诺氟沙星缓释微球的制备及释放性能

doi:10.12307/2023.509

中国组织工程研究 ›› 2023, Vol. 27 ›› Issue (30): 4790-4795.doi: 10.12307/2023.509

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诺氟沙星缓释微球的制备及释放性能

原佳露，刘梅，覃小龙，邱阳，李菁

西南石油大学化学化工学院，四川省成都市 610500

收稿日期:2022-02-17 接受日期:2022-08-29 出版日期:2023-10-28 发布日期:2023-04-01
通讯作者: 刘梅，硕士，高级实验师，西南石油大学化学化工学院，四川省成都市 610500
作者简介:原佳露，女，2000年生，山西省长治市人，主要从事复合材料的制备及其应用研究。
基金资助:
国家级大学生创新创业训练计划(202110615061)，项目负责人：覃小龙

Preparation and release property of norfloxacin sustained-release microspheres

Yuan Jialu, Liu Mei, Qin Xiaolong, Qiu Yang, Li Jing

College of Chemistry & Chemical Engineering, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, Sichuan Province, China

Received:2022-02-17 Accepted:2022-08-29 Online:2023-10-28 Published:2023-04-01
Contact: Liu Mei, Master, Senior experimentalist, College of Chemistry & Chemical Engineering, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, Sichuan Province, China
About author:Yuan Jialu, College of Chemistry & Chemical Engineering, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, Sichuan Province, China
Supported by:
National Innovation and Entrepreneurship Training Program for College Students, No. 202110615061 (to QXL)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

诺氟沙星：又称氟哌酸，是一种广谱抗生素，属第三代喹诺酮类，主要用于敏感菌所引起的呼吸道、泌尿道、胃肠道感染，如急性支气管炎、慢性支气管炎急性发作、肺炎、急/慢性肾盂肾炎、伤寒、膀胱炎等。
缓释微球：以天然或合成的高分子材料为基质，将药物分散、包埋在其中或吸附于其表面而形成的球状实体，尺寸大小在5-500 μm之间，是新型载药体系。与普通载药体系相比，缓释微球能够根据需要在不同程度上延长药物作用时间，提高药物的稳定性及生物利用度，减少用药频率，降低药物的毒副作用及患者在治疗周期内的不适感。

背景：诺氟沙星在临床上应用广泛，将其制备成缓释微球能够在较长时间发挥作用，在很大程度上提高了药物的生物利用度与患者的顺应性，减少了药物的毒副作用与患者治疗周期内的不适感和服药剂量，具有重要的研究意义与应用价值。
目的：以壳聚糖、纳米SiO2和海藻酸钠为原料，制备诺氟沙星缓释微球，并对其制备条件、释放性能与微球结构进行考察和分析。
方法：利用挤出-外源凝胶法制备诺氟沙星微球，通过单因素实验考察诺氟沙星浓度、m(SiO2)∶m(诺氟沙星)与交联时间对微球包封率的影响，确定最优制备条件，并在最佳制备条件下制备出海藻酸钙/壳聚糖及SiO2-海藻酸钙/壳聚糖两种诺氟沙星缓释微球，对制得的微球进行表征和体外释放性能研究。

结果与结论：①单因素实验结果表明，诺氟沙星质量浓度为1.5 g/L、m(SiO2)∶m(诺氟沙星)为4∶10、交联时间为20 min时，微球包封率较优，选择在此条件下制备微球；②通过对微球的红外光谱、扫描电镜、X射线衍射和热重分析表征得出，上述条件下制备的微球更倾向于非晶性物质，其外貌尺寸均一、形状规整，SiO2与海藻酸钙、壳聚糖相容性好，形成了新的复合物，添加SiO2对微球的形貌基本没有影响，且添加SiO2的微球热稳定性较好；③对制得微球的缓释性能研究发现，微球具有一定缓释作用，释放时未出现突释现象，且添加SiO2的微球抗盐性能更好。

https://orcid.org/0000-0002-4321-5752(原佳露)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料；口腔生物材料；纳米材料；缓释材料；材料相容性；组织工程

