超临界流体辅助雾化技术制备磁性聚合物载药微粒的应用基础研究

Magnetic drug-loaded polymer microspheres, as a novel sustained-release drug targeting preparation, have become a focus in the research of the anticancer drug. Supercritical fluid assisted atomization (SAA) technology is a green and efficient technology for preparing the microparticle. Through the study on the influences of operating parameters of preparing magnetic polymer particles on the the fluid flow process, the mechanism and the general rule of preparing magnetic polymer microparticles are obtained. Based on the study on the phase behavior of mix and separation of supercritical fluid with polymer solution, the influence of solvent effect in liquid phase on the microparticles morphology in SAA process are understood, and a relationship between the morphology of the magnetic drug-loaded polymer microparticles and the liquid volume expansion ratio is established. Through the study of this project, a basic method for preparing magnetic drug-loaded polymer microspheres is developed, the basic science problems related to the process design and operation are studied and the basic rules of the process are obtained, and then an original technology for preparing medical compositer microspheres is developed.

磁性聚合物载药微粒作为一种新型缓释靶向药物剂型，已成为当前国内外抗癌药物剂型研究的热点问题。超临界流体辅助雾化(SAA)技术是一种绿色高效的微粒制备技术。通过研究SAA技术制备磁性聚合物微粒时各操作参数对流体流动过程的影响，探索制备磁性聚合物微粒的微粒化机理和一般规律；通过对超临界流体与聚合物溶液混合与分离的相行为研究，掌握SAA过程液相的溶剂化效应对微粒形貌的影响规律，探索磁性聚合物载药微粒成形与液相体积膨胀率之间的联系。通过本项目的研究，开发一种制备磁性聚合物载药微粒的基本方法，研究制备过程中存在的基本科学问题，掌握过程的基本规律，形成原创性制备医用复合微粒的技术成果。

磁性靶向载药微球由于具有药效高、粒径小、超顺磁性、低毒性等优良特性，已经被广泛地应用于生物学和医学研究。磁性靶向药物制剂作为一种新型的给药技术，既能通过调节和控制药物的释放速度实现长效作用的目的，又能在外加磁场力的作用下，定位输送到特定靶位。制备磁性聚合物载药微粒的关键在于如何在磁性颗粒表面形成高分子壳层，从而将药物包埋在其中。超临界流体技术具有绿色环保、产品易于分离和工艺条件可控等诸多优点，成为应用最为广泛的微粒制备技术。本项目主要针对超临界流体辅助雾化技术制备磁性聚合物载药微粒方面开展一定的研究工作，重点研究一种制备磁性靶向聚合物载药微粒的新方法。经过项目研究，获得的主要结果有：(1) 采用超临界流体技术制备磁性靶向聚乳酸基载药缓释微粒，得到最佳操作条件为：压力12MPa，温度37℃，溶液浓度5 mg/mL，溶液流量0.5mL/min；(2) 利用动态平衡法，测量了姜黄素在超临界CO2中的溶解度。将实验数据与半经验模型Chrastil 和 Mendez-Santiago and Teja（M-S T）模型相关联，无共溶剂时两个模型的平均相对偏差(AARD%)分别为5.88%和11.68%，有共溶剂M-S T模型的平均相对偏差为15.50%；(3) 通过模拟超临界流体快速膨胀过程制备微粒的喷嘴流场，得到结果：当入口温度较低时，喷嘴加热对出口温度也只会产生有限的影响；在喷嘴范围内的压力降低有限，出口截面与环境之间的压力差更多在喷嘴出口截面以外降低；喷嘴出口处状态的剧烈变化是影响颗粒成型与结晶的重要因素。本项目研究获得了一种超临界流体中制备磁性靶向聚合物载药微粒的新方法，该方法涉及的超临界流体中聚合物微粒的制备工艺、喷嘴流场规律和超临界流体/聚合物/药物相平衡关系等科学问题，经过本项目的研究，形成了原创性技术成果，推进其工业化，为药物新剂型的开发提供一条有效途径。