注射用聚乳酸和交聯透明質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.山東省藥學科學院，山東省醫用高分子材料重點實驗室，濟南250101；2.山東省科學器材供應服務站，濟南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，被醫學界使用超過30年，是無毒的生物降解性聚合物，它是由乳酸聚合得到的，其在體內生物相容性好，無體內積聚問題，降解產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，有效漸進地改善皺紋、淚溝及豐滿面頰、太陽穴等問題。不同于傳統的注射填充劑。

透明質酸（hyalouronic acid，HA）是構成皮膚、玻璃體、關節滑液和軟骨組織的重要成分，具有良好的潤滑性、粘彈性和非免疫原性。現在有大量的HA產品在臨床被用作眼科粘彈劑、骨科粘彈性補充劑以及術后粘連的防治劑等，高分子量的HA溶液也被用于注入面部皮膚，減輕皺紋，改進皮膚外觀和結構或改進唇部形狀，組織皮膚衰老。在其他領域，HA在藥物傳遞系統中的作用亦得到了廣泛的研究與應用[2-3]。但天然的HA容易被機體組織中的酶降解，良好的水溶液使其在組織中容易被擴散，在組織局部存留的時間十分短暫[4]。交聯的HA可以克服這些缺陷，同時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，用于美容或醫療用途的可注射用凝膠發展迅速，可注射凝膠能在注射部位實現微創治療或填充美容的作用，而受到廣泛關注[9]。人工化學合成的高分子材料減少了感染疾病的風險，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透明質酸鈉凝膠中，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），實驗室自制；透明質酸鈉購自華熙福瑞達生物醫藥有限公司；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，購自天津市大茂化學試劑廠；聚乙烯醇為分析純，購自中國醫藥集團上海化學試劑公司；二乙烯基砜，購自成都格雷西亞化學技術有限公司。

2.2 儀器設備

真空干燥箱：上海樹立儀器儀表有限公司ZKXF型；滲透壓儀：德國泰克有限公司 OSMOMAT030型號。旋轉式粘度計：濟南三環化工有限公司NDJ-4；流變儀HAAKE Rheostres RS7.5：德國哈克公司。

2.3 實驗方法

（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，反應溫度為75～85℃，反應結束除去二氯甲烷得反應液，過濾反應液收集濾餅，得到聚乳酸微球[10]。

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

（3）按一定比例將聚乳酸微球加入到交聯透明質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透明質酸的混合凝膠。

3 結果與討論

3.1 不同交聯度透明質酸鈉凝膠的性能測試

3.1.1 不同交聯度透明質酸鈉凝膠注射器柄推擠力的測試 將凝膠安裝注射針頭，萬能材料試驗機以30 mm／min的速度推動注射柄，記錄壓力。計算平均值。結果見表1。

3.1.2 不同交聯度透明質酸鈉凝膠流變學性能測試 采用旋轉流變儀（椎板60 mm，錐角0.5″，狹縫0.052 mm），在測試溫度25℃的條件下，振動頻率在0.1～100 Hz范圍，對交聯透明質酸鈉凝膠進行彈性和粘性的動態測定，觀察指標為彈性模量（G′），粘性模量（G″）。見圖1、表1。

圖1 凝膠的流變學曲線Fig1 Rheological curves of gel

3.1.3 不同交聯度透明質酸鈉凝膠溶脹度測試

稱取交聯透明質酸凝膠0.2g置于培養皿上，放入干燥箱中，80℃下至恒重后稱量，記作m1，滴加水至膨脹，除去多余的水分后稱量，記作m2，根據公式（1）計算溶脹度Q。

表1 不同交聯度透明質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種不同交聯劑用量的凝膠，交聯透明質酸鈉凝膠彈性模量高于粘性模量，表現出的彈性（類固體）強于粘性（類液體）。隨著交聯劑用量的增加，彈性模量和粘性模量都隨之增大。證明隨著交聯劑投入量的增加，交聯劑與透明質酸鈉形成的三維網格緊密程度隨之上升，即表現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，隨著交聯劑投入量的增加，其變化是先增后減的，交聯劑的量是50 mg時，其推擠力最大，溶脹度也最高。本實驗室選擇最高溶脹度的凝膠進行試驗，與聚乳酸微球進行配比，并對其性能進行測試比較。

3.2 不同聚乳酸微球和交聯透明質酸鈉凝膠配比各性能測試

3.2.1 不同配比樣品動力粘度測試 采用旋轉粘度計，按照《中華人民共和國藥典》（2015年版）二部附錄VIG第二法測定，在剪切速率不小于0.25 Hz，（25士0.1）℃條件下，進行測試，結果見表2。

3.2.2 不同配比樣品注射器柄推擠力測試 方法同3.1.1，結果見表2。

3.2.3 不用配比樣品溶脹度測試 方法同3.1.3，結果見表2。

3.2.4 不同配比樣品滲透壓測試 直接取樣品，按照《中華人民共和國藥典》（2015年版）二部附錄ⅨG的方法進行測定。結果見表2。

表2 不同配比樣品性能測試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，動力粘度和推擠力均逐漸增加，加入聚乳酸微球量超過15 mg時，動力粘度明顯增大，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 滅菌穩定性試驗

對比樣品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，對比樣品2為18 mg／mL的透明質酸鈉的生理鹽水溶液，121℃滅菌30 min。

將注射用聚乳酸和交聯透明質酸鈉凝膠（其中聚乳酸微球的濃度為15 mg／mL，交聯透明質酸鈉凝膠的濃度為18 mg／mL）和兩個對比樣品（經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，分別測試動力粘度。見表3。

表3 滅菌穩定性試驗Table 3 Sterilization stability test

由表3可知，對比樣品1滅菌20、30 min和滅菌前動力粘度變化不大，而對比樣品2滅菌后的動力粘度下降很多，本實驗室的凝膠滅菌的動力粘度變化不大，說明本試驗的注射用聚乳酸和交聯透明質酸鈉凝膠較穩定。而且滅菌后的形貌上，注射用聚乳酸和交聯透明質酸鈉凝膠為均勻的混懸狀態，對比樣品1中聚乳酸微球發生顯著沉降，有明顯的固液分離現象。對比樣品2有少量絮狀物生成，粘度下降。

4 結論

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透明質酸鈉凝膠混合，通過對不同交聯度的交聯透明質酸鈉凝膠以及對不同配比的聚乳酸和交聯透明質酸凝膠各性能進行測試，發現聚乳酸的加入量為15 mg注射用聚乳酸和交聯透明質酸鈉混合凝膠產品均勻細膩、易于注射，且制備工藝條件易于控制，操作步驟少，產品質量穩定。適用于制備美容和醫療用途的注射劑。具有很好的臨床應用前景。