3.2药物释放性能的实验结果及分析
5-Fu磁性壳聚糖微球药物释放性能的好坏与释放的5-Fu的量有关,即是与微球载药量决定的,载药量越大,则表明药物释放性能越好。所以以此为根据,通过计算各个时间段微球的载药量就可以得出5-Fu磁性壳聚糖微球药物的释放性能。表3-4为各时间段相关数据汇总表,图3-5为药物释放性能图。
表3-4 微球药物释放性能试验数据
时间间隔 (hr) |
吸光度 A |
5-Fu质量浓度 (μg/mL) |
5-Fu质量(mg) |
微球质量(mg) |
微球载药量 |
0.5 |
0.75 |
10.634 |
0.1063 |
20 |
0.53% |
1.0 |
0.47 |
6.809 |
0.0681 |
20 |
0.34% |
1.5 |
0.28 |
4.213 |
0.0421 |
20 |
0.21% |
2.5 |
0.23 |
3.530 |
0.0353 |
20 |
0.18% |
4.5 |
0.15 |
2.437 |
0.0244 |
20 |
0.12% |
6.5 |
0.13 |
2.164 |
0.0216 |
20 |
0.11% |
图3-4微球药物释放性能图
从表3-4和和图3-5中可以很直观地看出,药物在前4h内释放比较迅速,在4h之后,药物释放的速率已经趋于平缓。这是由药物缓释的原理所决定的,即药物缓释分三个阶段进行:第一个阶段,释放微球表面的药物;第二个阶段,释放微球内部包裹着的药物;第三个阶段,微球降解后,释放剩余的药物。本实验中采用了最佳优化的条件来制备得到的5-Fu磁性壳聚糖微球,在进行药物释放性能测定也到较明显的缓释效果。从图3-5中可看出,药物释放的第一阶段持续了1.5h、第二阶段持续了3h,之后进入了缓释第三阶段。从图中也侧面反映了微球内部包裹着的药物含量较少,这或许因为在进行制备5-Fu磁性壳聚糖微球的实验时未能把微球表面的油性杂质洗净,致使被包裹于微球内部的5-Fu药物含量减少;或许在进行缓释振荡实验时与所使用的透析袋的透析能力有关。
3.3相容性实验结果及分析
3.3.1 体外细胞生物相容性的结果及分析
根据免疫酶标仪测得其在490nm处的吸光度,应用细胞的相对增值率(RGR)的计算公式即RGR/%=实验组的吸光度均值/空白对照组的吸光度均值×100%来计算其RGR值。 (3)
按表3-6 RGR与毒性分级转换表中的规定,把RGR值转换成6个等级反应,实验的结果为0或者1级反应时算合格,结果为2级反应时,结合细胞形态对其进行综合评价,结果为3~5级反应则不合格。
表3-6 RGR与毒性分级转换表
反应 |
相对增值率 RGR% |
0 级 |
≥100 |
1 级 |
75 ~ 99 |
2 级 |
50 ~ 74 |
3 级 |
25 ~ 49 |
4 级 |
1 ~ 24 |
5 级 |
0 |
对数据计算且与表3-6毒性分级转换进行处理后,得到的结果如表3-7所示:
表3-7体外细胞相容性实验结果
浸提液质量浓度 (g/L) |
相对增值率RGR%与反应级数 |
||
24h |
48h |
72h |
|
1 |
77(一级) |
81(一级) |
89(一级) |
2 3 |
70(二级) 55(二级) |
76(一级) |
86(一级) 68(二级) |
64(二级) |
由表3-7的结果可以很明显的看出,空载的磁性壳聚糖微球含有比较低的细胞毒性,但随着浸提液质量浓度的增大,样品细胞的毒性也随之增大,且较低浓度剂量浸提液所作用着的样品细胞也会随培养时间的推移而引起细胞数量也会增多;而高浓度剂量则会对细胞的毒性时间更长久。对其作图分析:
图3-8 RGR与培养时间的关系图 图3-9RGR与浸提液浓度的关系
从图3-8中可知,在浸提液浓度相同的条件下,随着培养时间的增加,细胞的相对增殖率RGR也随之而增大;而在图3-9中可以看出,在相同培养时间下RGR值却随着浸提液浓度的增大而减小。综合图3-8和3-9进行分析,可以得出:一方面,只要具有营养剂量,细胞都会进行增殖生长,但随着培养时间的持续,细胞的增值率越来越低,这说明当细胞增殖到一定数量时产生了内部竞争;另一方面,在其他培养条件相同时,浸提液质量浓度越高,反而会抑制细胞的增殖生长。
3.3.2血液相容性实验的结果和分析
根据表2-8中的实验数据,应用公式(3)进行溶血率的计算,结果如表3-10所示。如果溶血率< 5%,则表明材料没有溶血作用。计算得到的结果如表2-13所示:
表3-10 各个实验组的吸光度和溶血率
组别 |
吸光度(均值) |
溶血率/% |
1g/L磁性微球浸提液 |
0.013 |
1.60 |
2g/L磁性微球浸提液 |
0.019 |
2.33 |
3g/L磁性微球浸提液 |
0.029 |
3.56 |
4g/L磁性微球浸提液 |
0.034 |
4.17 |
阳性对照组 |
0.815 |
100 |
阴性对照组 |
0.007 |
0 |
从表3-10中的结果可见,各个实验组的溶血率都小于5%,即表明了该材料没有溶血作用,所以这符合了医用生物材料中溶血性实验的使用要求。
由图3-10的数据结果处理结果进行作图,如下图所示:
图3-11 浸提液质量浓度与RGR和吸光度的关系
从图中可显而易见地看出,无论是增值率还是吸光度,两者的曲线斜率都是先增大后减小,这是因为随着培养时间地进行,细胞的数量也随之增多,细胞自身进行的有氧运动所产生的有毒物质抑制了细胞的增殖。
4 结论
本文采用乳化交联法且是在交联剂(25%戊二醛)用量为4mL、壳聚糖浓度为2.5mg/mL、壳聚糖用量为20mg、搅拌速率为800rpm等最优制备条件完成了5-Fu磁性壳聚糖微球的制备,并研究了 5-Fu磁性壳聚糖微球的载药量与药物释放性能。将该微球应用于体外细胞相容性和血液相容性这两个实验来完成对5-Fu磁性壳聚糖微球的生物相容性的评价。实验结果表明,在最佳条件下制备出的5-Fu磁性壳聚糖微球具有较好的磁效应和生物相容性,其载药量和药物释放性能也最大;体外毒性实验说明了空载的磁性壳聚糖微球的细胞毒性低,低剂量培养液作用的细胞的毒性随浓度的增大而增大,而高浓度剂量则对细胞的毒性作用会更持久;血容性实验则证实了该材料没有溶血作用,符合溶血性实验的使用要求,可作医用生物材料。