关键词: 缓释微球, 诺氟沙星, 壳聚糖, 海藻酸钠, 纳米SiO2, 包封率, 释放性能, 挤出-外源凝胶法

Abstract: BACKGROUND: Norfloxacin is widely used in clinical practice. When it is used as the sustained-release microspheres, it can play a role in a long time, largely improve the bioavailability and elevate the compliance of patient’s medication, and also can decrease the adverse reaction, discomfort and medication dosage during the treatment period. It has important research significance and application value.
OBJECTIVE: To prepare norfloxacin-loaded microspheres and investigate and analyze its preparation conditions, release properties and structure with chitosan, nano-SiO2 and sodium alginate as the raw materials.
METHODS: Norfloxacin microspheres were prepared by extrusion-exogenous gel method. The effects of norfloxacin concentration, m(SiO2):m(norfloxacin) and crosslinking time on the encapsulation rate of norfloxacin microspheres were investigated by single factor experiment. The optimal preparation conditions were determined and two types of norfloxacin sustained release microspheres, calcium alginate/chitosan and SiO2-calcium alginate/chitosan, were prepared under the optimal preparation conditions. The microspheres were characterized and released in vitro.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) The single factor experiment results showed that the encapsulation rate of microspheres was better when the concentration of norfloxacin was 1.5 g/L, the concentration of m(SiO2):m(norfloxacin) was 4:10, and the crosslinking time was 20 minutes. (2) Through the characterization of the microspheres by Fourier Transform Infrared Spectroscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction and thermogravimetric analysis, it can be concluded that the microspheres prepared under the above conditions tended to be amorphous materials, with uniform appearance size and regular shape, and SiO2 had good compatibility with calcium alginate and chitosan, forming a new complex. The addition of SiO2 had no effect on the morphology of the microspheres. The thermal stability of SiO2 microspheres was better. (3) The sustained release performance of the prepared microspheres showed that the microspheres had a certain sustained release effect, no sudden release phenomenon occurred during the release, and the addition of SiO2 microspheres had better salt resistance.

Key words: sustained-release microsphere, norfloxacin, chitosan, sodium alginate, nano SiO2, encapsulation rate, release performance, extrudation-exogenous gel method

中图分类号:

原佳露, 刘梅, 覃小龙, 邱阳, 李菁. 诺氟沙星缓释微球的制备及释放性能[J]. 中国组织工程研究, 2023, 27(30): 4790-4795.

Yuan Jialu, Liu Mei, Qin Xiaolong, Qiu Yang, Li Jing. Preparation and release property of norfloxacin sustained-release microspheres[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2023, 27(30): 4790-4795.

图/表（结果） 3

2.1 微球制备的单因素实验结果图1A为诺氟沙星质量浓度对诺氟沙星缓释微球包封率的影响，可以看出，随着诺氟沙星质量浓度的增大，诺氟沙星缓释微球包封率先逐渐增大、再略有降低，说明适当增大诺氟沙星的质量浓度对提高微球的包封率有一定的促进作用。当诺氟沙星质量浓度为1.5 g/L时，诺氟沙星缓释微球包封率最高。
图1B为m(SiO2)∶m(诺氟沙星)对诺氟沙星缓释微球包封率的影响，可以看出SiO2加量对包封率影响较大，随着SiO2加量的增加，诺氟沙星缓释微球的包封率先逐渐增大后减小，其原因可能是SiO2加量太小，无法对溶液中的诺氟沙星形成有效的负载；而加量太多，诺氟沙星缓释微球的包封率降低，这可能是由于溶液中SiO2表面电荷与诺氟沙星的表面电荷相互排斥，不利于对诺氟沙星的包覆。当m(SiO2)∶m(诺氟沙星)为4∶10时，诺氟沙星缓释微球的包封率最高，在后续实验中选择m(SiO2)∶m(诺氟沙星)为4∶10制备的缓释微球。
图1C为交联时间对Si-CA/CTS微球包封率的影响，可以看出，随着交联时间的增大，微球的包封率先增大后减小，这可能是交联时间太短，不利于微球的形成和对药剂的包覆，但交联时间太长，微球表面药物的扩散损失将会增大，微球的包封率减小。继续增大交联时间，微球的包封率基本不变，这可能是在较长的交联时间内，微球表面已经被固化成膜，药物难以从内部扩散出来，导致包封率不再降低。因此，选择20 min作为最佳交联时间。
在上述最佳制备条件下，平行3次制备出CA/CTS及Si-CA/CTS两种缓释微球，其包封率与载药量如图1D所示，可以看出，Si-CA/CTS较CA/CTS表现出较高的包封率与载药量。这是由于SiO2的强吸附性使得诺氟沙星被吸附于其表面或孔道内，在交联过程中不容易被溶出，从而提高了微球的包封率和载药量。Si-CA/CTS微球的最优包封率为35.6%。

