聚乙烯醇栓塞微球的理化性能研究①

张璐 姜月霞 张行 张凝 王健

摘   要：通过观察聚乙烯醇栓塞微球的外观形态、粒径大小，计算微球溶胀率，测量微球弹性、推注力，测定其在水溶液中的pH值，研究聚乙烯醇栓塞微球的理化性能，为聚乙烯醇栓塞微球的生产工艺提出优化建议。结果显示，聚乙烯醇栓塞微球的粒径以及弹性的合格率均在80%以上，平均溶胀率为133%，pH值范围为5.8～7.0。微球可顺利通过微导管，每克微球的平均水分含量为5.97%。

关键词：微球  聚乙烯醇  理化性能

中图分类号：G64                                    文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）09（a）-0094-03

聚乙烯醇栓塞微球是以聚乙烯醇（polyvinyl alcohol，PVA）为药物载体材料，将药物分散或被吸附在其聚合物基质中形成的栓塞球状实体。在临床上一般用于永久性栓塞治疗[1]。

目前在市面上的PVA栓塞产品大多为国外品牌研发推广，已知较为成熟的产品有Ivalon （ Nycomed/M-PACT）、Trufill （Cordis）、PVA （Cook）、Contour SE（Boston Scientific）[2]。聚乙烯醇栓塞微球在临床方面的应用主要在于肿瘤（例如原发性肝癌、宫颈癌等）、良性前列腺增生[3-5]等病症上，并且取得显著的治疗效果。本文研究目的在于研究聚乙烯醇栓塞微球的理化性能，为聚乙烯醇栓塞微球的生产工艺提供坚实的数据基础以及优化建议，从而深入和扩大聚乙烯醇栓塞微球的临床应用。

1  实验部分

1.1 材料

聚乙烯醇栓塞微球（自制）。

1.2 仪器设备

工业显微镜（型号：SK2610B SAIKEDIGITAL）、SK2010显微测量系统、拉力试验机（型号：ZQ-2000，深圳新广行检测技术有限公司）、Super Test（东莞市智取精密仪器有限公司）、水分测定仪（型号：MB25，广州市怡华新电子仪器有限公司）。

2  实验方法

2.1 PVA栓塞微球的外观观察

取干微球及用氯化钠注射液浸泡30min后制成的湿微球，在工业显微镜下进行外观形态的观察，记录下微球外观形态信息并拍照。

2.2 PVA栓塞微球的弹性测定

将PVA栓塞微球按不同粒径分别在氯化钠注射液中进行充分溶胀30min、60min、90min、120min后，使用压力测量器对溶胀后的微球进行弹性测试。

2.3 PVA栓塞微球的粒径

在显微镜下检视总粒数及符合规定大小的粒数，并计算出两者比例（%），同时按下列公式计算微球的平均粒径：Dn=∑nidi/∑ni，其中Dn为微球平均粒径，di为微球粒径，ni为微球总数。

2.4 PVA栓塞微球的溶胀率

将氯化钠注射液浸泡30min后制成的湿微球，用粒度分析软件测量其粒径，按公式，转换成微球体积，再将同组粒径大小的干、湿微球体积进行比较，按公式计算微球的溶胀率：溶胀率（%）=。

2.5 PVA栓塞微球的推注力测定

取微球氯化钠注射液中，浸泡10min、20min、30min，使其充分溶胀，与碘海醇注射液分别按照0：1、1：1、2：1、3：1的不同比例混合均匀，测定微球在微导管下的压力变化情况。

2.6 PVA栓塞微球在水溶液中的pH值测定

将微球浸泡，放置24h、48h后，使用酸度计对微球浸提液进行pH值的测定，绘制时间～pH值曲线关系图。

2.7 PVA栓塞微球的水分测定

取微球约1.0g，放入快速水分测定仪的托盘中，设定仪器温度为110℃，时间为原始时间，记录测定结果。

3  实验结果

3.1 外观

如图1所示，PVA微球的颜色为类白色或白色，颜色差异不大，且多为半透明。微球外表面光滑，为规则的球型或类球型，无明显褶皱。在分散性方面，无明显凝集现象，且容易分散。如图2所示，在0.9%氯化钠注射液中浸泡30min后制成的湿微球外观较干微球而言变化不明显，但微球间的凝集现象增加。将干微球与湿微球分别置于显微镜下进行观察，如图3、4所示，两者外观差异并不明显，但湿微球的凝集现象明显增加，且体积大于干微球体积。

3.2 弹性

不同粒径的湿微球在浸泡10min后的原始数据及压缩至原体积的50%时的数据见表1。微球的浸泡时间与弹性成正比;微球的粒径与弹性也成正比。即使微球的粒径及浸泡时间均有所不同，但压缩至原体积的50%的微球的外观均未有破损的情况出现，且在解除压力后，可迅速回弹。

3.3 粒径

干微球在工业显微镜下进行检视后所得数据见表3。微球粒径范围越大，在生产与制备过程中的合格率越低，推测其原因为微球过筛时，筛网的孔径过大，同时微球有些许凝集的现象出现从而导致过筛效果不理想。根据实验数据及计算公式得，三组不同粒径范围的干微球的平均粒径分别为197.8μm、388.2μm、678.9μm。

3.4 溶胀率

三组微球在浸泡前后的粒径、体积及溶胀率见表4。三组微球的平均溶胀率为133.7%。体积法测得结果的趋势与称重法结果趋势相同。

3.5 推注力

在不同浸泡時间下，以不同的比例与造影剂均匀混合后的微球在微导管中的压力见表5。

3.6 pH值

将在水浴恒温振荡器内放置24h、48h的微球浸提液取出，使用酸度计进行pH值的测定。24h的浸提液pH值为6.84，48h的浸提液pH值为5.82。时间-pH值曲线关系见图 5。可见不同的浸泡时间越长，微球在水溶液中的pH值减小，总体范围在5.8～7.0之间。

3.7 水分含量

测得微球的水分含量为5.97%。

4  结果

所测的PVA栓塞微球的外观上无明显缺陷与差异，粒径合格率超过80%，以及在经过压缩后的微球均未出现破损情况。微球溶胀率在103%～220%范围内，平均溶胀率为133.7%。在微导管内可顺利进行推注。pH值在5.8～7.0左右。

参考文献

[1] 赵成如，史文红，金刚.医用介入栓塞材料[J].中国医疗器械信息，2007（8）：1-6，10.

[2] Laurent A. Microspheres and nonspherical particles for embolization.[J].Techniques in Vascular and Interventional Radiology，2008，10（4）.

[3] 姚日生.药用高分子材料[M].北京：化学工业出版社，2008.

[4] 宁海波，刘雷，卢海明，等.聚乙烯醇栓塞微球在原发性肝癌经导管肝动脉化疗栓塞术中的临床应用[J].大医生，2017，2（4）：51-53.

[5] 李晓宏.聚乙烯醇基载药复合栓塞微球的制备与表征[A].中国化学会高分子学科委员会.中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题F：生物医用高分子[C].2017.