǎng)膜、脈絡(luò)膜和玻璃體疾患起不到作用；而全身使用常規(guī)劑量的更昔洛韋時(shí)，眼后組織中的藥物濃度依舊很低，且易產(chǎn)生全身毒性[8]。但在治療眼后部疾病時(shí)，通過玻璃體注射手段給藥，往往能取得良好的效果[9]。

本文以聚乙二醇（PEG）作為親水嵌段，丙交酯（LA）和β-丁內(nèi)酯（β-BL）的無規(guī)共聚物PBLA作為疏水嵌段，通過開環(huán)聚合反應(yīng)構(gòu)建嵌段共聚物PBLA-PEGPBLA，合成一種適宜于玻璃體注射的新型溫敏型凝膠材料，并以更昔洛韋作為模型藥物，對用PBLA-PEGPBLA制備的載藥溫敏型原位凝膠劑的理化性質(zhì)和制劑特性進(jìn)行研究。

1 材料

1.1 儀器

AV-300型超導(dǎo)核磁共振波譜儀（瑞士Bruker 公司）；Discovery HR-3混合型流變儀(美國TA儀器公司)；STY-1滲透壓測定儀（天大天發(fā)科技有限公司）；SHZ-82A水浴恒溫振蕩器（常州國華電器有限公司）；752N紫外可見分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；凝膠滲透色譜儀，包括LC-20AT泵、RID-10A示差折光檢測器、LC Solution工作站和Lab Solution GPC再解析軟件（日本Shimadzu公司）；TA.XTPlus質(zhì)構(gòu)儀（英國Stable Micro System公司）。

1.2 藥品與試劑

D, L-LA（濟(jì)南岱罡生物科技有限公司，批號：20130607）；β-BL（Sigma-Aldrich化學(xué)公司，批號：MKBJ3709V）；PEG 1500（Sigma-Aldrich化學(xué)公司，批號：BCBF0698V）；異辛酸亞錫（Sigma-Aldrich化學(xué)公司，批號：SLBC8056V）；GCV（湖北康寶泰精細(xì)化工有限公司，批號：20130511）；聚苯乙烯（美國Varian公司，批號：20128-5）。乙腈和四氫呋喃均為色譜純（美國Tedia公司），其他試劑均為國產(chǎn)分析純；實(shí)驗(yàn)用水為實(shí)驗(yàn)室自制去離子水。

2 方法

2.1 PBLA-PEG-PBLA的合成

參照文獻(xiàn)[10]，稱取PEG 1500和D, L-LA適量，置于干燥三頸燒瓶中，油浴加熱至130 ℃，磁力攪拌下持續(xù)抽真空2 h，以除去PEG 1500和D, L-LA中的殘留水分；隨后，于氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加入配比量的β-BL和占混合反應(yīng)物總質(zhì)量0.3%的異辛酸亞錫，反復(fù)抽真空，再在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，升溫至150 ℃，反應(yīng)8 h；反應(yīng)完成后，冷卻至室溫，加蒸餾水適量，在75 ℃水浴中反復(fù)洗滌3次，除去未反應(yīng)的單體或低分子質(zhì)量產(chǎn)物，冷凍干燥，即得目標(biāo)產(chǎn)物（合成路線見圖1），密封低溫保存。

2.2 PBLA-PEG-PBLA核磁共振圖譜的檢測

采用AV-300核磁共振波譜儀，以氘代氯仿(CDCl3)為溶劑，四甲基硅烷(TMS)為內(nèi)標(biāo)，在室溫（25 ℃）條件下，對合成的PBLA-PEG-PBLA樣品進(jìn)行核磁共振氫譜（1H NMR）檢測。

2.3 PBLA-PEG-PBLA分子質(zhì)量及其分布的測定

通過凝膠滲透色譜法(GPC)測定PBLA-PEG-PBLA樣品的分子質(zhì)量及其分布。在四氫呋喃（THF）為流動(dòng)相、流速為1.0 mL·min-1、柱溫為40 ℃、進(jìn)樣量為20 μL的色譜條件下，以聚苯乙烯為標(biāo)準(zhǔn)品，使用凝膠滲透色譜儀，對PBLA-PEG-PBLA樣品進(jìn)行檢測，并記錄色譜圖，結(jié)果用LC Solution再解析軟件處理。