2.2 微球表征图2A为CA/CTS及Si-CA/CTS两种缓释微球干燥前的实物图，可以看出，所制备的缓释微球外貌尺寸均一、形状规整，微球表面具有一层透明的薄膜，这是海藻酸盐与壳聚糖通过静电作用形成的聚电解质复合物。图2B为两种缓释微球的扫描电镜照片，可以看出，两种缓释微球呈均质实心不规则球体，其直径为50-300 μm。由于钙离子浓度与凝胶时间对微球的凝胶厚度有一定影响，而先后滴入到钙离子溶液中的含诺氟沙星海藻酸盐液滴享有不同的平均钙离子浓度与交联时间，使其凝胶厚度与强度具有一定的差异，致使其在烘干后产品的微观形貌不够均匀。从图2B还可以看出，微球表面粗糙，其切面边缘上可观察到层状结构，可能是由海藻酸钙与壳聚糖之间的静电络合作用使高分子链之间相互缠绕而形成的微观结构。二者的样品在形貌上差别不大，说明SiO2的加入并未改变壳聚糖-海藻酸钙形成的微观形貌，SiO2与壳聚糖和海藻酸钙具有较好的相容性。
图2C为CA/CTS和Si-CA/CTS两种缓释微球的傅里叶红外光谱图，可以看出，两种样品的红外峰形大致相同，其中3 430 cm–1左右的宽吸收峰为样品中羟基和氨基的伸缩振动峰混合而成，670 cm–1处为羟基的面外弯曲振动吸收，1 613，1 424 cm–1处为样品中海藻酸钠引入的羧基的反对称与对称伸缩振动峰。在CA/CTS中，1 087，1 033 cm–1处主要为样品中C-O-C伸缩振动引起的吸收峰。与CA/CTS相比，Si-CA/CTS在3 430，670 cm–1处的吸收峰变强、变宽，且吸收峰发生了明显红移，这是样品中引入了含有丰富表面羟基的SiO2引起的，该结果也说明SiO2的表面羟基与CA/CTS中的羟基及氨基发生了明显的缔合效应，这有利于提升微球的吸附性能。其次，Si-CA/CTS在1 087，1 033 cm–1处的吸收峰因SiO2的引入显著增强，这主要是由Si-O-Si的反对称伸缩振动峰与此处的吸收峰重叠引起的。同时，Si-CA/CTS还在943 cm–1和474 cm–1处出现了Si-O-Si的对称伸缩振动和弯曲振动峰[26]，进一步证实了该样品中SiO2的存在。此外，与CA/CTS相比，Si-CA/CTS在1 341，1 306 cm–1处还呈现出2个新的吸收峰，可归属于-CO-NH-与Si-OH-C的吸收[27-28]，说明在孵化过程中，部分海藻酸盐中的羧基与壳聚糖上的氨基依靠氢键作用形成了新的化学单元，而部分SiO2也通过-OH与海藻酸钙发生了桥连，由此可以说明SiO2与CA/CTS之间通过化学键结合并形成了新的复合物。
图2D为CA/CTS和Si-CA/CTS的X射线衍射谱图，可以看出，CA/CTS与Si-CA/CTS更倾于非晶性物质，2个样品中，在41°附近的衍射峰是海藻酸盐与壳聚糖强烈的相互作用以及与钙离子交联形成的结晶结构，在12.65°与26.65°附近的衍射峰属于诺氟沙星的特征衍射峰，该处的衍射峰与纯诺氟沙星相比(13.24°、25.02°)位置发生了一定程度的改变[29]，说明诺氟沙星并不是简单的被吸附在微球材料上。与CA/CTS相比，Si-CA/CTS的X射线衍射图谱中在20.90°处的衍射峰属于SiO2的特征峰，再次证明SiO2与CA/CTS复合成功，和纯SiO2相比(22°)[30]，该处的衍射峰向低角度发生了偏移，说明SiO2与CA/CTS的复合破坏了SiO2的结晶结构。在CA/CTS样品中，11.60°处的衍射峰可归属于壳聚糖的特征衍射峰，它是由壳聚糖分子上的NH3+和羟基之间形成的分子内氢键，使其分子链的运动受到限制引起的，加入SiO2以后，该处的衍射峰明显减弱，说明SiO2与壳聚糖因氢键或静电作用而发生缔合，其相容性较好。和CA/CTS相比，Si-CA/CTS样品中在27.88°处出现了一个新的衍射峰，结合红外分析结果可知，这是由于SiO2与CA/CTS复合后，部分SiO2表面羟基与海藻酸钙作用使其原有的结构发生畸变所致。
图2E为Si-CA/CTS的热重-微商热重曲线，可以看出，Si-CA/CTS的总失重率约为77%，其热稳定性较好，在室温至180 ℃区间内，失重率约为10%，这主要是微球表面及孔道内的吸附水和结构水受热而损失所导致的；在180-350 ℃范围内，失重率约为32%，说明在该温度区间缓释微球中的有机物开始分解，在该过程中其最大分解速率所对应的温度为260 ℃；当温度大于350 ℃时，失重率约为35%，是因为有机物上的骨架碳开始分解导致的，其最大分解速率所对应的温度为514 ℃和700 ℃。

