李丹,初陽(yáng)(1.沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院奉天醫(yī)院藥學(xué)部,沈陽(yáng)11004;.中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院藥學(xué)部,沈陽(yáng)11004)
透明質(zhì)酸(Hyaluronic acid,HA)及其鈉鹽是廣泛存在于人體及動(dòng)物體內(nèi)的一種黏多糖,是體內(nèi)重要的生理活性物質(zhì),廣泛應(yīng)用于食品、日化和醫(yī)藥領(lǐng)域[1-2];其在組織形成、細(xì)胞調(diào)控及血管生成方面都起著重要的作用[3]。HA本身具有良好的生物相容性、高黏彈性和毒副作用小等優(yōu)點(diǎn),既可延緩皮膚衰老,補(bǔ)充皮膚水分;又可促進(jìn)傷口愈合,防止疤痕產(chǎn)生[4-5]。雖然已有上市的含HA的化妝品[6],但其僅作為保濕劑出現(xiàn),并非作為主要成分使用,因此藥用效果不明顯,也不適合大規(guī)模藥用。
本文以透明質(zhì)酸鈉為模型藥物,海藻酸鈉為骨架材料,采用乳化-交聯(lián)法制備了包載透明質(zhì)酸鈉的海藻酸鈉微球。該制劑處方選擇和制備工藝的關(guān)鍵是利用微球所形成的不溶性骨架,以降低透明質(zhì)酸鈉的釋放速度,延長(zhǎng)釋藥時(shí)間,從而達(dá)到提高生物利用度的目的。本研究可為進(jìn)一步制備透明質(zhì)酸鈉緩釋制劑奠定基礎(chǔ)。
DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(鞏義市英峪予華儀器廠);FA1104電子天平(上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司);UV-9100型紫外分光光度計(jì)(北京瑞利分析儀器有限公司);DMBA450生物數(shù)碼顯微鏡(麥克迪實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司);LS320激光粒度儀(美國(guó)Beckman公司)。
三乙醇胺(天津市博迪化工有限公司);透明質(zhì)酸鈉(山東福瑞達(dá)生物醫(yī)藥有限公司,批號(hào):0911062,藥用級(jí),含量:99.5%);海藻酸鈉(河北大唐生物工程有限公司,藥用級(jí));海藻酸鈉微球(沈陽(yáng)醫(yī)學(xué)院奉天醫(yī)院藥學(xué)部);對(duì)羥基苯甲酸乙酯、氯化鈣、聚山梨酯80均為藥用級(jí);二氯甲烷、異丙醇、液體石蠟、丙三醇、硬脂酸、白凡士林、阿利新藍(lán)均為分析純。
精密稱量透明質(zhì)酸鈉,用去離子水溶解后配成質(zhì)量濃度為53.15、106.3、212.6、318.9、425.2 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液,搖勻。取上述標(biāo)準(zhǔn)溶液各1 ml,加入10 ml量瓶中,加6 ml阿利新藍(lán)染料染色,混合后用去離子水稀釋至刻度,作為顯色溶液。在510 nm波長(zhǎng)處測(cè)定各溶液的吸光度值。以透明質(zhì)酸鈉質(zhì)量濃度(ρ)為橫坐標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)溶液與顯色溶液的吸光度差值(A)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得回歸方程為:A=0.0017ρ+0.1848(r=0.9980,n=5)。結(jié)果表明,透明質(zhì)酸鈉檢測(cè)質(zhì)量濃度線性范圍為53.15~425.2 mg/L。低、中、高3個(gè)質(zhì)量濃度(53.15、212.6、425.2 mg/L)的標(biāo)準(zhǔn)溶液的日內(nèi)精密度RSD分別為1.88%、0.80%、0.63%(n=5);日間精密度RSD分別為2.57%、1.05%、0.84%(n=5);平均回收率為(97.9±1.80)%,RSD=1.84%(n=3)。
稱取適量透明質(zhì)酸鈉,精密稱定,溶入蒸餾水中,超聲溶解后,將適量海藻酸鈉細(xì)粉溶于其中配成一定濃度的海藻酸鈉溶液,靜置除去氣泡,后用醫(yī)用9號(hào)注射器緩緩滴入攪拌的混合油相中。以一定的分散轉(zhuǎn)速磁力攪拌分散一定時(shí)間后,加入適量用氯化鈣飽和的交聯(lián)劑,固化[7]。將制得的微球分別用異丙醇洗滌2~3次,抽濾后,40℃干燥6 h,密封貯藏備用。
取制備的海藻酸鈉微球50 mg,置于蒸餾水5 ml中超聲10 min;37℃放置24 h,取上清液置于10 ml量瓶中,研磨微球至其破碎,離心15 min,將上清液吸取于量瓶中,用蒸餾水稀釋定容至10 ml;用0.45 μm微孔濾膜濾過。測(cè)定上清液中的藥物含量,計(jì)算微球中藥物的包封率及載藥量:包封率=微球中包裹的透明質(zhì)酸鈉質(zhì)量/透明質(zhì)酸鈉加入量×100%;載藥量=微球中包裹的透明質(zhì)酸鈉質(zhì)量/微球的質(zhì)量×100%。
