對比超聲乳化法和超聲初乳化結合SPG微膜乳化法制備PDLLA超聲微泡造影劑的研究

盤捷等

摘要：目的： 分別通過超聲乳化法和超聲初乳化結合SPG微膜乳化法制備非載藥微泡超聲造影劑。方法： 分別通過超聲乳化法和超聲初乳化結合SPG微膜乳化法進行非載藥微泡制備的研究。 結果： 兩種方法都能夠制備出粒徑適合的微泡超聲造影劑，但超聲初乳化結合SPG微膜乳化法制備的微泡粒徑均勻度上要優(yōu)于超聲乳化法制備的微泡。結論： 超聲乳法結合SPG微膜乳化法制備超聲微泡造影劑具有更好的均勻度，適合于載藥超聲造影劑的制備。

關鍵詞： 超聲微泡造影劑；外消旋聚乳酸；超聲乳化法；SPG微膜乳化技術

聚乳酸（PLA）以其所特有的良好的生物相容性和生物降解性而得到了廣泛的研究，尤其是在生物醫(yī)學領域，如醫(yī)用可吸收縫合線、骨科固定裝置以及組織工程支架和藥物釋放系統。由于結晶上的不同聚乳酸可分為右旋聚乳酸（PDLA），左旋聚乳酸（PLLA）和外消旋聚乳酸（PDLLA）。PDLLA降解和吸收速度較快，有利于藥物均勻分布在基質中，因此非常適合于藥物釋放系統，主要作藥物控緩釋的載體和軟組織修復材料[1-3]。復乳溶劑蒸發(fā)法是在藥物釋放系統應用很廣的一種包囊技術，尤其適用于水溶性的化學類藥物以及蛋白類藥物，既避免了大量有機溶劑的毒性，也可以防止生物活性分子、蛋白類等藥物在包囊過程中變性而影響藥效，而且這種方法也適用于高分子聚合材料超聲微泡造影劑的制備[4-8]。20世紀80年代后期，Nakashima等人[9]首次利用SPG（Shirasu Porous Glass）成功制備了粒徑均一的煤油/水以及水/煤油的乳液滴。自此之后，膜乳化技術作為一種嶄新的乳化技術日益受到各國學者的關注并得到了很大的發(fā)展。本文的研究設法對W/O/W復乳溶劑蒸發(fā)法進行了改進，在復乳制備過程中引入了SPG膜乳化技術，以其代替機械攪拌、超聲、均質等傳統乳化工藝用于復乳液的制備，以期得到粒徑均一的載藥超聲造影劑微囊。

1.實驗方法

1.1超聲W/O/W復乳法制備PDLLA微泡造影劑條件研究

制備流程：超聲波作用下將內水相用1ml醫(yī)用注射器勻速注入溶解有PDLLA和1.0%Span80的10ml外油相中形成W/O初乳液后，用10ml的醫(yī)用注射器勻速將W/O初乳液注入超聲波作用下的含有1.0%吐溫80乳化劑的外水相中形成W/O/W復乳液，將復乳液傾倒入1.0%PVA為穩(wěn)定劑的外水相中，40℃恒溫持續(xù)100rpm/min低速磁力攪拌過夜，使油相完全揮發(fā)，PDLLA固化成包膜，3000g離心10min，收集微泡沉淀，純凈水洗滌三次后，真空冷凍干燥。掃描電子顯微境下觀測微泡直徑及均勻度。

1.2超聲W/O/W復乳法結合SPG膜乳化器法制備PDLLA超聲微泡造影劑

制備流程：超聲波作用下將內水相用1ml醫(yī)用注射器勻速注入溶解有PDLLA的10ml外油相中形成W/O初乳液后，將此初乳液傾入已清洗干凈的微膜乳化器壓力艙中，選擇孔徑為1.1m的SPG膜，以高壓高純氮氣提供壓力，設置壓力參數分別為25kpa，50kpa，100kpa，打開循環(huán)泵使分散相1.0%PVA水溶液循環(huán)起來，打開通道閥，使初乳液勻速通過SPG膜進入分散相中形成復乳液，復乳液經40℃恒溫100rpm/min低速磁力攪拌過夜，使油相溶劑充分揮發(fā)，PDLLA固化成微膜。3000g離心10min收集微泡沉淀，真空冷凍干燥后，充入空氣，掃描電子顯微鏡檢測微泡粒徑及均勻度。