2.3 微球缓释性能实验图3A为CA/CTS与Si-CA/CTS在不同NaCl浓度下的缓释性能，由图可知，两种微球释放诺氟沙星的规律基本一致，均未出现突释现象，其释放行为可分为快速释放和慢速释放2个阶段，在前3 h主要表现为快速释放，3 h后出现缓慢释放。Si-CA/CTS中诺氟沙星的最大释放率略低于CA/CTS，但在0.9%NaCl缓释体系中，Si-CA/CTS的释放率较CA/CTS高，说明加入SiO2以后微球的抗盐性能更好。
温度的高低会影响药物的水解、扩散、凝胶的溶胀等，从而将影响药物的释放。图3B为不同温度下Si-CA/CTS的释放性能，由图可知，温度升高其药物累积释放率增大，对于Si-CA/CTS，继续升高温度时药物释放率减小，最佳释放温度为37 ℃，在10 h药物释放率为44.2%，10 h后释放极为缓慢，48 h药物释放率为46.1%。

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引言

诺氟沙星是第三代喹诺酮类抗生素，具有广泛的抗菌谱，抗菌效果显著，被广泛应用于人体和动物细菌性疾病的防治，是低毒高效、价格低廉的杀菌类药物。该类药物的抗菌机制与其他类抗菌药物不同，其作用于细菌生长必需的拓扑异构酶Ⅳ，阻断细菌DNA复制，与其他抗菌药无明显的交叉耐药性[1]。喹诺酮类药物在临床上应用广泛，但其应用也带来影响软骨组织发育、变态反应、消化道反应、神经系统反应等诸多不良反应，且其大剂量使用与频繁用药还会造成肝损害[2]。载药缓释微球能够在较长时间发挥作用，在很大程度上提高了药物的生物利用度与患者的顺应性，减少了药物的毒副作用与患者治疗周期内的不适感和服药剂量，具有可观的应用前景[3-6]。制备包埋诺氟沙星的载药微球、开发抗生素新药物剂型对人类细菌感染的预防和治疗以及动物养殖具有重要意义和实践价值。
目前缓释载药微球的制备方法主要有挤出-外源凝胶法、乳化-溶剂挥发法、相分离法、喷雾干燥法以及膜乳化法等。其中，乳化-溶剂挥发法制备的微球粒径较均一，但会有一定的有机溶剂残留；相分离法所制备载药微球释药效果良好，可满足低温操作要求，适合用于包裹温度敏感型药物，但是此法在制备过程中同样需要使用多种有机溶剂，其安全性有待考察；喷雾干燥法减少了人为操作误差，适合于工业上大规模生产，但它对设备的要求高，所得微球的交联度较低；膜乳化法具有批次重复性好、能耗低等优点，但存在包封率低、突释现象严重等问题[7-14]。挤出-外源凝胶法是用注射器等将载体溶液挤出形成液滴，然后将该液滴引入交联剂溶液中实现对液滴的固定[15]，负载时先将药物掺混到载体溶液中，再将该混合溶液滴入交联剂溶液形成交联微球，该法具有原料易得、工艺简单、成本低廉、无需用到有机溶剂等优点。
壳聚糖是可再生的海洋多糖，具有良好的生物相容性、生物可降解性及低免疫原性，在组织工程中既是生长因子的良好支架，又可作为药物递送系统的良好载体[16-17]。JIANG等[18]在两相液态体系中通过自组装获得果胶-壳聚糖-胶原缓释微球，给生物大分子的封装和传输研究提出了新思路。乐国平等[19]制备出盐酸万古霉素@聚乳酸-羟基乙酸共聚物-壳聚糖-透明质酸复合缓释微球，该微球具有良好的缓释性能、抗菌能力与生物组织相容性。海藻酸钠是一种线性阴离子多糖聚合物，存在于褐藻类植物中，储量丰富，具有良好的稳定性和生物相容性，易与钙离子等二价阳离子结合，适合作为释放或包埋药物及蛋白与细胞的微胶囊材料[20]。ILIESCU等[21]利用了海藻酸钠与蒙脱土的协同作用制备出了海藻酸钠/蒙脱土纳米复合材料，用于控制治疗结肠癌新药伊立替康的释放，得到较好的效果。纳米SiO2具备较大的比表面、较丰富的表面羟基，具有水热、热稳定性及生物相容性良好、孔径可调且孔道均匀等优点，在载药和药物缓释等领域应用广泛[22-23]。AHMADI等[24]以改性SBA-15为载体制备出非类固醇类抗炎药，发现用氨基改性后的SBA-15明显增加了材料的载药量并减小了释药速率。ZHAO等[25]合成了一种可双重载药的SiO2纳米粒子，该粒子可以通过种植和吸附两种作用负载药物，并具有一定的控释作用。尽管以壳聚糖、海藻酸钠和SiO2作为药物载体的研究很多，但用于缓释诺氟沙星的研究还鲜见报道。
此次实验利用纳米SiO2的强吸附性将诺氟沙星负载于其上，再将吸附了诺氟沙星的SiO2分散于海藻酸钠溶液中，然后与钙离子交联成核，并将该核在壳聚糖中孵化成膜，制备出核壳结构的诺氟沙星微球，利用海藻酸盐与诺氟沙星之间的静电作用、SiO2的强吸附性以及壳聚糖上的活性基团氨基和羟基与诺氟沙星上的羟基之间的氢键作用，将诺氟沙星束缚在药物内部，从而起到缓慢释放药物的作用，并考察了不同制备条件对微球包封率的影响，研究了微球的结构与释放特性，为开发新型抗生素缓释药物提供参考依据。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料；口腔生物材料；纳米材料；缓释材料；材料相容性；组织工程

