注射用聚乳酸和交联透明质酸钠凝胶的制备及性能研究

李红梅，张素文，郑春玲，王晓晨，孟建文，王传栋△

（1.山东省药学科学院，山东省医用高分子材料重点实验室，济南250101；2.山东省科学器材供应服务站，济南250014）

1 引 言

聚乳酸（polyactide，PLA），是一种与生物相容及能被生物降解的物质，被医学界使用超过30年，是无毒的生物降解性聚合物，它是由乳酸聚合得到的，其在体内生物相容性好，无体内积聚问题，降解产物乳酸可参与人体的新陈代谢，最终形成二氧化碳和水被排出体外[1]。被注入皮肤底层后，能刺激胶原蛋白增生，有效渐进地改善皱纹、泪沟及丰满面颊、太阳穴等问题。不同于传统的注射填充剂。

透明质酸（hyalouronic acid，HA）是构成皮肤、玻璃体、关节滑液和软骨组织的重要成分，具有良好的润滑性、粘弹性和非免疫原性。现在有大量的HA产品在临床被用作眼科粘弹剂、骨科粘弹性补充剂以及术后粘连的防治剂等，高分子量的HA溶液也被用于注入面部皮肤，减轻皱纹，改进皮肤外观和结构或改进唇部形状，组织皮肤衰老。在其他领域，HA在药物传递系统中的作用亦得到了广泛的研究与应用[2-3]。但天然的HA容易被机体组织中的酶降解，良好的水溶液使其在组织中容易被扩散，在组织局部存留的时间十分短暂[4]。交联的HA可以克服这些缺陷，同时又保留了其良好的生物相容性和非免疫原性，是目前较为理想的组织填充材料[5-8]。

近年来，用于美容或医疗用途的可注射用凝胶发展迅速，可注射凝胶能在注射部位实现微创治疗或填充美容的作用，而受到广泛关注[9]。人工化学合成的高分子材料减少了感染疾病的风险，使用安全，使其使用范围逐渐变大。

本研究将自制聚乳酸微球加入到交联透明质酸钠凝胶中，成功制备了注射用美容凝胶。

2 材料和方法

2.1 原料试剂

聚乳酸（PLA），实验室自制；透明质酸钠购自华熙福瑞达生物医药有限公司；磷酸二氢钠、磷酸氢二钾、氯化钠、氢氧化钠、盐酸、二氯甲烷、乙醇为分析纯，购自天津市大茂化学试剂厂；聚乙烯醇为分析纯，购自中国医药集团上海化学试剂公司；二乙烯基砜，购自成都格雷西亚化学技术有限公司。

2.2 仪器设备

真空干燥箱：上海树立仪器仪表有限公司ZKXF型；渗透压仪：德国泰克有限公司 OSMOMAT030型号。旋转式粘度计：济南三环化工有限公司NDJ-4；流变仪HAAKE Rheostres RS7.5：德国哈克公司。

2.3 实验方法

（1）将一定量的聚乳酸加入到二氯甲烷中溶解，后滴加到一定浓度的聚乙烯醇水溶液中，搅拌2～4 h，反应温度为75～85℃，反应结束除去二氯甲烷得反应液，过滤反应液收集滤饼，得到聚乳酸微球[10]。

（2）透明质酸钠溶于稀氢氧化钠溶液中，加入二乙烯基砜，搅拌得到交联透明质酸钠，用缓冲盐溶液浸泡3次，搅拌过筛，得到交联透明质酸钠凝胶的盐溶液。

（3）按一定比例将聚乳酸微球加入到交联透明质酸钠凝胶的盐溶液中搅拌5～10 min，121℃高压蒸汽灭菌30 min，得到不同配比的注射用聚乳酸微球和交联透明质酸的混合凝胶。

3 结果与讨论

3.1 不同交联度透明质酸钠凝胶的性能测试

3.1.1 不同交联度透明质酸钠凝胶注射器柄推挤力的测试 将凝胶安装注射针头，万能材料试验机以30 mm／min的速度推动注射柄，记录压力。计算平均值。结果见表1。

3.1.2 不同交联度透明质酸钠凝胶流变学性能测试 采用旋转流变仪（椎板60 mm，锥角0.5″，狭缝0.052 mm），在测试温度25℃的条件下，振动频率在0.1～100 Hz范围，对交联透明质酸钠凝胶进行弹性和粘性的动态测定，观察指标为弹性模量（G′），粘性模量（G″）。见图1、表1。