2.4 PBLA-PEG-PBLA溶液相轉(zhuǎn)變溫度的測定

分別精密稱取不同質(zhì)量的PBLA-PEG-PBLA樣品，加入去離子水，磁力攪拌溶解，制得質(zhì)量濃度(g·mL-1)為5%、10%、15%、20%、25%、30%的樣品溶液；分別量取2 mL不同質(zhì)量濃度的樣品溶液至西林瓶中，置于恒溫水浴，升溫范圍為25～50 ℃，每升溫0.5 ℃的平衡時(shí)間為2 min，觀察西林瓶傾斜或倒置后樣品溶液的流動(dòng)性，若其在60 s內(nèi)不流動(dòng)即視為凝膠狀態(tài)。

2.5 PBLA-PEG-PBLA溶液流變學(xué)性質(zhì)考察

分別量取不同質(zhì)量濃度的PBLA-PEG-PBLA樣品溶液適量，加入混合型流變儀的測試盤上，使之完全充滿兩板間隙，37 ℃掃描線性范圍，確定線型頻率為1 Hz，應(yīng)變幅度為0.1%，升溫范圍為25 ℃～40 ℃，升溫速率為1 ℃·min-1，并以儲能模量（G′）、黏性模量（G′′，即耗損模量）和復(fù)合黏度（η）為觀察指標(biāo)，將G′= G′′時(shí)的溫度視為嵌段共聚物凝膠的相轉(zhuǎn)變溫度[11]。

2.6 PBLA-PEG-PBLA溶液通針性考察

保持環(huán)境溫度為25 ℃，將質(zhì)量濃度(g·mL-1)為20%的PBLA-PEG-PBLA樣品溶液吸于1 mL注射器中，固定于質(zhì)構(gòu)儀平臺，質(zhì)構(gòu)儀配備P/50R探頭。設(shè)定程序，使用5 kg力量感應(yīng)源，實(shí)驗(yàn)前速率為10 mm·s-1，實(shí)驗(yàn)速率和返回速率均為1 mm·s-1，測試距離為20 mm，感應(yīng)力為0.2 g。記錄探頭感應(yīng)力隨探頭移動(dòng)距離的變化[12]。

2.7 PBLA-PEG-PBLA凝膠溶蝕行為考察

將不同質(zhì)量濃度的PBLA-PEG-PBLA樣品（批次：0702）溶液置于試管中，稱重，于37 ℃恒溫振蕩，水浴靜置10 min，待溶液完全轉(zhuǎn)化為凝膠后，加入等溫的磷酸鹽緩沖液（PBS）4 mL作為溶蝕介質(zhì)，同時(shí)開啟搖床振蕩，轉(zhuǎn)速為100 r · min-1；分別于設(shè)定時(shí)間點(diǎn)（1、2、3、5、7、9、11、13、15和17 d），完全移出溶蝕液并揮干水分，稱重后，補(bǔ)加等溫的PBS繼續(xù)溶蝕。通過計(jì)算得到溶蝕后剩余凝膠的質(zhì)量，以未溶蝕凝膠百分比對時(shí)間作圖，得到PBLA-PEG-PBLA凝膠的溶蝕曲線。

2.8 載藥PBLA-PEG-PBLA溶液的制備

稱取一定量PBLA-PEG-PBLA樣品，加入pH為8.0、濃度為 0.05 mol·L-1的PBS，磁力攪拌溶解，加入處方量GCV，磁力攪拌至完全溶解，制得載藥PBLA-PEGPBLA溶液。

2.9 載藥PBLA-PEG-PBLA凝膠體外釋放行為考察

稱取GCV適量，配制質(zhì)量濃度為100 mg·L-1的GVC儲備液，分別精密吸取0.5、1、1.5、2、2.5和3 mL儲備液至25 mL容量瓶中，去離子水定容，制得系列GCV標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用紫外可見分光光度計(jì)，在252 nm處測定其吸光度。以GCV標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度對相應(yīng)質(zhì)量濃度進(jìn)行線性回歸，得標(biāo)準(zhǔn)曲線：A=0.0427C+0.0156，r=0.9998。可見，GVC在2 ～12 mg·L-1的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性良好。

