记忆合金硅胶宫内缓释系统与曼月乐在模拟宫腔液中左炔诺孕酮释放量对比观察

蒋成素，周云凤，张水勤，肖雁冰

遵义市妇幼保健院妇科，贵州 遵义 563000

左炔诺孕酮（LNG）宫内节育系统（曼月乐，LNG-IUS）是一种兼具避孕和治疗作用的宫内避孕系统［3］。曼月乐被置入宫腔后，其储存在环纵臂中的LNG 可每天稳定释放20 μg，保持宫腔内局部较高的药物浓度［4］。长期运动或者工作原因，可能会导致曼月乐环因为重力作用出现下移、脱落，影响其应用效果。我们前期研究［5-7］推测其可能与曼月乐环的选材、设计等因素有一定的关系。为研制一种既可以治疗子宫腺肌病［8］、子宫内膜增殖症［9］、子宫内膜息肉［10］等妇科疾病，又兼具避孕作用的新型宫内节育系统，已成为目前的研究热点。我们前期通过三种不同制作工艺制备了记忆合金硅胶宫内缓释系统（Memory Alloy Silicone Intrauterine System，MAS-IUS）模型，MAS-IUS 模型表面由纳米铜和硅胶混合物包裹，可较好控制LNG 的释放浓度；模型支撑材料为钛镍合金丝，可塑性好，置入宫腔后可抑制模型下移、脱落，以免影响避孕效果；MAS-IUS 中的铜离子和LNG 的避孕作用均较好，可提高避孕效果。因此，新设计的MAS-IUS 模型既可达到有效避孕效果，又可弥补以往含铜宫内节育器和曼月乐的不足，但三种MAS-IUS 模型的应用效果如何？目前尚不明确。现比较三种不同工艺制备的MAS-IUS模型与曼月乐环在模拟宫腔液中的LNG 释放量，以便为后续的动物实验提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 模型制备、模拟宫腔液配制 ①由前期实验制备的MAS-IUS 模型1［11］：由苏州荣千稀有金属有限公司按本实验要求制作钛镍合金丝管架，将纳米铜硅胶混合物均匀喷涂于钛镍合金丝管架表面，厚度为1 mm；然后用纳米铜硅胶混合物封堵一端，在室温下硫化24 h 后，将LNG（固体粉末）52 mg 置入中空的纳米铜硅胶钛镍合金管中，再封堵另一端，即得MAS-IUS-1。②MAS-IUS 模型2 制备［12］：由苏州荣千稀有金属有限公司按本实验要求制作钛镍合金丝管架，将纳米铜硅胶混合物放入挤出机，调整口模（口模外径3.5 mm）和引芯位置，均匀挤出套管，确保挤出套管双层壁厚为1.0 mm。套管经6 m 烘道加热固定成型（烘道温度280 ℃），再将固定成型的套管放入恒温烘箱中，经180 ℃、2 h 硫化，硫化后，裁切成本实验所需规格；将套管放入正己烷中，浸泡1～2 min，使套管充分涨开，用镊子将钛镍合金丝管架装入套管中，待正己烷挥发结束后，钛镍合金丝管架与套管充分贴合；用硅胶粘合剂将套管一端封口，待粘合剂静置2～3 h后，粘合剂充分固化，将左炔诺孕酮标准品（52 mg）用增量法装入套管中，用硅胶粘合剂将另一端（加药端）进行封口，待粘合剂静置2～3 h后，粘合剂充分固化，将两端裁切成所需规格，即得MAS-IUS-2。MAS-IUS 模型3 的制备：将MAS-IUS模型2 两端用硅胶粘合剂在模具中进行粘合，固定时间1.5h，由宫内节育器生产厂家按照宫内节育器标准生产工艺制备，即得MAS-IUS-3。模型1、2、3见图1。模拟宫腔液：采用HCl/NaOH 调至pH 6.8～7.4（人体宫腔液pH 6.0～7.9）［13］，保质期6个月，2～8 ℃储存，标准模拟宫腔液配制比例见文献［14］。去离子水；NaCl（重庆江川化工集团有限公司）；KCl（福晨天津试剂有限公司）；CaCl2（天津市大茂化学试剂厂）；NaHCO3（上海埃彼化学试剂有限公司）；氯化钠注射液（生理盐水）贵州科伦药业有限公司；NaH2PO4·2H2O（陇化工股份有限公司）；葡萄糖（湖南科伦制药有限公司）；血清白蛋白（上海莱士血液制品股份有限公司，国药准字S10930020）。