图1 凝胶的流变学曲线Fig1 Rheological curves of gel

3.1.3 不同交联度透明质酸钠凝胶溶胀度测试

称取交联透明质酸凝胶0.2g置于培养皿上，放入干燥箱中，80℃下至恒重后称量，记作m1，滴加水至膨胀，除去多余的水分后称量，记作m2，根据公式（1）计算溶胀度Q。

表1 不同交联度透明质酸钠凝胶的性能比较Table 1 Comparison of the properties of sodium hyaluronate gel with different degree of crosslinking

由表1可知，5种不同交联剂用量的凝胶，交联透明质酸钠凝胶弹性模量高于粘性模量，表现出的弹性（类固体）强于粘性（类液体）。随着交联剂用量的增加，弹性模量和粘性模量都随之增大。证明随着交联剂投入量的增加，交联剂与透明质酸钠形成的三维网格紧密程度随之上升，即表现为凝胶的粘弹性能随之上升。

推挤力和溶胀度变化基本一致，随着交联剂投入量的增加，其变化是先增后减的，交联剂的量是50 mg时，其推挤力最大，溶胀度也最高。本实验室选择最高溶胀度的凝胶进行试验，与聚乳酸微球进行配比，并对其性能进行测试比较。

3.2 不同聚乳酸微球和交联透明质酸钠凝胶配比各性能测试

3.2.1 不同配比样品动力粘度测试 采用旋转粘度计，按照《中华人民共和国药典》（2015年版）二部附录VIG第二法测定，在剪切速率不小于0.25 Hz，（25士0.1）℃条件下，进行测试，结果见表2。

3.2.2 不同配比样品注射器柄推挤力测试 方法同3.1.1，结果见表2。

3.2.3 不用配比样品溶胀度测试 方法同3.1.3，结果见表2。

3.2.4 不同配比样品渗透压测试 直接取样品，按照《中华人民共和国药典》（2015年版）二部附录ⅨG的方法进行测定。结果见表2。

表2 不同配比样品性能测试Table 2 Performance test of sample with different ratio

由表2可知，随着聚乳酸微球加入量的增大，动力粘度和推挤力均逐渐增加，加入聚乳酸微球量超过15 mg时，动力粘度明显增大，推挤力也明显变大，如果推挤力太大的话，样品不容易被挤出，故选择聚乳酸微球的加入量控制在15 mg及以下。

3.3 灭菌稳定性试验

对比样品1为15 mg／mL的聚乳酸微球在生理盐水中的混悬液，121℃灭菌30 min，对比样品2为18 mg／mL的透明质酸钠的生理盐水溶液，121℃灭菌30 min。

将注射用聚乳酸和交联透明质酸钠凝胶（其中聚乳酸微球的浓度为15 mg／mL，交联透明质酸钠凝胶的浓度为18 mg／mL）和两个对比样品（经121℃分别灭菌20 min、30 min），同置冰箱4℃保存一周后，取出于35℃～40℃保温10 min，分别测试动力粘度。见表3。

表3 灭菌稳定性试验Table 3 Sterilization stability test

由表3可知，对比样品1灭菌20、30 min和灭菌前动力粘度变化不大，而对比样品2灭菌后的动力粘度下降很多，本实验室的凝胶灭菌的动力粘度变化不大，说明本试验的注射用聚乳酸和交联透明质酸钠凝胶较稳定。而且灭菌后的形貌上，注射用聚乳酸和交联透明质酸钠凝胶为均匀的混悬状态，对比样品1中聚乳酸微球发生显著沉降，有明显的固液分离现象。对比样品2有少量絮状物生成，粘度下降。

4 结论

本研究将聚乳酸微球直接与在盐溶液中溶胀平衡所得的交联透明质酸钠凝胶混合，通过对不同交联度的交联透明质酸钠凝胶以及对不同配比的聚乳酸和交联透明质酸凝胶各性能进行测试，发现聚乳酸的加入量为15 mg注射用聚乳酸和交联透明质酸钠混合凝胶产品均匀细腻、易于注射，且制备工艺条件易于控制，操作步骤少，产品质量稳定。适用于制备美容和医疗用途的注射剂。具有很好的临床应用前景。