參照文獻(xiàn)[13]，采用無膜溶出模型，分別移取不同質(zhì)量濃度的載藥PBLA-PEG-PBLA溶液2 mL至試管中，于37 ℃恒溫水浴中靜置10 min，待溶液完全轉(zhuǎn)化為凝膠后，加入4 mL PBS作為釋放介質(zhì)，啟動(dòng)搖床，設(shè)定轉(zhuǎn)速為100 r·min-1；分別于1、2、3、4、8、12、24、36、48、60、72、84、96、120和144 h，停止震蕩，移出所有溶出液，加入等量等溫的PBS，繼續(xù)釋放實(shí)驗(yàn)；取出的溶出液經(jīng)稀釋，于波長252 nm處測定其吸光度，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計(jì)算繪制累計(jì)釋放曲線。

3 結(jié)果

3.1 PBLA-PEG-PBLA的理化性質(zhì)表征

3.1.1 化學(xué)結(jié)構(gòu)與分子組成 依據(jù)所測1H NMR，確定合成的PBLA-PEG-PBLA的化學(xué)結(jié)構(gòu)和分子組成。1H NMR（300 MHz，δ）：1.29、1.59、2.59、3.64、3.93、4.28、5.16，各峰歸屬見圖2。

圖2 PBLA-PEG-PBLA的1H NMR譜圖Figure 21H NMR spectrogram of PBLA-PEG-PBLA

3.1.2 分子質(zhì)量及其分布 PBLA-PEG-PBLA的各原料單體進(jìn)樣后，LA的出峰時(shí)間在11 min左右，β-BL出峰也在10.5 min之后。而PBLA-PEG-PBLA進(jìn)樣后，出峰在8 min左右，且色譜圖中未出現(xiàn)任何原料單體峰，表明此合成產(chǎn)物具有較高純度。

通過GPC，以聚苯乙烯作為標(biāo)準(zhǔn)品，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線方程：M = aX3+bX2+cX+d，r = 0.9999。其中，a = 7.111949e-3，b = -0.1791834， c = 1.037673，d = 3.414738。

由聚苯乙烯為標(biāo)準(zhǔn)品所測PBLA-PEG-PBLA的重均分子質(zhì)量（Mw）、數(shù)均分子質(zhì)量（Mn）及多分散指數(shù)（PDI，即Mw/Mn）如表1所示。

表1 PBLA-PEG-PBLA的分子質(zhì)量及多分散系數(shù)Table 1 Molecular weight and PDI of PBLA-PEG-PBLA

由表1可見，通過GPC測定所得PBLA-PEGPBLA的Mn在4 000左右，Mw在6 000左右，PDI在1.5左右，分子質(zhì)量分布較窄。

3.1.3 共聚物溶液相轉(zhuǎn)變溫度與臨界凝膠濃度 共聚物的溶膠-凝膠相轉(zhuǎn)變溫度對于原位凝膠給藥系統(tǒng)的成功設(shè)計(jì)至關(guān)重要。相轉(zhuǎn)變溫度過低，原位凝膠在常溫下就有可能變?yōu)槟z態(tài)，這對凝膠系統(tǒng)的給藥帶來很大的麻煩；而相轉(zhuǎn)變溫度過高，原位凝膠在注射入人體后仍可能保持溶膠態(tài)，便不能保證凝膠在給藥部位的適宜滯留時(shí)間和緩釋效果。

經(jīng)檢測，PBLA-PEG-PBLA在溶液中的質(zhì)量濃度會對其溶膠-凝膠相轉(zhuǎn)變溫度產(chǎn)生明顯影響，即隨著溶液中共聚物質(zhì)量濃度的增加，其相轉(zhuǎn)變溫度呈下降趨勢：共聚物質(zhì)量濃度（g·mL-1）在10%～25%之間時(shí)，其溶膠-凝膠相轉(zhuǎn)變溫度均在30～35 ℃之間，略低于體溫，而質(zhì)量濃度大于25%時(shí)，其溶液黏度明顯增加，膠凝溫度明顯下降，致使其在常溫下即成凝膠態(tài)，無法注射；共聚物質(zhì)量濃度為5%時(shí)，在整個(gè)溫度測量范圍內(nèi)均無法形成凝膠，隨著溫度的升高，其溶液產(chǎn)生白色沉淀，直接形成混懸液（見圖3）。因此，PBLAPEG-PBLA溶液的臨界凝膠濃度（g·mL-1）應(yīng)在5%～10%之間。