經(jīng)過多次預(yù)試驗(yàn),確定對(duì)包封率影響較大的幾個(gè)處方因素,考察結(jié)果如下。
2.4.1 海藻酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)。固定其他的因素,考察海藻酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。分別配成含有1%透明質(zhì)酸鈉的1%、2%、3%海藻酸鈉溶液,滴入二氯甲烷與植物油等比例組成的混合油相中,以300 r/min轉(zhuǎn)速分散15 min,加入交聯(lián)劑90 min后制備海藻酸鈉微球,其水相與交聯(lián)劑體積比為1∶1,透明質(zhì)酸鈉與海澡酸鈉質(zhì)量比為1∶2。結(jié)果顯示,當(dāng)海藻酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí),黏度較低,無法成球;當(dāng)海藻酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時(shí),可成球,且干燥后球之間無粘連,鏡下觀察微球形態(tài)較好,包封率為(45.17±6.12)%(n=3);當(dāng)海藻酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時(shí),雖然包封率較高(57.28±5.54)%(n=3),但由于黏度較大,微球形態(tài)不佳。因此,選擇海藻酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%。
2.4.2 混合油相比例。固定海藻酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%,制備方法同“2.4.1”項(xiàng),選擇植物油與二氯甲烷的混合油相,體積比為3∶1、2∶2、1∶3,并加入2%油酸山梨坦作為油相的表面活性劑,制備海藻酸鈉微球。結(jié)果顯示,當(dāng)體積比為3∶1和2∶2時(shí),混合油相黏度大,干燥后微球粘連嚴(yán)重,微球形態(tài)不佳,包封率分別為(38.94±8.46)%(n=3)和(37.25±8.14)%(n=3)。因此,選擇體積比為1∶3,此時(shí)包封率為(45.17±6.12)%(n=3)。
2.4.3 交聯(lián)劑加入體積。以2%海藻酸鈉溶液作為內(nèi)水相,植物油與二氯甲烷體積比為1∶3的混合油為油相,令水相與加入交聯(lián)劑的體積比為2∶1、1∶1、1∶2,按“2.4.1”項(xiàng)下方法制備海藻酸鈉微球。結(jié)果包封率依次為(38.97±4.43)%、(45.17±6.12)%和(43.86±7.35)%(n=3),表明當(dāng)體積比超過1∶1后,再提高交聯(lián)劑的量,微球的包封率基本不再變化,粒徑減小不明顯。因此,選擇水相與交聯(lián)劑體積比為1∶1。
2.4.4 透明質(zhì)酸鈉與海藻酸鈉質(zhì)量比。分別配制透明質(zhì)酸鈉與海藻酸鈉質(zhì)量比為1∶4、1∶2、1∶1的溶液為水相,水相與交聯(lián)劑的體積比為1∶1,按“2.4.3”項(xiàng)下方法制備海藻酸鈉微球。結(jié)果包封率依次為(48.93±8.69)%、(45.17±6.12)%和(31.96±7.54)%(n=3),載藥量依次為(6.99±1.64)%、(11.29±2.16)%和(12.78±2.71)%(n=3),表明透明質(zhì)酸鈉與海藻酸鈉比例增加,微球載藥量增加,包封率明顯降低。因此,綜合考慮,選擇質(zhì)量比為1∶2。
經(jīng)過多次預(yù)試驗(yàn),確定了對(duì)包封率影響較大的幾個(gè)工藝因素,考察結(jié)果如下。
2.5.1 分散時(shí)間。以2%海藻酸鈉溶液為水相,透明質(zhì)酸鈉與海藻酸鈉質(zhì)量比為1∶2,含2%油酸山梨坦、混合油相比例為1∶3的混合油為油相,水相與交聯(lián)劑體積比為1∶1,以300 r/min轉(zhuǎn)速分散5、15、30 min,加入交聯(lián)劑90 min后制備海藻酸鈉微球,制備方法同“2.2”項(xiàng)。結(jié)果包封率分別為(37.4±4.37)%、(45.17±6.12)%和(46.26±8.49)%(n=3),表明隨著時(shí)間增加,包封率增加,但時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)使微球粘連。因此,選擇分散時(shí)間為15 min。
