注射用聚乳酸和交聯(lián)透明質(zhì)酸鈉凝膠的制備及性能研究

李紅梅，張素文，鄭春玲，王曉晨，孟建文，王傳棟△

（1.山東省藥學(xué)科學(xué)院，山東省醫(yī)用高分子材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南250101；2.山東省科學(xué)器材供應(yīng)服務(wù)站，濟(jì)南250014）

1 引 言

聚乳酸（polyactide，PLA），是一種與生物相容及能被生物降解的物質(zhì)，被醫(yī)學(xué)界使用超過(guò)30年，是無(wú)毒的生物降解性聚合物，它是由乳酸聚合得到的，其在體內(nèi)生物相容性好，無(wú)體內(nèi)積聚問(wèn)題，降解產(chǎn)物乳酸可參與人體的新陳代謝，最終形成二氧化碳和水被排出體外[1]。被注入皮膚底層后，能刺激膠原蛋白增生，有效漸進(jìn)地改善皺紋、淚溝及豐滿面頰、太陽(yáng)穴等問(wèn)題。不同于傳統(tǒng)的注射填充劑。

透明質(zhì)酸（hyalouronic acid，HA）是構(gòu)成皮膚、玻璃體、關(guān)節(jié)滑液和軟骨組織的重要成分，具有良好的潤(rùn)滑性、粘彈性和非免疫原性。現(xiàn)在有大量的HA產(chǎn)品在臨床被用作眼科粘彈劑、骨科粘彈性補(bǔ)充劑以及術(shù)后粘連的防治劑等，高分子量的HA溶液也被用于注入面部皮膚，減輕皺紋，改進(jìn)皮膚外觀和結(jié)構(gòu)或改進(jìn)唇部形狀，組織皮膚衰老。在其他領(lǐng)域，HA在藥物傳遞系統(tǒng)中的作用亦得到了廣泛的研究與應(yīng)用[2-3]。但天然的HA容易被機(jī)體組織中的酶降解，良好的水溶液使其在組織中容易被擴(kuò)散，在組織局部存留的時(shí)間十分短暫[4]。交聯(lián)的HA可以克服這些缺陷，同時(shí)又保留了其良好的生物相容性和非免疫原性，是目前較為理想的組織填充材料[5-8]。

近年來(lái)，用于美容或醫(yī)療用途的可注射用凝膠發(fā)展迅速，可注射凝膠能在注射部位實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)治療或填充美容的作用，而受到廣泛關(guān)注[9]。人工化學(xué)合成的高分子材料減少了感染疾病的風(fēng)險(xiǎn)，使用安全，使其使用范圍逐漸變大。

本研究將自制聚乳酸微球加入到交聯(lián)透明質(zhì)酸鈉凝膠中，成功制備了注射用美容凝膠。

2 材料和方法

2.1 原料試劑

聚乳酸（PLA），實(shí)驗(yàn)室自制；透明質(zhì)酸鈉購(gòu)自華熙福瑞達(dá)生物醫(yī)藥有限公司；磷酸二氫鈉、磷酸氫二鉀、氯化鈉、氫氧化鈉、鹽酸、二氯甲烷、乙醇為分析純，購(gòu)自天津市大茂化學(xué)試劑廠；聚乙烯醇為分析純，購(gòu)自中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)上海化學(xué)試劑公司；二乙烯基砜，購(gòu)自成都格雷西亞化學(xué)技術(shù)有限公司。

2.2 儀器設(shè)備

真空干燥箱：上海樹(shù)立儀器儀表有限公司ZKXF型；滲透壓儀：德國(guó)泰克有限公司 OSMOMAT030型號(hào)。旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)：濟(jì)南三環(huán)化工有限公司NDJ-4；流變儀HAAKE Rheostres RS7.5：德國(guó)哈克公司。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

（1）將一定量的聚乳酸加入到二氯甲烷中溶解，后滴加到一定濃度的聚乙烯醇水溶液中，攪拌2～4 h，反應(yīng)溫度為75～85℃，反應(yīng)結(jié)束除去二氯甲烷得反應(yīng)液，過(guò)濾反應(yīng)液收集濾餅，得到聚乳酸微球[10]。

（2）透明質(zhì)酸鈉溶于稀氫氧化鈉溶液中，加入二乙烯基砜，攪拌得到交聯(lián)透明質(zhì)酸鈉，用緩沖鹽溶液浸泡3次，攪拌過(guò)篩，得到交聯(lián)透明質(zhì)酸鈉凝膠的鹽溶液。

（3）按一定比例將聚乳酸微球加入到交聯(lián)透明質(zhì)酸鈉凝膠的鹽溶液中攪拌5～10 min，121℃高壓蒸汽滅菌30 min，得到不同配比的注射用聚乳酸微球和交聯(lián)透明質(zhì)酸的混合凝膠。

3 結(jié)果與討論

3.1 不同交聯(lián)度透明質(zhì)酸鈉凝膠的性能測(cè)試

3.1.1 不同交聯(lián)度透明質(zhì)酸鈉凝膠注射器柄推擠力的測(cè)試 將凝膠安裝注射針頭，萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)以30 mm／min的速度推動(dòng)注射柄，記錄壓力。計(jì)算平均值。結(jié)果見(jiàn)表1。

3.1.2 不同交聯(lián)度透明質(zhì)酸鈉凝膠流變學(xué)性能測(cè)試 采用旋轉(zhuǎn)流變儀（椎板60 mm，錐角0.5″，狹縫0.052 mm），在測(cè)試溫度25℃的條件下，振動(dòng)頻率在0.1～100 Hz范圍，對(duì)交聯(lián)透明質(zhì)酸鈉凝膠進(jìn)行彈性和粘性的動(dòng)態(tài)測(cè)定，觀察指標(biāo)為彈性模量（G′），粘性模量（G″）。見(jiàn)圖1、表1。