圖3 PBLA-PEG-PBLA溶液相圖Figure 3 Phase diagram of PBLA-PEG-PBLA solution

3.1.4 共聚物溶液流變學(xué)性質(zhì) 經(jīng)檢測，分別得到不同質(zhì)量濃度的PBLA-PEG-PBLA溶液在相轉(zhuǎn)變過程中其G′和G′′隨著溫度的變化曲線，其中質(zhì)量濃度（g·mL-1）為15%時(shí)的變化曲線如圖4所示。

圖4 15% PBLA-PEG-PBLA溶液在相轉(zhuǎn)變過程中G′和G′′隨著溫度的變化曲線（線性頻率為1Hz）Figure 4 Variance curve of G′ and G′′ of 15% PBLAPEG-PBLA solution with the temperature in phase transition process

由圖4可見，在溫度低于31 ℃時(shí)，PBLA-PEGPBLA溶液的G′和G′′均極小，表現(xiàn)為牛頓流體的性質(zhì)；隨著溫度的升高，當(dāng)溫度處于31～35 ℃時(shí)，共聚物溶液的G′和G′′均迅速增加，表明凝膠的形成，且G′的增加更為迅速，超過了G′′，兩條曲線相交于一點(diǎn)，此點(diǎn)對應(yīng)的溫度即為共聚物溶液的相轉(zhuǎn)變溫度；在溫度超過38 ℃以后，共聚物溶液的G′和G′′均迅速下降，并再次相交，表明共聚物在溫度繼續(xù)升高后由凝膠態(tài)轉(zhuǎn)化為沉淀，交點(diǎn)即為凝膠-沉淀相轉(zhuǎn)變溫度。

從圖4中可明顯看出PBLA-PEG-PBLA的溶膠-凝膠相轉(zhuǎn)變溫度即兩條曲線的初始交點(diǎn)位于33 ℃附近。而且，隨著共聚物溶液濃度的增加，其膠凝溫度也略有下降，這同前述小瓶翻轉(zhuǎn)法的測定結(jié)果在數(shù)值趨勢上非常接近。表2對比了小瓶翻轉(zhuǎn)法和流變學(xué)方法測定的PBLA-PEG-PBLA（批次：0702）膠凝溫度值。

表2 小瓶翻轉(zhuǎn)法與流變學(xué)方法所測不同質(zhì)量濃度PBLAPEG-PBLA溶液的溶膠-凝膠相轉(zhuǎn)變溫度Table 2 Sol-gel temperatures of PBLA-PEG-PBLA solution of different concentrations determined by the Reversing method and Rheology method

圖5則顯示了PBLA-PEG-PBLA溶液在37 ℃時(shí)G′和G′′隨著剪切頻率的變化曲線。

圖5 37 ℃時(shí)PBLA-PEG-PBLA溶液G′和G′′隨著剪切頻率的變化曲線Figure 5 Variance curve of G′ and G′′ of PBLA-PEGPBLA solution with the shear frequency at 37 ℃

由圖5可見，在37℃時(shí)，PBLA-PEG-PBLA溶液的G′和G′′均隨著剪切頻率呈非線性增加的趨勢，且最初G′均大于G′′，說明該溫度條件下，此共聚物體系的彈性大于黏性，即共聚物溶液形成了凝膠；但當(dāng)剪切頻率上升到一定程度后，共聚物體系的G′′重新超過G′，即體系的黏性大于彈性，這可能是由于剪切頻率過大后，破壞了凝膠的三維結(jié)構(gòu)，體系黏度下降，凝膠重新具備流動(dòng)性所致。

G′是描述凝膠固態(tài)性質(zhì)的特征參數(shù)，廣泛用于對凝膠強(qiáng)度的科學(xué)量度。圖6便顯示，隨著溶液中PBLAPEG-PBLA質(zhì)量濃度的增加，其G′呈現(xiàn)極明顯的增加，即共聚物凝膠強(qiáng)度隨著其質(zhì)量濃度的增加而增加。

圖6 不同質(zhì)量濃度PBLA-PEG-PBLA溶液在相轉(zhuǎn)變過程中G′隨著溫度的變化曲線（線性頻率為1Hz）Figure 6 Variance curve of G′ of different concentrations of PBLA-PEG-PBLA solution with the temperature in phase transition process

黏度是溫敏型原位凝膠重要的流變學(xué)特性。在室溫條件下，PBLA-PEG-PBLA溶液的黏度略高于普通注射液，且不同質(zhì)量濃度的共聚物溶液其黏度差距也不明顯，即共聚物溶液與普通注射液的黏度并無明顯差別；但隨著溫度的升高，共聚物溶液的黏度開始迅速增加，并呈濃度依賴性，即黏度隨著其質(zhì)量濃度的增加而增加（見圖7）。

