浅析羧甲基壳聚糖栓塞材料的制备工艺

李国付，贾晓伟，李鹏达，刘俊英

(石家庄亿生堂医用品有限公司，河北 石家庄 050200)

壳聚糖又叫几丁聚糖、脱乙酰甲壳素, 化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。壳聚糖被广泛应用于医药制造领域。壳聚糖经羧甲基化后可制成羧甲基壳聚糖。羧甲基壳聚糖可溶于水。本研究以羧甲基壳聚糖为主要材料，采用反相乳化交联技术、冷冻干燥技术等制备羧甲基壳聚糖微球，并总结和分析羧甲基壳聚糖微球的制备工艺。现将研究方法和结果报告如下。

1 材料与方法

1.1 主要原料

羧甲基壳聚糖（购于济南海得贝海洋生物工程有限公司）、异丙醇（药用级，购于江西阿尔法高科药业有限公司）、戊二醛（分析纯，浓度为50%，购于天津科密欧化学试剂有限公司）、Span80（分析纯，购于天津科密欧化学试剂有限公司）。

1.2 主要仪器

EX玻璃反应釜（型号为100 L，由上海一凯仪器设备有限公司生产）、冷冻干燥机（型号为LYO-O.7，由上海东富龙科技股份有限公司生产）。

1.3 羧甲基壳聚糖微球的制备方法

将液体石蜡与航空煤油搅拌均匀，制成油相。将羧甲基壳聚糖溶于质量分数为1%的碳酸钠水溶液中，制成水相。使油相在油相管路中以一定的流速流动，将水相以缓慢的速度从水相管路中垂直注入油相管路中。通过油相流体的剪切力将壳聚糖水相分离成大小均匀的液滴。在室温下于滴液中加入span80，并搅拌均匀，制成稳定的乳化溶液。在上述溶液中加入适量的戊二醛，进行固化交联反应。待反应完全后，用异丙醇进行洗涤。用浓度由低到高（浓度分别为30%、60%、90%和100%）的乙醇溶液对上述溶液进行梯度脱水，并分级过筛，然后在低温或冷冻的环境下进行干燥，即制得羧甲基壳聚糖微球。将羧甲基壳聚糖微球置于生理盐水中保存，羧甲基壳聚糖微球与生理盐水的比例为1 g:10 ml。分别采用不同浓度的羧甲基壳聚糖、不同剂量的span80、不同的油水比、不同比例的戊二醛/羧甲基壳聚糖、不同的交联反应时间、不同的转速和不同的温度制备羧甲基壳聚糖微球，然后观察和比较在不同条件下制备羧甲基壳聚糖微球的质量。

2 结果

2.1 用不同浓度的羧甲基壳聚糖制备微球的质量及产量

在制备羧甲基壳聚糖微球时，若羧甲基壳聚糖的浓度低于1%，则不易形成微球；若羧甲基壳聚糖的浓度为5%，则液体的粘度较大，难以搅拌，不能制成微球。当羧甲基壳聚糖的浓度为2%时，微球的平均粒径和主粒径的占比均较好，且产量较多。故在制备羧甲基壳聚糖微球时，采用浓度为2%的羧甲基壳聚糖较为适宜。详见表1。

表1 用不同浓度的羧甲基壳聚糖制备微球的质量及产量

2.2 用不同剂量的span80制备羧甲基壳聚糖微球的质量

在制备羧甲基壳聚糖微球时，随着span80用量的增加，微球的粒径呈逐渐减小的趋势。span80的用量过小（为0.5%），会影响微球表面的完整性。span80的用量过大（为1.4%），会导致微球的粒径明显减小。在制备羧甲基壳聚糖微球时，span80的用量在0.8%～1.2%之间较为适宜。详见表2。

表2 用不同剂量的span80制备羧甲基壳聚糖微球的质量

2.3 用不同的油水比制备羧甲基壳聚糖微球的质量

在制备羧甲基壳聚糖微球时，若油水比太小（为1:1），则难以形成稳定的乳液，得不到完整的微球。随着油水比的增大，微球的粒径逐渐增加。在制备羧甲基壳聚糖微球时，油水比为3:1较为适宜。详见表3。

表3 用不同的油水比制备羧甲基壳聚糖微球的质量

2.4 用不同比例的戊二醛/羧甲基壳聚糖制备羧甲基壳聚糖微球的质量

在制备羧甲基壳聚糖微球时，随着戊二醛用量的增加，微球的粒径逐渐减小，微球的颜色逐渐变浅。在制备羧甲基壳聚糖微球时，戊二醛/羧甲基壳聚糖的比例为1:1较为适宜。详见表4。

表4 用不同比例的戊二醛/羧甲基壳聚糖制备羧甲基壳聚糖微球的质量

2.5 用不同的交联反应时间制备羧甲基壳聚糖微球的质量

在制备羧甲基壳聚糖微球时，随着交联反应时间的延长，微球的硬度逐渐增加，吸水率逐渐减小。若交联反应的时间过短（为15 h），就会出现交联反应不完全的情况，使微球在吸水后呈半凝胶状态，得不到完整的微球。当交联反应达到一定的时间后，微球的强度可逐渐增加。但交联反应的时间过长，易导致微球发生破乳，使微球之间发生粘连。故在制备羧甲基壳聚糖微球时，交联反应的时间为20～24 h较为适宜。详见表5。

表5 用不同的交联反应时间制备羧甲基壳聚糖微球的质量

2.6 用不同的转速制备羧甲基壳聚糖微球的质量

在制备羧甲基壳聚糖微球时，随着转速的增加，微球的粒径有逐渐变小的趋势。转速的增加可增强乳液的稳定性，使乳滴的分散更为均匀。但转速过快会增加乳滴之间发生碰撞的几率，易造成破乳，使微球之间发生粘连。当转速为小于160 r/min或大于260 r/min时，微球发生破乳的几率较高。故在制备羧甲基壳聚糖微球时，转速为180～240 r/min较为适宜。

2.7 在不同的温度下制备羧甲基壳聚糖微球的质量

分别在40℃、45℃、50℃、55℃和60℃的温度下制备羧甲基壳聚糖微球。随着温度的升高，微球的粒径可逐渐变小，交联反应的速度可逐渐加快。在制备羧甲基壳聚糖微球时，温度为50℃较为适宜。

3 讨论

羧甲基壳聚糖是一种可降解材料，是制备栓塞材料的最佳选择。动脉栓塞微球是一种靶向制剂。用动脉栓塞微球对患者进行治疗的原理是：对其动脉进行穿刺和插管，经导管将微球输送至其靶组织或靶器官处，阻断靶区的血液供给，从而杀灭肿瘤细胞[1]。用动脉栓塞微球进行介入治疗是临床上治疗某些中晚期癌症（如中晚期肝癌）的首选方法[2]。

本研究的结果证实，制备羧甲基壳聚糖微球的最佳反应条件是浓度为2%的羧甲基壳聚糖、剂量为0.8%～1.2%的span80、3:1的油水比、1:1的戊二醛/羧甲基壳聚糖、20～24 h的交联反应时间、180～240 r/min的转速和50℃的温度。