聚（L-乳酸）体内外降解相关性研究

鲍时根，张 云，朱玉俊，杨怀志，杜 军，马建华

（1.合肥工业大学控释药物研究所，安徽 合肥 230009；2.安徽中人科技有限责任公司，安徽 合肥 230088）

◇药学研究◇

聚（L-乳酸）体内外降解相关性研究

鲍时根1，2，张 云1，2，朱玉俊1，2，杨怀志2，杜 军2，马建华1，2

（1.合肥工业大学控释药物研究所，安徽 合肥 230009；2.安徽中人科技有限责任公司，安徽 合肥 230088）

目的 考察聚（L-乳酸）（PLLA）植入剂体内外降解特性黏数和失重变化的相关性。方法 以辛酸亚锡为催化剂，通过直接缩聚法制备聚（L-乳酸）（PLLA）树脂，经精制得药用辅料；将药用辅料通过特定设备压制成空白植入剂，考察其在大白兔体内的降解情况，并与其在 pH7.4的磷酸盐缓冲液的体外降解相比较。结果 聚（L-乳酸）植入剂样品降解后的特性黏数与降解时间（wk）呈指数关系，失重百分率与降解时间（wk）呈线性关系。结论 体内的特性黏数与体外的特性黏数数值相近，体外失重比体内快。

聚（L-乳酸）；直接缩聚；体内外降解；特性黏数；失重

聚（L-乳酸）是一种重要的可生物降解的人工合成高分子材料，因其具有良好的生物相容性和生物可吸收性，已在骨折内固定、组织工程支架、医疗植入、外科缝合线、药物缓控释体系等方面得到了广泛应用，国内外有不少科研人员对其在体内外的降解 情况进行了大量试验研究［1-5］，但对聚（L-乳酸）空白植入剂体内外降解的特性黏数和失重的变化规律研究并不多。由于药用辅料对纯度要求较高而对材料的机械强度要求不是很高，因此可以选用医药级的 L-乳酸，以辛酸亚锡为催化剂，通过直接缩聚制备聚（L-乳酸）（PLLA）树脂，经精制后可得高纯度的聚（L-乳酸）药用辅料。辅料经压制后制成空白植入剂，分别观察空白植入剂在大白鼠体内和磷酸盐缓冲液中的降解情况，测试降解前后聚（L-乳酸）的特性黏数和重量，并考察其特性黏数和失重的变化规律。

1 仪器和试剂

L-乳酸：医药级，Purac公司；辛酸亚锡 （Sn （oct）2）、三氯甲烷、甲醇、磷酸二氢钾、氢氧化钠均为分析纯，中国医药集团上海化学试剂公司；微孔滤膜 φ25 mm、孔径0.45 μm，上海半岛实业有限公司净化器材厂。

10 L玻璃反应釜：杭州亿捷科技有限公司；植入剂压药机：安徽中人科技有限责任公司；内径0.38 mm毛细管黏度计：国药集团上海玻璃仪器公司。

健康新西兰大白兔，雌雄不限，安徽中人科技有限责任公司药理中心提供。

2 方法与结果

2.1 聚（L-乳酸）的制备 按文献［6］的合成方法，将 L-乳酸与辛酸亚锡按摩尔比8 000∶1的比例加料于10 L玻璃反应釜中，于 180℃、2 kPa的压力下，直接缩聚，分别于 8、16、24 h取样（分别记为 1＃、2＃、3＃样），放出合成的聚（L-乳酸）树脂，经粉碎后，加三氯甲烷溶解，用甲醇沉淀。真空过滤，滤饼于105℃、2 kPa的条件下，干燥 24 h，得成品聚（L-乳酸）。分别测试1＃、2＃、3＃精制后成品辅料的特性黏数为22.58、33.18、47.21，测试条件：溶剂为三氯甲烷、温度25℃、毛细管为0.38 mm的乌式黏度计。

2.2 聚（L-乳酸）空白植入剂的制备 取聚（L-乳酸）1＃，2＃，3＃样品适量，分别过 120目筛，将滤过的粉料于植入剂压药机中进行压制，制得直径（0.90 ±0.02）mm、长（3.0±0.2）mm的空白植入剂。