圖7 不同質(zhì)量濃度PBLA-PEG-PBLA溶液與普通注射液的黏度隨著溫度的變化曲線Figure 7 Variance curve of viscosities of different concentrations of PBLA-PEG-PBLA solution and ordinary injection with the temperature

3.2 PBLA-PEG-PBLA溶液通針性

通針性是決定可注射材料與制劑能否研制成功的關(guān)鍵性質(zhì)，主要以注射時(shí)所需的壓力和壓強(qiáng)以及順滑程度來衡量。通針性考察時(shí)所測參數(shù)主要包括注射活塞的初始滑動(dòng)力(plunger-stopper breakloose force，PBF，即使注射活塞開始移動(dòng)時(shí)所需的力)、最大滑動(dòng)力(maximum force,，F(xiàn)max，即在整個(gè)注射過程中活塞所受到的最大阻力)和動(dòng)態(tài)滑動(dòng)力(dynamic glide force，DGF，即持續(xù)注射時(shí)活塞所受到的阻力)。

由于注射部位的特殊性，玻璃體注射用針頭的型號有著明確的規(guī)定。美國眼科交流學(xué)會發(fā)布的玻璃體內(nèi)注射指南中規(guī)定，玻璃體注射所用針頭應(yīng)為長度是1/2～5/8 in（1 in= 25.4 mm）的27號或更小的針頭。使用比27號更粗的針頭易引起患者的不適，而規(guī)定針頭的長度則是為了減少注射時(shí)針頭傷及視網(wǎng)膜或其他眼內(nèi)結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)。

通針性實(shí)驗(yàn)顯示，針頭規(guī)格越細(xì)，PBLA-PEGPBLA溶液通過針頭時(shí)所遇到的動(dòng)態(tài)滑動(dòng)阻力越大，其通過27 G×12.9 mm針頭時(shí)所需DGF明顯最大，而通過24 G×20 mm針頭時(shí)所需DGF明顯較小（見圖8）；共聚物溶液的整個(gè)注射過程中所需的Fmax與PBF相同，兩者并沒有隨著針頭規(guī)格的變化而產(chǎn)生明顯的變化，說明注射過程中所遇到的起始阻力受針頭型號的影響較小，故推測影響起始阻力的主要因素可能是注射器針筒的橫截面積及吸取的液體體積。

圖8 以1mm·s-1速率推注PBLA-PEG-PBLA溶液(20%)通過配有不同規(guī)格針頭的1 mL注射器時(shí)所需推力Figure 8 Required forces to inject PBLA-PEG-PBLA solution (20%) from 1 mL syringers equipped with different specifications of the needles into air at 1 mm·s-1

此外，PBLA-PEG-PBLA溶液中共聚物質(zhì)量濃度對Fmax、PBF和DGF產(chǎn)生顯著影響：推注質(zhì)量濃度（g·mL-1）為25%的共聚物溶液時(shí)所需DGF約為4 N，而注射普通注射液時(shí)僅需1 N（見圖9）。這說明，隨著共聚物質(zhì)量濃度的增加，注射共聚物溶液時(shí)所遇到的動(dòng)態(tài)阻力也會增大，注射原位凝膠劑的難度將大于普通注射液，故在保證制劑載藥量和釋放特性等基本不變的前提下盡可能減少共聚物的使用量。

圖9 以1mm·s-1速率推注不同質(zhì)量濃度PBLA-PEGPBLA溶液與普通注射液通過配有27 G×12.9 mm針頭的1 mL注射器時(shí)所需推力Figure 9 Required forces to inject PBLA-PEG-PBLA solutions with different concentration or ordinary injection from 1 mL syringer equipped with 27 G×12.9 mm needle into air at 1 mm·s-1

3.3 PBLA-PEG-PBLA凝膠溶蝕特性

從凝膠溶蝕曲線可見，不同質(zhì)量濃度（g·mL-1）的PBLA-PEG-PBLA凝膠溶蝕行為均呈現(xiàn)先快后慢的趨勢：1 d時(shí)，凝膠溶蝕非常迅速，其中10%共聚物凝膠溶蝕了約35%，15%共聚物凝膠則溶蝕了約15%；從2 d開始，凝膠的溶蝕速率呈遞減之勢，直至基本穩(wěn)定，每兩天的溶蝕量均占溶蝕總量的4%～5%，其中10%共聚物凝膠溶蝕速率略快于15%共聚物凝膠；3 d后，可明顯觀察到凝膠出現(xiàn)軟化，10%共聚物凝膠尤為顯著，凝膠的流動(dòng)性明顯增加，同時(shí)凝膠表面溶蝕產(chǎn)生的碎片明顯增加（見圖10）。