图1 三种不同工艺制备的MAS-IUS模型

1.2 MAS-IUS 模型及曼月乐在模拟宫腔液中的LNG 的释放情况观测 分别MAS-IUS-1、MASIUS-2、MAS-IUS-3 及曼月乐，每种各4 个样品，充分洗涤后置入聚丙烯管中，加入7.5 mL 模拟宫腔液（全面淹没模型和曼月乐环），置于摇床（37.0 ±0.1）℃温箱孵育。加入模拟宫腔液当天为第1 天，从第1 天起每天取模拟宫腔液5 mL，连续取30 d。每次取完后，需将聚丙烯管中剩余模拟宫腔液倒掉，充分洗涤MAS-IUS 模型和曼月乐后，再次置入聚丙烯管，加入7.5 mL 模拟宫腔液（全面淹没模型和曼月乐），连续30 d［2］。每天取出模拟宫腔液于-80 ℃冰箱储存备用［2］。取各模型模拟宫腔液解冻，涡旋混匀，分别取200 μL 到2 mL 离心管中，加入1 600 μL 提取试剂（甲基叔丁基醚：正己烷1：1），振荡15 min，8 ℃、12 000 r/min 下离心5 min；取约1 400 μL 上清液转移至96 孔板，40 ℃下吹干，加入150 μL 含有50%甲醇的水溶液，振荡5 min. 采用高效液相串联质谱仪检测LNG［2］。采用超高效液相-串联质谱系统（LC-MS-MS）分析条件由Waters Acquity 超高效液相和Applied Biosystems Sciex 5500 三重四级杆线性离子阱质谱仪组成。样品温度8 ℃；色谱柱：ACQUITY UPLC BEH C18 1.7 μm 2.1×100 mm Column；流动相A：含0.1%甲酸的水溶液，流动相B：100%甲醇；柱温相：Waters Acquity column heater；柱温相温度：25 ℃；流速：0.4 mL/min；进样量：10 μL；LQC 0.3 ng/mL，HQC：80 ng/mL［2］。样品释放曲线数据取四个样本的平均值，取4 个样品30 d释放量平均值为LNG释放量。

1.3 统计学方法 采用SPSS18.0统计软件进行数据处理。正态分布的计量资料以±s表示，组间比较采用配对t检验。P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

第1至30天时MAS-IUS-1在模拟宫腔液中LNG的释放量为439.00、460.75、386.50、377.50、316.75、291.75、262.50、261.75、249.75、250.50、245.50、238.75、235.00、235.75、231.25、235.25、236.50、233.75、231.50、236.50、239.75、196.25、234.75、239.25、230.75、236.75、225.75、235.25、223.00、231.75 ng。

第1至30天时MAS-IUS-2在模拟宫腔液中LNG的释放量为4 841.00、3 348.75、3 003.75、3 348.75、3 243.75、3 153.75、2 988.75、2 891.25、2 585.00、2 415.50、2 144.75、2 253.00、2 220.00、2 190.00、2 596.50、2 475.25、1 982.75、1 926.25、2 895.00、2 769.00、2 640.00、2 526.00、2 562.00、2 466.00、2 484.00、2 379.00 ng。

第1至30天时MAS-IUS-3在模拟宫腔液中LNG的释放量为535.5、519.0、503.5、496.8、472.0、491.8、486.8、480.5、494.0、439.8、509.0、470.0、432.8、488.5、491.5、463.5、445.8、428.3、396.0、411.3、336.0、421.0、413.8、414.0、429.8、423.5、426.0、428.5、396.3、412.0 ng。

第1 至30 天时曼月乐在模拟宫腔液中LNG 的释 放 量为552、533、521、528、512、517、493、507、486、452、505、466、486、465、501、478、455、441、414、411、421、454、401、409、409、434、451、431、409、404 ng。

MAS-IUS-1、MAS-IUS-2、MAS-IUS-3 及曼月乐4个样品在模拟宫腔液中LNG释放量见表1。

表1 MAS-IUS-1、MAS-IUS-2、MAS-IUS-3及曼月乐4个样品在模拟宫腔液中LNG每天释放量（ng，±s）

表1 MAS-IUS-1、MAS-IUS-2、MAS-IUS-3及曼月乐4个样品在模拟宫腔液中LNG每天释放量（ng，±s）

注：与曼月乐比较，＊P＜0.05。

组别模型1模型2模型3曼月乐LNG释放量样品4 273.13± 13.96＊2 684.00±119.54＊444.43± 10.27＊463.00± 9.51样品1 243.13± 6.98＊2 819.4 ±127.37＊453.07± 8.42＊466.9± 10.19样品2 269.95± 15.96＊2 815.89±146.98＊448.23± 8.40 460.33± 8.52样品3 272.89± 13.55＊2 553.00±105.42＊461.83± 9.68 468.57± 8.73

3 讨论

MAS-IUS模型作为一种全新设计的宫内节育系统，既可以达到有效的避孕效果，又能治疗某些妇科疾病，主要是MAS-IUS 模型管中的LNG 的药理作用，因此有效的控制管LNG 的释放量对临床治疗至管重要。MAS-IUS模型的表面的硅胶膜主要起到药物控释的作用，LNG 从钛镍合金丝支架管中释放至模拟宫腔液中的过程主要分为3 个步骤完成的：第一，LNG 首先从晶体中通过某些化学反应分离出来；第二，LNG 分子通过钛镍合金丝支架的间隙扩散进入纳米铜硅胶膜内；第三，LNG 分子透过纳米铜硅胶膜最终进入模拟宫腔液中。LNG 透过纳米铜硅胶膜的扩散过程并不是单纯的简单扩散方式，硅胶中含有大量的硅藻土，会使硅胶的孔径发生改变，从而影响LNG 的扩散过程。在前期的实验中已经证实LNG 从MAS-IUS 模型中的释放过程受到纳米铜硅胶膜厚度的影响，随纳米铜硅胶膜的厚度增加，LNG 通过纳米铜硅胶膜的扩散速率不变，单位时间内扩散的药量降低［1］。