2.3 聚（L-乳酸）空白植入剂的体内植入 大白兔经 25 g·L-1巴比妥钠按 1 mg·kg-1耳缘静脉麻醉后［3］，于无菌条件下将 1＃、2＃、3＃空白植入剂植入（各24个试样），每个试样中有4粒空白植入剂，分8组随机植入 24只兔脊柱两侧皮下组织中。每只兔植入1个试样（4粒空白植入剂），脊柱每侧各 2粒。于2、4、8、16、32、64、128及144 wk按预定分组取样，样品包括试样和纤维包膜。清洗干净后放入三氯甲烷溶液中，经0.45 μm微孔滤膜过滤，加甲醇沉淀，过滤，真空干燥样品。分别于 2、4、8、16、32、64、128及 144 wk（无法测试）测试样品的特性黏数和失重百分率，具体数据分别见表1，2。

表1 聚（L-乳酸）植入后体内外特性黏数测试结果［（±s），n＝5］

表1 聚（L-乳酸）植入后体内外特性黏数测试结果［（±s），n＝5］

注：“—”表示无法测试。

时间（wk）1＃体内［η］ 体外［η］2＃体内［η］ 体外［η］3＃体内［η］ 体外［η］0 11.46±0.32 10.22±0.25 22.58 22.58 33.18 33.18 47.21 47.21 2 21.83±0.55 21.65±0.23 32.61±0.52 32.32±0.28 46.68±0.57 46.30±0.27 4 20.76±0.47 20.38±0.19 31.85±0.49 31.40±0.25 45.73±0.52 45.05±0.25 8 18.53±0.42 18.03±0.20 29.54±0.43 28.95±0.26 43.87±0.49 42.02±0.27 16 15.61±0.36 15.81±0.17 26.46±0.41 25.71±0.22 41.02±0.45 39.26±0.23 32 12.07±0.32 11.59±0.14 21.85±0.41 20.52±0.23 34.51±0.42 32.72±0.24 64 — — 12.43±0.33 11.22±0.20 24.69±0.39 22.16±0.22 128 — — — —

表2 聚（L-乳酸）植入后体内外失重测试结果［（±s），n＝5］

表2 聚（L-乳酸）植入后体内外失重测试结果［（±s），n＝5］

注：“—”表示无法测试。

时间（wk）1＃体内失重／% 体外失重／% 2＃体内失重／% 体外失重／% 3＃体内失重／% 体外失重／% 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2 43.73±0.33 46.96±0.22 2.82±0.11 2.95±0.13 2.01±0.12 2.14±0.11 1.42±0.10 1.53±0.08 4 4.01±0.13 4.38±0.12 3.03±0.10 3.47±0.13 2.27±0.11 2.48±0.10 8 6.15±0.13 6.52±0.11 4.12±0.14 4.61±0.11 3.54±0.14 3.95±0.13 16 9.68±0.23 10.09±0.16 7.15±0.19 7.64±0.15 4.81±0.14 5.57±0.12 32 23.03±0.32 23.57±0.19 15.12±0.25 16.43±0.18 12.52±0.26 13.54±0.15 64 — — 34.88±0.36 36.25±0.22 23.95±0.30 25.22±0.18 128 — — — —