圖10 不同質(zhì)量濃度PBLA-PEG-PBLA凝膠溶蝕曲線Figure 10 Erosion curves of different concentrations of PBLA-PEG-PBLA gel

3.4 載藥PBLA-PEG-PBLA凝膠體外釋放特性

從載藥凝膠累積釋放曲線可見，GCV在不同質(zhì)量濃度的PBLA-PEG-PBLA凝膠中釋放均比較迅速，在質(zhì)量濃度（g·mL-1）為15%的共聚物凝膠中其24 h釋放量約為45%，96 h后基本釋放完全，最終平臺期釋藥超過85%（見圖11）。將累計(jì)釋藥量進(jìn)行擬合，發(fā)現(xiàn)藥物釋放符合一級動(dòng)力學(xué)，呈擴(kuò)散機(jī)制。該共聚物凝膠有明顯的突釋行為，但其中共聚物質(zhì)量濃度越高，藥物突釋量便越少。

圖11 載藥PBLA-PEG-PBLA凝膠累積釋放曲線

4 討論

NMR及GPC檢測結(jié)果表明，本文合成的PBLAPEG-PBLA分子質(zhì)量與嵌段比較適宜。且對該共聚物性質(zhì)的考察發(fā)現(xiàn)，其在10%～20%（g·mL-1）的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)具有良好的溫敏性和可注射性，為其用于制備可注射原位凝膠制劑創(chuàng)造了初步條件。

以GVC為模型藥物的PBLA-PEG-PBLA凝膠體外釋放實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該共聚物凝膠在24 h內(nèi)釋藥量超過40%，累計(jì)釋藥量可超過85%，持續(xù)釋藥時(shí)間約為96 h，具有緩釋效果，但也存在明顯的突釋現(xiàn)象。載藥PBLA-PEG-PBLA凝膠發(fā)生突釋的原因主要是GCV在水中的溶解度較好，其在pH為7的水中溶解度達(dá) 4.3 g· L-1，在載藥凝膠的形成過程中，因GCV并沒有完全進(jìn)入由膠束內(nèi)核聚集構(gòu)成的疏水部分，部分存在于膠束與膠束之間的親水部分，致使其通過擴(kuò)散機(jī)制快速釋放；其次，可能是由于凝膠中含有的少量低分子共聚物，其降解速度更快，且其疏水嵌段長度減小，致使凝膠強(qiáng)度下降，凝膠內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)的空隙增大，導(dǎo)致藥物釋放迅速。

鑒于PBLA-PEG-PBLA凝膠具有突釋效應(yīng)，其更適宜負(fù)載高疏水性或大分子藥物，而對親水性藥物較難包載。不過，對其疏水嵌段進(jìn)行修飾改造，有可能改善其對親水性藥物的包載問題。

嵌段共聚物原位凝膠良好的理化性質(zhì)及安全性使其成為極具發(fā)展前景的藥物載體，而PBLA-PEG-PBLA作為具有優(yōu)良性質(zhì)的新型溫敏型嵌段共聚物，為制備理想的可注射載藥原位凝膠提供了新的可能，也將促進(jìn)該類共聚物在藥物制劑中的應(yīng)用研究。

[1]Yu L, Ding J. Injectable hydrogels as unique biomedical materials[J]. Chem Soc Rev, 2008, 37(8): 1473-1481.

[2]Li Z, Guan J. Thermosensitive hydrogels for drug delivery[J]. Expert Opin Drug Deliv, 2011, 8(8): 991-1007.

[3]Yang H, Kao W. Thermoresponsive gelatin/monomethoxy poly (ethylene glycol)–poly (D, L-lactide) hydrogels: formulation, characterization, and antibacterial drug delivery[J]. Pharm Res, 2006, 23(1): 205-214.

[4]董吉, 蔣曙光, 平其能. 注射型原位凝膠植入劑的研究進(jìn)展[J]. 藥學(xué)進(jìn)展, 2007, 31(3): 109-113.

