聚β 环糊精微球的制备及结构表征
作者：王晓明，谭载友，曹蕾，吕拓
【摘要】 目的 研究聚β环糊精微球(βCDP微球)的制备方法、优化合成工艺，并对其进行结构表征。方法 采用反相乳液聚合技术制备βCDP微球，通过正交设计，以产率和粒径作为评价指标，判断各种因素对实验结果的影响。结果 制备βCDP微球的最佳工艺条件为：交联剂(EPI)的用量为EPI∶βCD=15∶1(摩尔比), 交联聚合时间为1.5 h,乳化剂用量为Span80∶Tween20=3∶1(质量比),搅拌速度为800 r/min。结论 所建立的聚βCDP微球处方工艺重现性良好。
【关键词】 聚β 环糊精 微球 乳液聚合技术
Abstract:Objective To optimize the preparation procedure of βcyclodextrin polymer microspheres and to characterize its structure. Methods βcyclodextrin polymer microspheres was prepared by inverse emulsion polymerization. The criteria for the evaluation of the synthesis included yield and particle size based on orthogonal test. Results The optimal conditions were:n(EPI)∶n(βCD)=15∶1, crosslinking=1.5 h,Span80∶Tween20=3∶1,stirring rate=800 r/min. Conclusion The preparation procedure of βcyclodextrin polymer microspheres was optimized.
Key words:βcyclodextrin polymer; microspheres; inverse emulsion polymerization
环糊精聚合物(CDP)是基于环糊精的聚合物，该聚合物既保持了环糊精包结、缓释、催化和识别的能力，又兼具高聚物的特性，如良好的机械强度、较好的稳定性、环境敏感性、渗透扩散性和化学可调性等[1]。国内外研究表明，环糊精聚合物可以实现药物的缓释控释，且其增加水难溶性药物的溶解度、溶解速率和提高药物生物利用度的效果比环糊精单体要有效得多[2,3]。本研究以β环糊精为原料，采用反相乳液聚合技术，研制载体材料聚β环糊精微球 (βCDP微球)。
1 实验材料
CS501型超级恒温器(重庆试验设备厂);JJ1型增力电动搅拌器(江苏省金坛市环宇科学仪器厂);IX51 光学显微镜(OLYMPUS BX50);S52扫描电子显微镜(HITACHI);Q600 SDT型热分析仪(美国TAINC公司);100 FI红外光谱仪(Pekin Elmer)等。
βCD(中国医药(集团)上海化学试剂公司，批号20010308);环氧氯丙烷(EPI,天津福晨化学试剂厂，批号20050907);煤油(市售，经处理后使用); Span80(天津市大茂化学试剂厂，批号20051202);Tween20(广州化学试剂厂，批号200511011)。
2 方法与结果
2.1 聚合反应原理
根据参考文献[4]，本实验以βCD为原料、环氧氯丙烷(EPI)为交联剂、并以水相作为分散相、有机相煤油作为连续相、适量选用适当的乳化剂，在强碱性的条件下，采取反相聚合技术制备药物控制释放载体βCDP微球。
βCD与EPI的聚合反应原理如图1，反应过程实际是由EPI不断的开环、闭环反应构成的[5]。在碱性介质中，βCD的羟基氢显微酸性，带正电荷;剩余的部分成为βCD氧负离子，作为亲核试剂向环氧氯丙烷(EPI)的环氧基进攻。环氧基在碱催化下，按SN2机理开裂其CO键、βCD氧负离子的取代在C上发生。环氧基氧原子上则变成负离子，与先前刚发生的、从βCD羟基上断裂下来的氢正离子靠近并键接为新羟基。
2.2 βCDP微球的制备
称取βCD 12 g置带有机械搅拌的三口烧瓶中，加入质量分数40%的NaOH溶液20 mL，加热溶解。在30 ℃、恒速搅拌下，缓慢滴加适量的EPI，使反应进行一定时间。在高速搅拌下，加入适量含有乳化剂1.6 g的油相80 g，10 min后降低搅拌速度，使体系升至50 ℃，继续搅拌反应6 h。反应结束后，静置，倾去上层油相，将微球产品抽滤，并依次用稀盐酸、乙醇、蒸馏水、丙酮充分洗涤，除去各种杂质。置于通风橱内于室温下晾干，然后用空干燥箱于60 ℃下干燥至恒重，即得βCDP球状颗粒。