材料方法

1.1 设计单因素实验。
1.2 时间及地点实验于2021年4-10月在西南石油大学化学化工学院实验教学中心实验室完成。
1.3 材料
实验试剂：海藻酸钠、氯化钙、冰醋酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、氯化钠、壳聚糖，AR，购于成都市科龙化工试剂厂。纳米SiO2(平均粒径约100 nm)，购于山东泰鹏金属材料有限公司。诺氟沙星，BR，购于南京都莱生物技术有限公司。
实验仪器：电热鼓风干燥箱(天津泰斯特DZ-2BC)，六联磁力搅拌器(上海司乐84-1A)，双光束紫外-可见分光光度计(日本岛津UV-1800)，扫描电镜(北京中科KYKY-EM6900)，红外光谱仪(北京瑞利WQF-520)，X射线衍射仪(荷兰Panalytical)，热分析仪(德国耐驰STA449C)。
1.4 实验方法
1.4.1 溶液的配制称取0.375 0 g 诺氟沙星于烧杯，加适量0.1 mol/L的醋酸溶液溶解，用纯水定容至250 mL，得诺氟沙星溶液。称取1.00 g壳聚糖于烧杯中，加入1%醋酸溶液100 mL，搅拌溶解，得壳聚糖溶液。
1.4.2 微球的制备以海藻酸钙、壳聚糖为原料制备诺氟沙星缓释微球。称取0.4 g海藻酸钠加入到一定浓度的诺氟沙星溶液中，搅拌30 min混合均匀。用注射器抽取该混合液，以1 mL/min的速率将其滴入到0.15 mol/L CaCl2溶液中，针头距液面10 cm，滴完后静置交联一定时间，过滤并将所得小球用纯水洗涤数次。将洗涤后的小球加入到壳聚糖溶液中孵化10 min，取出，30 ℃下干燥至恒质量，制得海藻酸钙/壳聚糖缓释微球，记为CA/CTS。
以海藻酸钙、壳聚糖、纳米SiO2为原料制备诺氟沙星缓释微球。称取0.049 6 g纳米SiO2于10.00 mL纯水中，超声分散均匀。分别移取一定体积该SiO2溶液于诺氟沙星溶液，搅拌5 min，再将海藻酸钠溶液加入上述混合溶液，搅拌30 min，其余同上述操作，得到SiO2-海藻酸钙/壳聚糖缓释微球，记为Si-CA/CTS。
1.4.3 诺氟沙星标准曲线的绘制称取0.02 g 诺氟沙星于烧杯，加0.1 mol/L醋酸溶液溶解，用0.1 mol/L醋酸溶液定容至100 mL，得200 μg/mL的诺氟沙星储备液。移取一定量的诺氟沙星储备液于50 mL容量瓶，加纯水定容，配制6.00，8.00，10.00，15.00，25.00，30.00 μg/mL诺氟沙星标准溶液。用UV-1800紫外可见分光光度计在200-800 nm范围内对所配制的15.00 μg/mL诺氟沙星溶液进行吸光度扫描。以吸光度为纵坐标，以波长为横坐标，对所测得的数据作图，确定特征吸收波长。采用紫外分光光度计在特征吸收波长下测定标准溶液的吸光度值，绘制实验用诺氟沙星在酸液中的标准曲线。