圖1 凝膠的流變學(xué)曲線Fig1 Rheological curves of gel

3.1.3 不同交聯(lián)度透明質(zhì)酸鈉凝膠溶脹度測(cè)試

稱(chēng)取交聯(lián)透明質(zhì)酸凝膠0.2g置于培養(yǎng)皿上，放入干燥箱中，80℃下至恒重后稱(chēng)量，記作m1，滴加水至膨脹，除去多余的水分后稱(chēng)量，記作m2，根據(jù)公式（1）計(jì)算溶脹度Q。

表1 不同交聯(lián)度透明質(zhì)酸鈉凝膠的性能比較Table 1 Comparison of the properties of sodium hyaluronate gel with different degree of crosslinking

由表1可知，5種不同交聯(lián)劑用量的凝膠，交聯(lián)透明質(zhì)酸鈉凝膠彈性模量高于粘性模量，表現(xiàn)出的彈性（類(lèi)固體）強(qiáng)于粘性（類(lèi)液體）。隨著交聯(lián)劑用量的增加，彈性模量和粘性模量都隨之增大。證明隨著交聯(lián)劑投入量的增加，交聯(lián)劑與透明質(zhì)酸鈉形成的三維網(wǎng)格緊密程度隨之上升，即表現(xiàn)為凝膠的粘彈性能隨之上升。

推擠力和溶脹度變化基本一致，隨著交聯(lián)劑投入量的增加，其變化是先增后減的，交聯(lián)劑的量是50 mg時(shí)，其推擠力最大，溶脹度也最高。本實(shí)驗(yàn)室選擇最高溶脹度的凝膠進(jìn)行試驗(yàn)，與聚乳酸微球進(jìn)行配比，并對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試比較。

3.2 不同聚乳酸微球和交聯(lián)透明質(zhì)酸鈉凝膠配比各性能測(cè)試

3.2.1 不同配比樣品動(dòng)力粘度測(cè)試 采用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，按照《中華人民共和國(guó)藥典》（2015年版）二部附錄VIG第二法測(cè)定，在剪切速率不小于0.25 Hz，（25士0.1）℃條件下，進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表2。

3.2.2 不同配比樣品注射器柄推擠力測(cè)試 方法同3.1.1，結(jié)果見(jiàn)表2。

3.2.3 不用配比樣品溶脹度測(cè)試 方法同3.1.3，結(jié)果見(jiàn)表2。

3.2.4 不同配比樣品滲透壓測(cè)試 直接取樣品，按照《中華人民共和國(guó)藥典》（2015年版）二部附錄ⅨG的方法進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同配比樣品性能測(cè)試Table 2 Performance test of sample with different ratio

由表2可知，隨著聚乳酸微球加入量的增大，動(dòng)力粘度和推擠力均逐漸增加，加入聚乳酸微球量超過(guò)15 mg時(shí)，動(dòng)力粘度明顯增大，推擠力也明顯變大，如果推擠力太大的話，樣品不容易被擠出，故選擇聚乳酸微球的加入量控制在15 mg及以下。

3.3 滅菌穩(wěn)定性試驗(yàn)

對(duì)比樣品1為15 mg／mL的聚乳酸微球在生理鹽水中的混懸液，121℃滅菌30 min，對(duì)比樣品2為18 mg／mL的透明質(zhì)酸鈉的生理鹽水溶液，121℃滅菌30 min。

將注射用聚乳酸和交聯(lián)透明質(zhì)酸鈉凝膠（其中聚乳酸微球的濃度為15 mg／mL，交聯(lián)透明質(zhì)酸鈉凝膠的濃度為18 mg／mL）和兩個(gè)對(duì)比樣品（經(jīng)121℃分別滅菌20 min、30 min），同置冰箱4℃保存一周后，取出于35℃～40℃保溫10 min，分別測(cè)試動(dòng)力粘度。見(jiàn)表3。

表3 滅菌穩(wěn)定性試驗(yàn)Table 3 Sterilization stability test

由表3可知，對(duì)比樣品1滅菌20、30 min和滅菌前動(dòng)力粘度變化不大，而對(duì)比樣品2滅菌后的動(dòng)力粘度下降很多，本實(shí)驗(yàn)室的凝膠滅菌的動(dòng)力粘度變化不大，說(shuō)明本試驗(yàn)的注射用聚乳酸和交聯(lián)透明質(zhì)酸鈉凝膠較穩(wěn)定。而且滅菌后的形貌上，注射用聚乳酸和交聯(lián)透明質(zhì)酸鈉凝膠為均勻的混懸狀態(tài)，對(duì)比樣品1中聚乳酸微球發(fā)生顯著沉降，有明顯的固液分離現(xiàn)象。對(duì)比樣品2有少量絮狀物生成，粘度下降。

4 結(jié)論

本研究將聚乳酸微球直接與在鹽溶液中溶脹平衡所得的交聯(lián)透明質(zhì)酸鈉凝膠混合，通過(guò)對(duì)不同交聯(lián)度的交聯(lián)透明質(zhì)酸鈉凝膠以及對(duì)不同配比的聚乳酸和交聯(lián)透明質(zhì)酸凝膠各性能進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)聚乳酸的加入量為15 mg注射用聚乳酸和交聯(lián)透明質(zhì)酸鈉混合凝膠產(chǎn)品均勻細(xì)膩、易于注射，且制備工藝條件易于控制，操作步驟少，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。適用于制備美容和醫(yī)療用途的注射劑。具有很好的臨床應(yīng)用前景。