本研究结果表明，MAS-IUS-1 的4 组样品在模拟宫腔液中LNG的释放量在9天前释放量较大并呈缓慢下降趋势，9 d 后释放量基本趋于稳定，稳定后每天平均释放量在0.22～0.24 μg。前2天模型2的4组样品在模拟宫腔液中LNG 的释放表现为“暴释”现象，释放量较大，3～11 d释放量缓慢下降，平均每天 减 少0.083 μg，第12 天 以 后 释 放 量 在1.8～3.0 μg。前15 天模型3 在模拟宫腔液中LNG 的释放量339～557 ng，并呈缓慢下降趋势，15～19 d时LNG释放量呈平稳下降趋势，第19天以后释放量趋于平稳（373～481 ng）。前15 天曼月乐4 组样品在模拟宫腔液中LNG释放量为420～577 ng，呈缓慢降低趋势，15～19 d 呈平稳下降趋势，第19 天后释放量趋于平稳（376～470 ng）。曼月乐在模拟宫腔液中LNG的释放量要显著高于MAS-IUS-1在模拟宫腔液中LNG 的释放量，但是，实际上曼月乐中LNG在模拟宫腔液中的释放量比实际在人体中每天（释放量为20 μg/24 h）的释放量增加几十倍，分析可能原因为：本实验中模拟宫腔液的PH 值维持在6.8～7.4 之间，主要是通过在模拟宫腔液中加入稀盐酸或稀释后的氢氧化钠溶液来进行调节的［14］，而曼月乐环纵臂由聚乙烯和钡酸盐包裹，在模拟宫腔液中可能与某些化学物质发生化学反应，改变了聚乙烯和钡酸盐的化学结构，从而加速了LNG 的释放；在本实验中聚丙烯管中的模拟宫腔液是每天更换，而LNG 是通过纳米铜硅胶膜缓慢扩散至模拟宫腔液中，而每天更换模拟宫腔液使聚丙烯管中模拟宫腔液中的LNG 浓度一直处于比较低的状态，加快了曼月乐环中LNG 的释放，加上模拟宫腔液与实际人体宫腔液肯定是不同的［15-16］，人体宫腔液含有各种有机物及酶，并且曼月乐置入宫腔后，受生理动态变化的影响，以及人体宫腔中局部LNG 的浓度较高，可能影响曼月乐中LNG 在人体宫腔液中的释放，后续需进一步实验证实。

本研究结果发现，曼月乐在模拟宫腔液中LNG的释放量低于MAS-IUS-2在模拟宫腔液中LNG的释放量，差异具有统计学意义。其可能原因为：MASIUS-2在制备的过程中，两端采用的是硅胶粘合剂封堵，置入模拟宫腔液后，LNG 不仅会通过钛镍合金丝支架的间隙直接扩散至纳米铜硅胶膜，进入模拟宫腔液中，也会通过模型2 的两端扩散至模拟宫腔液中，导致模拟宫腔液中LNG 的释放量增加。与曼月乐比较，MAS-IUS-3 中样品1、4 在模拟宫腔液中LNG 的释放量低，样品2、3 在模拟宫腔液中LNG的释放量与曼月乐比较差异无统计学意义。可能原因为：纳米铜间存在静电作用力、范德华作用力及吸附力［1］等特点，使得纳米铜极易发生团聚，而纳米铜硅胶混合物在制作过程中采用混合法，但是双棍开炼机的搅拌存在一定的局限性，可能会导致纳米铜和硅胶搅拌不均，使纳米铜在硅胶中聚集成团聚体，纳米铜在硅胶膜中就可能分布不均，影响LNG在硅胶中的扩散路径变得弯曲、复杂，从而影响药物的扩散过程，从而影响LNG 在纳米铜硅胶膜扩散速率，从而影响LNG的释放量。

但是实际上人体的内环境非常复杂，在不同的生理情况下，各个器官和组织功能活动会发生相应的变化；由于个体差异性，人体宫腔液的PH 也不同，波动在6.0～7.9 不等［13］；随女性生理周期的改变，人体宫腔环境也会有所改变［17］，比如在卵泡期、排卵期、黄体期及月经期宫腔环境都是不同的，都会影响环中LNG 的释放，而自行配制的模拟宫腔液中的成分是固定不变的，故模拟宫腔液中LNG 的释放规律和真实人体宫腔液中LNG 的释放规律是完全不同的，在今后的实验中，需要通过大量的动物实验来继续研究MAS-IUS 模型中LNG 的释放规律。（这段精炼）

综上所述，模型3 在模拟宫腔液中LNG 的释放量较稳定且上下波动范围小，LNG 释放量更接近曼月乐在模拟宫腔液种LNG 释放量。后续可通过动物实验来继续研究MAS-IUS 模型3 中LNG 的释放规律。