1.4.4 包封率与载药量测试收集交联液与微球洗涤液，用紫外-可见分光光度计测定其在特征吸收波长下的吸光度值，通过标准曲线计算诺氟沙星浓度，按式(1)和式(2)计算得包封率和载药量。
包封率=(微球中药量/总投药量)×100%=(总投药量-交联剂与洗涤液中药量)/总投药量×100% (1)
载药量=(微球中药量/微球质量)×100%=(包封率×投药量)/微球质量×100% (2)
1.4.5 单因素实验海藻酸钠加量为0.4 g、CaCl2溶液浓度为0.15 mol/L、壳聚糖溶液浓度为1%，以包封率为指标，并结合载药量，进行如下单因素实验，选择出制备微球的最优条件：①不加SiO2，交联时间为2 h的条件下，改变诺氟沙星质量浓度(0.5，1.0，1.5，2.0 g/L)进行实验，制备出缓释微球，考察其载药量。②在最优诺氟沙星质量浓度、交联时间为2 h的条件下，改变m(SiO2)∶m(诺氟沙星)为0∶10、1∶10、2∶10、3∶10、4∶10、5∶10进行实验，制备出缓释微球，考察其载药量。③在最优诺氟沙星质量浓度与m(SiO2)∶m(诺氟沙星)条件下，改变交联时间(10，20，40，60， 120 min)进行实验，制备出缓释微球，考察其载药量。
1.4.6 最优条件下制备微球在最佳制备条件下，平行3次，制备出CA/CTS及Si-CA/CTS两种缓释微球，测试其包封率与载药量。
1.4.7 缓释性能测试分别将0.20 g缓释微球加入到50 mL磷酸缓冲溶液中，以100 r/min的转速搅拌，考察NaCl浓度(0%，0.9%)和温度(35，37，39 ℃)的影响，每隔一定时间用注射器吸取4.0 mL溶液，并立即补充相同体积的新的缓冲液，测定其在特征吸收波长下的吸光度，根据标准曲线得诺氟沙星浓度，再根据式(3)计算其累积释放率。式中Q为第i次取样后体系的累积释放率(%)；ρi为第i次取样时药物的释放质量浓度(μg/mL)；m为干微球质量(g)；s为载药量；V1为每次取样的体积(mL)；V2为缓冲溶液体积(mL)。
Q=(V1∑ρi-1+V2 ρi)×10-3/1 000 ms×100% (3)
1.4.8 微球表征将微球研细，分别用扫描电镜、红外光谱仪(分辨率4 cm-1，扫描次数6次，扫描范围400-4 000 cm-1)、X射线衍射仪[辐射源为Cu Kα射线，管电流为25 mA，管电压为40 kV，扫描速率为0.02 (°)/s，扫描范围为5°-80°]、热分析仪(温度范围为室温至800 ℃，升温速率10 ℃/min)进行分析与表征。
1.5 主要观察指标 CA/CTS及Si-CA/CTS两种诺氟沙星缓释微球的包封率及累积释放率。