2.結果與分析

2.1復乳液制備超聲波功率？時間對微泡粒徑的影響

其他參數恒定的條件下，各復乳液超聲功率時間恒定為200W10S，微泡粒徑分布如圖1，可見復乳超聲功率時間與微泡粒徑大小緊密相關。

2.3超聲波初乳法結合微膜乳化法制備PDLLA微泡研究

根據超聲乳化法制備初乳液實驗，選擇以80W？10S？10次的超聲方式制備10ml初乳液體系，再用高純氮氣將此初乳液壓過SPG微膜進入分散液中獲得適當粒徑的W/O/W復乳，揮發(fā)形成固化的微泡。制備的微泡粒徑大小主要與SPG膜的孔徑和氮氣壓力相關。在壓力較?。?5kpa）的條件下，初乳液不能順利的勻速通過SPG膜，雖然制備的微泡均勻度較好，但粒徑大小不甚理想，在壓力較大（100kpa）的條件下，制備的微泡均勻度較好，但粒徑偏大。在50kpa的壓力下制備的微泡，其粒徑大小及均勻度都較好。

3.討論與小結

通過超聲W/O/W復乳法制備超聲微泡造影劑的實驗研究，本研究總結出超聲初乳法結合微膜乳化法制備PDLLA微泡方法制備的微泡粒徑均勻度上要高于超聲W/O/W復乳法制備的微泡。

由圖2可知，超聲初乳法結合微膜乳化法制備PDLLA超聲微泡造影劑粒徑分布較超聲W/O/W復乳法制備的超聲微泡造影劑均勻度高出很多。其中93.6%的微泡平均粒徑為4.124？m，6.4%的微泡平均粒徑為274nm，沒有微泡粒徑超過7m。

綜合超聲造影劑的兩個制備方法，本文研究認為超聲乳法結合SPG微膜乳化法制備PDLLA超聲微泡造影劑具有更好的均勻度，適合于載藥超聲造影劑的制備。

參考文獻：

[1] 郭圣榮. 醫(yī)藥用生物降解性高分子材料[M]. 北京： 化學工業(yè)出版社， 2004.

[2] 王曉波. 藥物運釋系統[M]. 北京：中國醫(yī)藥科技出版社， 2007.

[3] Feril LB Jr， Tachibana K. Use of ultrasound in drug delivery systems： emphasis on experimental methodology and mechanisms[J]. Int J Hyperthermia， 2012， 28（4）： 282-289.

[4] Nomikou N， McHale AP. Exploiting ultrasound-mediated effects in delivering targeted， site-specific cancer therapy[J]. Cancer Lett， 2010， 296（2）： 133-143.

[5] Vrancken， M. N.； Hove.； Claeys， D. A. Method for encapsulating water and compounds in aqueous phase by extraction[P]. United states patent office. 3523907， 1970.

[6] Baseri B， Choi JJ， Deffieux T， et al. Activation of signaling pathways following localizeddelivery of systemically administered neurotrophic factors across the blood-brain barrier using focused ultrasound and microbubbles[J]. Phys Med Biol， 2012， 57（7）： 65-81.

[7] 冉海濤，任紅，王志剛等.一種新型高分子聚合材料超聲微泡造影劑的制備與體外顯影實驗.[J].中華超聲影像學雜志.2005，10，774-776.

[8] Feril LB Jr， Tachibana K. Use of ultrasound in drug delivery systems： emphasis on experimental methodology and mechanisms[J]. Int J Hyperthermia， 2012， 28（4）： 282-289.

[9] Rong Liu，Guang Hui Ma，Fan-Tao Meng，et al. Preparation of uniform-sized PLA microcapsules by combining Shirasu Porous Glass membrane emulsification technique and multiple emulsion-solvent evaporation method[J].Journal of Controlled Release，2005，103：31-43.