聚季铵盐-1作为眼用制剂抑菌剂的应用研究

发布时间：2017-04-28 23:12

  本文关键词：聚季铵盐-1作为眼用制剂抑菌剂的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：眼睛是人类的重要感觉器官,但随着人们生活习惯与环境的变化以及无纸化办公的普及,视疲劳、角膜结膜炎、干眼症等眼病患者的数量逐年增加。眼用制剂直接用于眼部治疗眼科疾病,其用药安全性一直为人们所关心。目前国内外大多数多剂量包装的眼用制剂中均含有抑菌剂(也称防腐剂),以避免微生物污染、保证药品质量。 近年来,有关眼用制剂抑菌剂眼部刺激性、对角膜的毒性等不良反应的报道日益增加。研究发现,长期使用含有抑菌剂的眼用制剂患者,如白内障、青光眼和干眼症等患者,会影响其泪膜稳定性,造成角、结膜等眼组织损伤,严重者甚至失明。因此,寻找温和型抑菌剂或抑菌系统是当今眼用制剂研发的重点。 聚季铵盐-1(Polyquaternium-1,以下简称PQ-1)具有抑菌作用强、眼部刺激性小的特点,已作为杀菌剂在隐形眼镜护理液中得到广泛应用,但在滴眼液等药品中的研究和应用较少。目前国内尚无厂家生产PQ-1,也没有PQ-1的相关文献报道。本课题旨在开发PQ-1在眼用制剂中的应用,对其合成工艺及产业化进行探索；建立了差示分光光度法测定PQ-1的含量；通过营养肉汤试管二倍稀释法测定PQ-1的最小抑菌浓度(Minimum inhibitory concentration,以下简称MIC)和最小杀菌浓度(Minimum bactericidal concentration,以下简称MBC),考察其抑菌稳定性并对其抑菌机理进行初步探究；研究PQ-1对人角膜上皮细胞(Human corneal epithelial cell,以下简称HCEpiC)的毒性作用；以PQ-1作为滴眼液的抑菌剂,通过抑菌效力测试,筛选PQ-1在滴眼液中的有效浓度。 1聚季铵盐-1的合成、结构表征及分子量测定 目的：初步确定眼用辅料PQ-1的合成工艺。方法：以N,N,N,N-四甲基-2-丁烯-1,4-二胺(DA)、反(顺)式-1,4-二氯-2-丁烯(DCB)和三乙醇胺(TEA)为原料,通过共聚合反应制备PQ-1样品；运用核磁共振仪(NMR)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对产物结构进行表征；采用凝胶渗透色谱法(GPC法)测定产物的重均分子量(Mw)及Mw分布。结果：产物NMR图谱中各基团上的C和H的化学位移与PQ-1均一致,产物IR图谱与PQ-1对照品R图谱也一致；产物Mw为19432,Mw/Mn小于3.0。结论：所选合成工艺简单可行,制备的PQ-1样品Mw及Mw分布符合眼用级PQ-1的要求。 2差示分光光度法测定眼用制剂中聚季铵盐-1的含量 目的：建立简便、快捷、准确测定眼用制剂中抑菌剂PQ-1含量的方法。方法：应用PQ-1和台盼蓝之间反应发生红移现象,采用差示分光光度法,以台盼蓝溶液作为参比液,在波长681nm处,测得台盼兰在不同浓度PQ-1溶液中的差示吸光度值(△A)。结果：PQ-1浓度在5.00～15.00μg·mL-1范围内,ΔA与溶液浓度呈良好线性关系(r=0.9996),平均回收率(n=9)为97.8%,RSD=0.87%。结论：该方法操作简便、快捷,成本低,结果准确,适用于测定常规眼用制剂中PQ-1的含量。 3聚季铵盐-1抑菌作用的研究 目的：研究PQ-1的抑菌活性及其稳定性,并初步探究其抑菌作用机理。方法：采用营养肉汤试管二倍稀释法测定PQ-1对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌和黑曲霉的MIC和MBC,考察紫外光照射、温度、pH和盐浓度对PQ-1稳定性的影响。