讨论

药物的缓控释制剂可按照需求将药物缓慢释放出来，具有作用时间长、疗效好、毒副作用小等优点，在组织工程、农业以及中医药等多领域均有重要应用[31-35]。在诸多缓控释剂型中，缓释微球表现出良好的性能[36-37]。缓释微球主要由载体材料和药物主体两部分构成，其中载体材料要求无毒、生物相容性好、可生物降解，且降解产物能通过生理途径排出体外[38-42]。很多缓释微球制备方法如乳化-溶剂挥发法、相分离法等方法均需用到有机溶剂，所制微球不可避免地有少量毒性有机溶剂残留。
此次实验利用挤出-外源凝胶法制备出CA/CTS及Si-CA/CTS缓释微球，制备过程简单可行，所用原料易得无毒，全程未使用任何有机溶剂。所制备的微球更倾于非晶性物质，其外貌尺寸均一、形状规整，SiO2与海藻酸钙、壳聚糖相容性好，形成了新的复合物；添加SiO2对微球的形貌基本没有影响，但添加SiO2以后的样品(即Si-CA/CTS)具有较好的热稳定性，且较未添加SiO2的样品表现出更高的包封率、载药量和抗盐性。
实验制得的微球在磷酸缓冲液中前3 h主要表现为快速释放，这是微球表面吸附的诺氟沙星通过分子扩散的形式释放出来的。3 h后出现缓慢释放，这是包覆在微球内部以化学键结合的诺氟沙星被释放。Si-CA/CTS样品中诺氟沙星的最大释放率略低于CA/CTS，这是由于SiO2强的吸附性对诺氟沙星的束缚所致。但在0.9%NaCl缓释体系中，Si-CA/CTS的释放率较CA/CTS更高，这可能是因为溶液中的带电离子的存在，影响了微球壁的结构，从而改变了其释放性能，而加入SiO2的样品，分子链间的排斥力增加，使壁结构连接更加松弛、壁上网眼变大、通透性更好，诺氟沙星更容易扩散，从而使得释放率增大。
实验所制备缓释微球存在最佳释放温度，这可能是因为温度较高时有利于微球表面诺氟沙星分子的脱附，被释放到溶液中的诺氟沙星也更容易扩散，从而使得释放率增加。但继续升高温度，有利于诺氟沙星分子在微球表面的化学吸附，从而阻碍了诺氟沙星的释放。
赵依妮等[43]采用冷冻干燥法制备了诺氟沙星-壳聚糖微囊，在其研究中，单纯口灌诺氟沙星后0.494 h达到血药浓度峰值，诺氟沙星在被壳聚糖包埋后给药在1.107 h后达到浓度峰值，达峰时间延长2倍有余。此次实验制备的Si-CA/CTS载诺氟沙星缓释微球最大包封率为35.6%，较文献提高了3.7%[44]。此次实验制备的微球在体外释放实验中达到最大释放率需7 h有余，在一定程度上延长了诺氟沙星释放速度，且未出现突释现象。此外，此次实验对所制备微球进行了表征和深入分析，并考察和分析了SiO2的加入对微球性能的影响，为诺氟沙星缓释制剂的研制提供了参考。
实验仅对CA/CTS及Si-CA/CTS缓释微球的制备进行了初步探索，研究仍需进一步深入和改进，具体的不足之处及未来展望如下：仅探索了诺氟沙星缓释微球的体外释放规律，其体内释放性能及抗菌性仍需进一步探究。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料；口腔生物材料；纳米材料；缓释材料；材料相容性；组织工程

诺氟沙星缓释微球的制备及释放性能

Preparation and release property of norfloxacin sustained-release microspheres

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