2.5.2 分散轉(zhuǎn)速。固定分散時(shí)間為15 min,分別在100、300、500 r/min下按“2.4.1”項(xiàng)下方法制備海藻酸鈉微球。結(jié)果包封率分別為(56.48±8.96)%、(45.17±6.12)%和(34.32±7.34)%(n=3),表明隨轉(zhuǎn)速增加,包封率下降,但轉(zhuǎn)速過低微球粒徑大,分布不均。因此,選擇分散轉(zhuǎn)速為300 r/min。
2.5.3 交聯(lián)時(shí)間。固定分散轉(zhuǎn)速為300 r/min,交聯(lián)時(shí)間分別為30、90、150 min下按“2.2”項(xiàng)下方法制備海藻酸鈉微球。結(jié)果包封率分別為(31.76±3.62)%、(45.17±6.12)%和(47.03±5.73)%(n=3),表明隨著交聯(lián)時(shí)間延長(zhǎng),包封率增加,但增加到90 min后,再延長(zhǎng)交聯(lián)時(shí)間,包封率提高不明顯,且微球有粘連現(xiàn)象。因此,交聯(lián)時(shí)間選擇90 min。
根據(jù)單因素考察結(jié)果,選取透明質(zhì)酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)、透明質(zhì)酸鈉與海藻酸鈉質(zhì)量比、交聯(lián)時(shí)間和分散轉(zhuǎn)速為因素進(jìn)行正交試驗(yàn),以包封率為指標(biāo)對(duì)處方進(jìn)行優(yōu)化,篩選出包封率高、形態(tài)好的微球最優(yōu)處方。影響因素及因素水平取值見表1,正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)結(jié)果見表2,極差分析見表3,方差分析見表4。
表1 影響因素及因素水平取值Tab 1 Factors and levels
表2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)結(jié)果Tab 2 Orthogonal design and results
表3 正交試驗(yàn)結(jié)果極差分析Tab 3 Results of analysis of range
表4 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Tab 4 Results of analysis of variance
由表2可見,各因素對(duì)指標(biāo)的影響程度順序?yàn)镃>A>B>D,最佳水平為A2B1C2D1,即海藻酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%,透明質(zhì)酸鈉與海藻酸鈉質(zhì)量比為1∶3,交聯(lián)時(shí)間為90 min,分散轉(zhuǎn)速為200 r/min。
由表3可見,交聯(lián)時(shí)間對(duì)微球的包封率有顯著影響,而海藻酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)、透明質(zhì)酸鈉與海藻酸鈉質(zhì)量比及分散轉(zhuǎn)速對(duì)包封率影響不明顯。
按最優(yōu)處方制備3批微球,其形態(tài)圓整、粒徑分布均勻,測(cè)得包封率為(58.92±3.06)%,載藥量為(10.96±1.12)%;將微球分散于水中,滴入激光粒度測(cè)定儀,測(cè)得微球平均粒徑為(107.8±5.51)μm。
氯化鈣的水溶液相當(dāng)于水相,其在油相中也以液滴形式被分散,因此與海藻酸鈉液滴接觸幾率很小,且液滴各點(diǎn)交聯(lián)不均,交聯(lián)效果不佳。用氯化鈣飽和的二氯甲烷可與油互溶,加入后,可以在海藻酸鈉液滴周圍形成均勻的交聯(lián)劑濃度,即液滴各點(diǎn)交聯(lián)均勻。故本文選擇氯化鈣溶液飽和的二氯甲烷為交聯(lián)劑。
一次性加入交聯(lián)劑,只是在最初形成交聯(lián)劑的濃度梯度,隨著交聯(lián)劑的消耗,濃度梯度降低,交聯(lián)效果會(huì)變差,內(nèi)層交聯(lián)不完全,所以包封率較低,粒徑稍大,但形態(tài)較好。分次加入交聯(lián)劑可以在不同時(shí)間點(diǎn)始終保持著濃度梯度,交聯(lián)效果好,交聯(lián)程度深,包封率高,粒徑小,形態(tài)好。
分散轉(zhuǎn)速顯著影響微球粒徑及形態(tài)。當(dāng)分散轉(zhuǎn)速為100 r/min時(shí),提供的外力不足以降低水相的粒徑,使得微球大小不一;但由于轉(zhuǎn)速低,水相中藥物滲漏量小,包封率較高。當(dāng)轉(zhuǎn)速為500 r/min時(shí),粒徑雖小,但包封率降低,體系黏度增加,出現(xiàn)粘連現(xiàn)象。
因本文中劑型為中間劑型,最終劑型為乳膏劑,故對(duì)粒徑考慮不多,僅是在驗(yàn)證試驗(yàn)時(shí)測(cè)量了粒徑,試驗(yàn)時(shí)也只是在顯微鏡下觀察了微球的形態(tài),未照電鏡。
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