以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作为指示菌,采用电导率法和透射电镜观察方法,考察了PQ-1对菌体细胞膜通透性的影响,并对其超微结构进行了实验室观察,同时研究了PQ-1对该两种细菌生长曲线的影响。结果：PQ-1对5种实验菌的MIC和MBC分别为：大肠杆菌MIC16μg·mL-1、 MIC16μg·mL-1金黄色葡萄球菌MIC4μg·mL-1. MBC8μg-mL-1,铜绿假单胞菌MIC16μg-mL-1MBC32μg-mL-1,白色念珠菌MIC8μg-mL-1、MBC8μg-mL-1,黑曲霉MIC64μg-mL-1、MBC128μg-mL-1;PQ-1的抑菌活性不受紫外光和pH的影响,但会随温度和盐浓度的升高而降低。菌液电导率值随着PQ-1作用时间的延长持续增加；PQ-1作用后的菌体,表面粗糙并出现许多颗粒状物,细胞壁有明显褶皱和破裂。MIC的PQ-1显著抑制细菌生长,未出现大量生长的对数期。 结论：PQ-1在较低浓度具有抑制微生物生长的活性,其对紫外照射和pH较稳定,但高温处理或在高渗环境下,其抑菌活性会显著降低。PQ-1可能通过增加菌体细胞膜的通透性,促进胞内K+等电解质的渗出,逐渐破坏细胞结构而发挥抑菌作用。 4聚季铵盐-1对体外培养的人角膜上皮细胞毒性作用的研究 目的：考察PQ-1对体外培养的HCEpiC的毒性作用。方法：建立HCEpiC的体外培养模型,将不同浓度的PQ-1(0.01%,0.005%,0.001%,0.0005%)分别与细胞共同孵育,并于作用后10min、25min、1h、2h,利用倒置显微镜观察细胞形态学变化,并采用四唑氮蓝(MTT)分析法和细胞活性/毒性染色法评估PQ-1的细胞毒性。同时选取常用浓度的苯扎溴铵(0.01%)和羟苯乙酯(0.03%)进行比较。结果：(1)细胞形态学改变：随着作用时间延长,0.01%PQ-1、0.005%PQ-1和0.01%苯扎溴铵作用后的细胞连接逐渐松散,胞内物质逐渐泄漏,细胞变圆并逐渐裂解：0.03%羟苯乙酯对HCEpiC作用1h内细胞形态正常,但作用2h后部分细胞开始肿胀变圆,并逐渐脱落；0.001%PQ-1和0.0005%PQ-1处理组的细胞形态完整,与正常组相比无肉眼可辨的显著性差异；(2)MTT分析：随作用时间延长,0.01%PQ-1、0.005%PQ-1、0.01%苯扎溴铵和0.03%羟苯乙酯处理组的HCEpiC存活率均降低,与正常组间差异有统计学意义(P0.05)；0.001%PQ-1和0.0005%PQ-1处理组不同作用时间的HCEpiC存活率,与正常组相比均无统计学意义(P0.05)；(3)细胞活性／毒性检测：0.01%PQ-1和0.005%PQ-1对HCEpiC作用10min后,仍可见少数细胞存活,但作用25min、1h、2h后,细胞几乎全部死亡；0.001%PQ-1和0.0005%PQ-1对HCEpiC作用2h内的细胞活性较好,活细胞数量一直维持在较高水平；0.01%苯扎溴铵处理组各作用时问的细胞活性均较低,几乎无活细胞存在；0.03%羟苯乙酯对HCEpiC作用1h内的细胞活性较好,但作用2h后,死细胞数量明显增加。结论：高浓度PQ-1对HCEpiC有一定的毒性作用,但常用浓度的三种抑菌剂之间比较,PQ-1的细胞毒性作用最小。 5聚季铵盐-1用于滴眼液防腐的可行性研究 目的：考察PQ-1与常用眼用辅料的配伍稳定性,并对PQ-1用于眼用制剂防腐的可行性进行研究和探讨。方法：(1)通过配伍液的澄清度检查和透光率测定,分别考察了PQ-1与磷酸盐缓冲液、硼酸盐缓冲液、玻璃酸钠(SH)、依地酸二钠(EDTA-2Na)羟丙甲纤维素(HPMC)、聚乙烯吡咯烷酮-K30(PVP-K30)、羟苯乙酯以及Tween80的配伍稳定性；(2)考察了PQ-1与SH配伍时,SH的Mw和浓度、PQ-1浓度以及配伍液pH值对PQ-1与SH配伍液澄清度的影响；(3)选用规定范围内相对较低Mw的SH,同时加入增溶剂]ween80,将0.0001%PQ-1和0.0001%PHMB联用作为复合抑菌剂应用于牛磺酸滴眼液中,并进行了抑菌效力测试；(4)通过抑菌效力测试初步筛选了PQ-1在复方氯化钠滴眼液中的使用浓度范围。