[5]喬明曦. 注射用溫敏型PLGA-PEG-PLGA嵌段共聚物合成及其應(yīng)用研究[D]. 沈陽: 沈陽藥科大學(xué), 2005.

[6]Elstad N L, Fowers K D. OncoGel (ReGel/paclitaxel)—clinical applications for a novel paclitaxel delivery system[J]. Adv Drug Deliv Rev, 2009, 61(10): 785-794.

[7]耿海明. 更昔洛韋眼用凝膠劑的研究[D]. 沈陽: 沈陽藥科大學(xué), 2007.

[8]Janoria K G, Boddu S H, Wang Z, et al. Vitreal pharmacokinetics of biotinylated ganciclovir: role of sodium-dependent multivitamin transporter expressed on retina[J]. Ocul Pharmacol Ther, 2009, 25(1): 39-49.

[9]Smith T J, Pearson P A, Blandford D L, et al. Intravitreal sustainedrelease ganciclovir[J]. Arch Ophthalmol, 1992, 110(2): 255-258.

[10]Xu Y, Shen Y, Xiong Y, et al. Synthesis, characterization, biodegradability and biocompatibility of a temperature-sensitive PBLA-PEG-PBLA hydrogel as protein delivery system with low critical gelation concentration[J]. Drug Dev Ind Pharm, 2014, 40(9):1264-1275.

[11]劉靜, 秦國偉, 蒲春生. 溫敏凝膠流變性能動(dòng)力學(xué)研究[J]. 功能材料, 2012, 43(4): 454-456.

[12]Cilurzo F, Selmin F, Minghetti P, et al. Injectability evaluation: an open issue[J]. AAPS PharmSciTech, 2011, 12(2): 604-609.

[13]楊辛欣, 李超英. 眼部給藥系統(tǒng)體內(nèi)外評價(jià)方法的研究進(jìn)展[J]. 中國新藥雜志, 2008, 17(13): 1101-1104.

Study on Injectable Thermosensitive In-situ Hydrogel as Ganciclovir Delivery System

WANG Qiyue, SHEN Yan, TU Jiasheng
( Department of Pharamaceutics, School of Pharmacy, China Pharmaceutical University, Nanjing 210009, China)

Objective: To construct thermosensitive triblock copolymer and to investigate its physicochemical properties and the characteristics of the injectable thermosensitive in-situ hydrogel as ganciclovir (GCV) delivery system prepared with the copolymer. Methods: A thermosensitive PBLA-PEG-PBLA triblock copolymer was synthesized with polyethylene glycol (PEG) as the hydrophilic block and PBLA random copolymer comprising lactide(LA) and β-butyrolacton(β-BL) as the hydrophobic block by ring-opening polymerization. Its physicochemical properties were characterized as well as the gelation temperature/critical gel concentration, rheological property, syringeability and dissolution behavior of its solution and in vitro release property of the drug-loaded injectable thermosensitive in-situ hydrogel prepared with GCV as a model drug and the copolymer were investigated. Results: The average molecular weight (Mw) of the synthesized PBLA-PEG-PBLA copolymer was about 6 000 with a narrow polydispersity (PDI) of approximate 1.5. The critical gel concentration (g ? mL-1)of its solution was between 5% to 10% and gelation temperature of its solution was about 31-35 ℃ which was slightly lower than body temperature at the concentration(g ? mL-1) range of 10%-25%. The storage modulus and viscosity of the hydrogel solution were low (below Ts-g) , but could increase rapidly when temperature reached Ts-g,. The cumulative release curve of the drug-loaded hydrogel followed the one-order kinetics with a diffusion-release mechanism. Conclusion: Low concentrations(10%-15% g ? mL-1) of PBLA-PEG-PBLA copolymer conforms more completely to the requirements of intravitreous injection of copolymers and is applicable to the preparation of the drug-loaded injectable thermosensitive in-situ hydrogel.

thermosensitive triblock copolymer; PBLA-PEG-PBLA; ganciclovir; drug-loaded injectable in-situ hydrogel; sol-gel transition temperature; storage modulus; in vitro release

R318.08 ; R944.9

A

1001-5094（2014）10-0754-07

接受日期：2014-04-23

*通訊作者：涂家生，教授；

研究方向：藥物新劑型與新技術(shù)；

Tel：025-83271305； E-mail：jiashengtu@aliyun.com