图1 a-1＃，b-2＃，c-3＃体内、外降解时间与特性黏数关系（n＝5）

图2 a-1＃，b-2＃，c-3＃体内、外降解时间与失重的关系（n＝5）

2.4 聚（L-乳酸）空白植入剂的体外降解 将 2 g聚（L-乳酸）空白植入剂置入由磷酸二氢钾、氢氧化钠制备的 pH＝7.4的缓冲液中，体积为 1 L，温度（37±1）℃，每周更换缓冲液一次，分别于2、4、8、16、32、64、128及144 wk（无法测试）取样，清洗、精制干燥。分别测试试样降解前后的特性黏数和重量，各时间的特性黏数和失重百分率具体数据分别见表1，2。分别将1＃、2＃、3＃样体内外降解数据统计学处理，见图1，2。结果表明：无论是体内还是体外，起始特性黏数为20～50的聚（L-乳酸）空白植入剂试样降解后的特性黏数与降解时间（wk）呈指数关系，且体内的特性黏数数值与体外的特性黏数数值相近，体内的特性黏数数值约为体外的 1.2倍。同时体内和体外的失重百分率与降解时间呈线性关系，且体内失重速度比体外的失重速度要慢。另外特性黏数大的聚（L-乳酸）空白植入剂与特性黏数小的相比，无论体内还是体外特性黏数大的失重速度比特性黏数小的慢。

3 讨论

聚（L-乳酸）空白植入剂通过体内外的降解试验，可以发现降解后残留的聚（L-乳酸）试样体内的特性黏数数值大于体外的特性黏数数值，同时体外的失重百分率大于体内的失重百分率。造成这种情况的原因可能是由于聚（L-乳酸）试样被植入到体内一段时间后，被其周围新长出的包膜所包裹，难以充分吸收周围组织中的水分，致使体内的聚（L-乳酸）试样降解相对较慢。另外特性黏数大即分子量相对较大的聚（L-乳酸），与特性黏数小的聚（L-乳酸）相比较，分子链相对较长，吸水后链段中酯键断裂的速度相对较慢，这就导致特性黏数大的比特性黏数小的聚（L-乳酸）无论是体内还是体外失重速度都相对较慢。

［1］ 金玉顺，商育伟，郭文莉，等.聚 DL-乳酸的合成与降解性能研究［J］.化学与黏合，2008，30（5）：35-37.

［2］ 张 力，熊成东，吕春堂.可吸收内固定材料 L／DL-聚乳酸的体外降解特性［J］.中国组织工程研究与临床康复，2011，15 （29）：5347-5351.

［3］ 陈宇轩，吕春堂，雷德林，等.生物可吸收材料 L／DL-聚乳酸的生物相容性及体内降解［J］.第四军医大学学报，2000，21（4）：417-420.

［4］ 杨 帆，陈一岳，林 茵，等.聚乳酸的降解性能及其微球剂的研究［J］.中国药房，2002，13（5）：263-265.

［5］ Pistner H，Gutwald R，Ordung R，et al.Poly（L-lactide）：a longterm degradation study in vivo［J］.Biomaterials，1993，14（9）：671 -677.

［6］ 赵耀明，张 军，麦杭珍.直接聚合法合成聚乳酸的研究［J］.合成纤维，2001，30（3）：3-5.

Poly（L-lactic acid）degradation correlation study in vivo and in vitro

BAO Shi-gen1，2，ZHANG Yun1，2，ZHU Yu-jun1，2，et al
（1.Sustained-Release Drug Laboratory of Hefei University of Technology，Hefei，Anhui 230009，China；2.Anhui Zhong Ren Science and Technology Co.，Ltd.，Hefei，Anhui 230088，China）

Objective To investigate the correlation of intrinsic viscosity and weightlessness in vivo and in vitro degradation of poly（L-lactic acid）（PLLA）implants.Methods Stannous octoate as a cataly，through polycondensation preparation of poly（L-lactic acid）（PLLA）resin，was refined to obtain a pharmaceutic excipient，which was pressed into the blank implants by a particular device.We studied its characteristics of degradation in rabbits in vivo，and compared with its degradation in phosphate buffer in vitro.Results Intrinsic viscosity of poly（L-lactic acid）was exponentially related to the degradation time（wk），while that weightlessness showed a linear correlation of the degradation time（wk）.Conclusions The intrinsic viscosity numbers of poly（L-lactic acid）in vivo are similar to that in vitro.The weight of poly（L-lactic acid）reduces faster in vitro than that in vivo.

poly（L-lactic acid）；polycondensation；in vivo and in vitro degradation；intrinsic viscosity；weightlessness

10.3969／j.issn.1009-6469.2014.05.005

2013-08-20，

2013-12-20）

国家自然科学基金（No C03031702）；科技型中小企业技术创新基金（No 12C26213403306）