结果：(1)除SH外,PQ-1与其它常用眼用辅料均无配伍禁忌,与SH的配伍溶液有白色乳光产生；(2)PQ-1与SH的配伍溶液的澄清度与SH的Mw和浓度、PQ-1浓度均呈负相关,而受pH值(5-8)的影响较小；(3)选用0.0001%PQ-1和0.0001%PHMB作为复合抑菌剂的牛磺酸滴眼液抑菌效力符合评价标准,且性状合格；(4)复方氯化钠滴眼液中PQ-1的最低使用浓度为0.0006%时,抑菌效力才能合格,初步确定了PQ-1的使用浓度范围为0.0006%～0.0009%。结论：PQ-1与常规眼用辅料的配伍稳定性较好,适用于常规眼用制剂的防腐,但本实验制备的以PQ-1作为抑菌剂的牛磺酸滴眼液和复方氯化钠滴眼液的长期稳定性以及如何实现PQ-1与SH在眼用制剂中的共存尚需进一步实验研究。
【关键词】：聚季铵盐-1 抑菌剂 含量测定 抑菌作用 细胞毒性 滴眼液
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R96
【目录】：

• 摘要16-20
• ABSTRACT20-25
• 符号说明25-27
• 第一章 前言27-38
• 1 眼用制剂抑菌剂的研究现状27-34
• 1.1 常用眼用制剂抑菌剂的种类及抑菌机理27-28
• 1.2 影响抑菌剂抑菌活性的因素28-31
• 1.3 眼用制剂中抑菌剂的选择31
• 1.4 抑菌剂的眼表毒性31-32
• 1.5 抑菌剂的质量控制32-33
• 1.6 眼用制剂抑菌剂的发展趋势33-34
• 2 玻璃酸钠降低眼用制剂抑菌剂不良反应的研究34
• 3 季铵盐类抑菌剂的研究34-35
• 4 聚季铵盐-135-36
• 4.1 聚季铵盐-1的简介35-36
• 4.2 聚季铵盐-1的应用前景36
• 5 本课题的研究目的及内容36-38
• 5.1 研究目的36-37
• 5.2 研究内容37-38
• 第二章 聚季铵盐-1的合成、结构表征及分子量测定38-47
• 第一节 聚季铵盐-1的合成及结构表征38-42
• 1 材料38
• 1.1 主要试剂38
• 1.2 主要器材38
• 2 反应机理38-39
• 3 方法39-40
• 4 结果40-41
• 4.1 性状观察40
• 4.2 结构表征40-41
• 5 讨论41-42
• 第二节 凝胶渗透色谱法测定聚季铵盐-1的分子量及分子量分布42-47
• 1 材料42-43
• 1.1 主要试剂42
• 1.2 主要器材42-43
• 2 方法43
• 2.1 对照品溶液和供试品溶液的配制43
• 2.2 分子量及分子量分布测定43
• 3 结果43-46
• 3.1 标准曲线的生成43-45
• 3.2 聚季铵盐-1供试品的分子量及分子量分布测定45-46
• 4 讨论46-47
• 第三章 差示分光光度法测定眼用制剂中聚季铵盐-1的含量47-54
• 1 材料47-48
• 1.1 主要试剂47-48
• 1.2 主要器材48
• 2 方法和结果48-52
• 2.1 检测波长和专属性实验48-49
• 2.2 线性关系考察49
• 2.3 精密度实验49
• 2.4 溶液稳定性实验49-50
• 2.5 重复性实验50
• 2.6 回收率实验50
• 2.7 样品含量测定50
• 2.8 常用眼用制剂辅料对聚季铵盐-1含量测定的影响50-51
• 2.9 台盼蓝溶液浓度对聚季铵盐-1含量测定的影响51-52
• 2.10 磷酸盐缓冲液pH对聚季铵盐-1含量测定的影响52
• 3 讨论52-54
• 第四章 聚季铵盐-1抑菌作用的研究54-68
• 第一节 聚季铵盐-1的抑菌活性及其稳定性研究55-61
• 1 材料55
• 1.1 主要试剂55
• 1.2 主要器材55
• 2 方法55-57
• 2.1 菌悬液和样品溶液的制备55-56
