壳聚糖超声微泡的制备与性能研究

作     者：黄育铭 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄岳山

授予年度：2017年

学科分类：1006[医学-中西医结合] 1002[医学-临床医学] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 100602[医学-中西医结合临床] 10[医学] 

主      题：壳聚糖 十二氟戊烷 超声微泡 超声造影 溶胀 

摘      要：输卵管阻塞是导致女性不孕的主要因素,约占不孕症的30%-40%。输卵管阻塞检查包括通液试验、X射线造影、内窥镜探查等,手术则为主要的治疗方法,它们在安全无创、准确性等方面存在不足。近年,临床上使用无创、安全的超声造影技术,能较清晰的观察到输卵管的结构,但是其只能解决临床的输卵管显影和初步诊断等问题。临床上迫切需要一种自然、安全、无创的输卵管阻塞病变的检测、诊断和治疗的超声诊断治疗技术。本课题采用乳化交联法和乳化法,制备出交联化十二氟戊烷-壳聚糖超声微泡和十二氟戊烷-壳聚糖超声微泡。获得了一种新型的具有造影诊断和治疗双重功能的超声微泡,能应用于输卵管的无创超声诊断治疗技术。采用乳化交联法和乳化法制备超声微泡,以微泡粒径作为优化制备工艺的评价指标,开展单因素实验分别探讨水油相比,交联时间,搅拌时间和搅拌速度对微泡粒径影响。在综合考虑单因素实验基础上,选择出有效的因素作为微泡的响应面实验的参数,得到了制备微泡的最佳工艺方案。使用激光散射粒度仪,表面电位仪(Zeta电位),傅里叶红外光谱仪,热分析仪,B模式超声仪,倒置显微镜和场发射扫描电镜(SEM)对微泡进行了表征,并通过溶胀试验对所制备的超声微泡的体外溶胀性能进行了分析。实验结果表明:乳化交联法制备交联化壳聚糖超声微泡最佳工艺的配比为水油相体积比为1:20,交联时间为3h,搅拌速度为180r/min。最佳工艺配比制备出的交联化壳聚糖超声微泡,其平均粒径为503.4nm,粒度分布呈正态分布;微泡表面Zeta电位为9.27mV,微泡分散性不良;微泡的傅里叶红外光谱图中出现1652.6cm-1亚胺基团(C=N),说明戊二醛与壳聚糖的氨基发生席夫碱反应;差示扫描量热图谱说明微泡和十二氟戊烷的结合方式为物理包裹,十二氟戊烷活性没有改变;B模式超声仪探测下,微泡造影成像清晰;倒置显微镜观察到微泡形貌为饱满球状,微泡里面充满十二氟戊烷气体;扫描电镜观察到微泡成泡性好,大小均匀。而乳化法获得壳聚糖超声微泡最佳工艺的配比为油水相体积比1:5,搅拌时间为30min,搅拌速度为180r/min。最佳配比制备出的微泡,其平均粒径为541.2nm,粒度分布呈正态分布;微泡表面Zeta电位为71.5mV,微泡容易分散于病灶部位;壳聚糖和微泡的傅里叶红外光谱图基本一致,证明微泡的制备过程中没有发生化学反应。差示扫描量热法图谱说明十二氟戊烷以物理方式包裹,十二氟戊烷性质没有改变;B模式超声仪探测下,微泡造影成像清晰;倒置显微镜观察到微泡形貌为饱满球状,微泡中充满十二氟戊烷气体;三维显微镜观察到微泡成泡性好,大小均匀。溶胀试验表明壳聚糖超声微泡在水溶液中溶胀度为133%-158%,交联化壳聚糖超声微泡在水溶液中溶胀度为44%-57%。壳聚糖超声微泡溶胀加速度是交联化壳聚糖超声微泡的5.11到15.74倍,说明壳聚糖超声微泡有望治疗疏通输卵管堵塞。传统超声微泡只有诊断功效,使用两种不同制备方法壳聚糖超声微泡,不仅具有诊断功效,同时具有生物溶胀治疗效果。壳聚糖超声微泡相对于交联化壳聚糖超声微泡,其制备工艺简单,B超造影成像清晰,微泡溶胀率和溶胀加速度大,壳聚糖超声微泡的空化效应和生物溶胀效应有望应用于治疗疏通输卵管堵塞。开创一种自然、安全、无创的输卵管阻塞病变的检测、诊断和治疗的超声诊断治疗技术。