• 2.2 最低抑菌浓度和最低杀菌浓度测定56
• 2.3 聚季铵盐-1抑菌活性稳定性研究56-57
• 3 结果57-60
• 3.1 聚季铵盐-1对五种致病菌的最低抑菌浓度和最低杀菌浓度57-58
• 3.2 聚季铵盐-1抑菌活性稳定性研究58-60
• 4 讨论60-61
• 第二节 聚季铵盐-1的抑菌作用机理初探61-68
• 1 材料61
• 1.1 主要试剂61
• 1.2 主要仪器61
• 2 方法61-63
• 2.1 聚季铵盐-1对菌体细胞膜通透性的影响61-62
• 2.2 透射电镜观察方法62
• 2.3 聚季铵盐-1对细菌生长曲线的影响62-63
• 3 结果63-66
• 3.1 聚季铵盐-1对菌体细胞膜通透性的影响63-64
• 3.2 细菌表面超微结构观察64-65
• 3.3 聚季铵盐-1对细菌生长曲线的影响65-66
• 4 讨论66-68
• 第五章 聚季铵盐-1对体外培养的人角膜上皮细胞毒性作用的研究68-78
• 1 材料68-69
• 1.1 主要材料68
• 1.2 仪器设备68-69
• 2 方法69-71
• 2.1 HCEpiC培养69
• 2.2 实验药液的配制69
• 2.3 细胞形态学观察69
• 2.4 MTT分析69-70
• 2.5 乳酸脱氢酶释放法分析70
• 2.6 细胞活性检测70-71
• 2.7 统计学分析方法71
• 3 结果71-77
• 3.1 形态学变化观察71-73
• 3.2 MTT分析结果73-74
• 3.3 乳酸脱氢酶释放法分析结果74-75
• 3.4 细胞活性检测结果75-77
• 4 讨论77-78
• 第六章 聚季铵盐-1用于滴眼液防腐的可行性研究78-99
• 第一节 聚季铵盐-1与常用眼用辅料的配伍稳定性考察78-81
• 1 材料78
• 1.1 试剂78
• 1.2 仪器78
• 2 方法78-79
• 2.1 溶液配制78
• 2.2 聚季铵盐-1与pH缓冲液的配伍稳定性考察78-79
• 2.3 聚季铵盐-1与其他常用眼用辅料的配伍稳定性考察79
• 3 结果79-80
• 4 讨论80-81
• 第二节 聚季铵盐-1与玻璃酸钠配伍液的澄清度影响因素考察81-85
• 1 材料81
• 1.1 试剂81
• 1.2 仪器81
• 2 方法81-82
• 2.1 玻璃酸钠分子量的影响81
• 2.2 玻璃酸钠浓度的影响81-82
• 2.3 聚季铵盐-1浓度的影响82
• 2.4 配伍液pH值的影响82
• 3 结果82-84
• 3.1 玻璃酸钠分子量的影响82-83
• 3.2 玻璃酸钠浓度的影响83
• 3.3 聚季铵盐-1浓度的影响83-84
• 3.4 pH值的影响84
• 4 讨论84-85
• 第三节 含聚季铵盐-1牛磺酸滴眼液的制备及其抑菌效力测定85-93
• 1 材料85-86
• 1.1 试剂85
• 1.2 仪器85-86
• 2 方法86-89
• 2.1 牛磺酸滴眼液样品的制备86-87
• 2.2 抑菌效力测定87-89
• 3 结果89-92
• 3.1 0d实验89-90
• 3.2 7、14、28d实验90-92
• 4 讨论92-93
• 第四节 含聚季铵盐-1复方氯化钠滴眼液的制备及其抑菌效力测定93-99
• 1 材料93-94
• 1.1 试剂93
• 1.2 仪器93-94
• 2 方法94-95
• 2.1 复方氯化钠滴眼液样品的制备94
• 2.2 抑菌效力测定94-95
• 3 结果95-98
• 3.1 0d实验95
• 3.2 7、14、28d实验95-98
• 4 讨论98-99
• 总结与展望99-101
• 参考文献101-107
• 攻读学位期间发表的学术论文目录107-108
• 致谢108-109
• 附件109

【参考文献】

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