李美燕， 林 於， 歐陽(yáng)雪， 鄭 欣

（重慶醫(yī)科大學(xué)，重慶　400016）

氫溴酸東莨菪堿溫敏型鼻用原位凝膠的制備

李美燕， 林 於*， 歐陽(yáng)雪， 鄭 欣

（重慶醫(yī)科大學(xué)，重慶400016）

目的 制備氫溴酸東莨菪堿的溫敏型鼻用原位凝膠。方法 用不同質(zhì)量濃度和配比的殼聚糖、β-甘油磷酸鈉制備不同pH的原位凝膠，并測(cè)定其凝膠化時(shí)間、黏度變化情況與載藥凝膠的累積釋放度。結(jié)果 質(zhì)量濃度為2%的殼聚糖和56%的β-甘油磷酸鈉體積比為6∶1，pH 7.1時(shí)原位凝膠黏度達(dá)到5 Pa·s，初始凝膠溫度為34℃，隨著溫度的升高、殼聚糖質(zhì)量濃度的增加、β-甘油磷酸鈉含量的增加、pH升高（由6.5升至7.2），凝膠化時(shí)間減少；以氫溴酸東莨菪堿為模型藥物，載藥凝膠中藥物10 h累積釋放度為71%，釋放曲線符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。結(jié)論 殼聚糖/β-甘油磷酸鈉制備的氫溴酸東莨菪堿溫敏型原位凝膠對(duì)藥物具有緩釋作用，適合制成鼻用制劑。

殼聚糖；β-甘油磷酸鈉；溫敏型凝膠；氫溴酸東莨菪堿；緩釋

氫溴酸東莨菪堿作為抗膽堿藥，可用于阻斷副交感神經(jīng)，常用于暈動(dòng)病、抗震顫麻痹等的預(yù)防與治療［1-2］。目前常用的有片劑和普通貼膏劑等。氫溴酸東莨菪堿的T1-2非常短，常用普通片劑和貼膏劑不適合長(zhǎng)途乘車(chē)或航海旅行，采用經(jīng)皮緩釋給藥系統(tǒng)可在一定程度上減少反復(fù)給藥帶來(lái)的不良反應(yīng)，改善藥物的順應(yīng)性。

溫敏型原位凝膠是指以溶液狀態(tài)制備和給藥，在藥用部位因溫度變化刺激而發(fā)生相轉(zhuǎn)變，形成凝膠化半固體的制劑，因其良好的順應(yīng)性和緩控釋能力以及生物利用度高等特點(diǎn)，近年來(lái)已成為藥劑學(xué)及生物材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)［3-5］。得到廣泛研究和應(yīng)用的凝膠材料殼聚糖（chitosan，CS），具有生物相容性、生物降解性、降解產(chǎn)物無(wú)毒等特點(diǎn)。有報(bào)道甘油磷酸鹽與殼聚糖的復(fù)合物在室溫、pH 6.8～7.2介質(zhì)中可較長(zhǎng)時(shí)間保持液態(tài)，升高溫度時(shí)可凝膠［6］，本研究采用殼聚糖/β-甘油磷酸鈉的混合體系，載入氫溴酸東莨菪堿，通過(guò)調(diào)節(jié)體系中殼聚糖的質(zhì)量濃度、殼聚糖/β-甘油磷酸鈉配比，體系pH等得到了具溫敏性和緩釋效果的殼聚糖/β-甘油磷酸鈉載氫溴酸東莨菪堿凝膠鼻腔給藥系統(tǒng)。

1　材料和方法

1.1材料 氫溴酸東莨菪堿（大連美侖生物技術(shù)有限公司）；殼聚糖（青島利中甲殼質(zhì)公司）；β-甘油磷酸鈉（Ruibio，德國(guó)）；其余試劑均為分析純。

1.2方法

1.2.1溫敏性鼻用原位凝膠的制備 準(zhǔn)確稱量0.12 g的殼聚糖，加入6mL 0.1mol/L的鹽酸，磁力攪拌使之充分溶解；另取0.56 g的β-甘油磷酸鈉，溶于1 mL去離子水中，然后逐滴加入到殼聚糖混合溶液中，磁力攪拌30 min，混合均勻，以少量的0.02 mol/L的NaOH調(diào)節(jié)混合液的pH 7.1，得到空白凝膠溶液，加入氫溴酸東莨菪堿后得載藥凝膠溶液（Csh=0.06 g/mL）。

1.2.2溫敏性凝膠的凝膠溫度測(cè)定 取適量“1.2.1”項(xiàng)下空白凝膠溶液于燒杯中，置于水浴上，從25.0℃逐漸升溫到38.0℃，每升高1.0℃平衡20 min，用旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測(cè)定每個(gè)溫度下的黏度值，各重復(fù)操作3次，取平均值，然后作黏度隨溫度變化曲線，其中黏度值變化產(chǎn)生突躍時(shí)的溫度即為凝膠溫度。

1.2.3殼聚糖質(zhì)量濃度對(duì)凝膠化時(shí)間的影響 按照“1.2.1”項(xiàng)下方法，配置殼聚糖質(zhì)量濃度為0.5%、1%、1.5%與2%的空白凝膠溶液（β-甘油磷酸鈉用量不變）。用試管倒置法測(cè)凝膠化時(shí)間（GT）［7］，即將裝有2 mL上述空白凝膠溶液的試管直立置于34.0℃恒溫水浴中，每隔0.5 min將試管45°傾斜，并觀察液面是否隨試管傾斜，當(dāng)觀察到液面不隨著試管呈45°而傾斜，則再恒溫0.5 min后，將試管取出并完全倒置，若0.5 min內(nèi)試管內(nèi)溶液不再流動(dòng)，則定義該溶液己凝膠化，記錄該溫度下體系由液態(tài)轉(zhuǎn)為半固體所需時(shí)間，各重復(fù)操作3次，取平均值。

1.2.4殼聚糖/β-甘油磷酸鈉配比對(duì)凝膠化時(shí)間及凝膠黏度的影響 按照“1.2.1”項(xiàng)下方法，配制殼聚糖溶液和β-甘油磷酸鈉溶液，然后分別準(zhǔn)確量取5、6、7 mL殼聚糖溶液于燒杯中，然后各逐滴加入1 mLβ-甘油磷酸鈉溶液，磁力攪拌30 min，混合均勻，以少量的0.02 mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)混合液的pH 7.1。同上用試管倒置法測(cè)凝膠化時(shí)間（GT），各重復(fù)操作3次，取平均值；同法配制不同配比的混合液并測(cè)定其在34℃恒溫水浴中的黏度值，各重復(fù)操作3次，取平均值。

1.2.5體系pH對(duì)凝膠化時(shí)間的影響 按照“1.2.1”項(xiàng)下方法，制備不同pH的空白凝膠溶液。同上用試管倒置法測(cè)凝膠化時(shí)間，各重復(fù)操作3次，取平均值。

1.2.6溫度對(duì)凝膠化時(shí)間的影響 分別取適量“1.2.1”項(xiàng)下空白凝膠溶液置于25～38℃恒溫水浴中，同上用試管倒置法測(cè)凝膠化時(shí)間，各重復(fù)操作3次，取平均值。

1.2.7載藥凝膠的體外藥物釋放實(shí)驗(yàn) （1）人工鼻液的配置：精密稱取磷酸二氫鉀13.6 g，溶于適量去離子水中，攪拌使溶解，加去離子水至1 000 mL，攪勻，用0.1 mol/L氫氧化鈉調(diào)pH 6.8［8］。

（2）分別配制質(zhì)量濃度為0.2～1.2 mg/mL的氫溴酸東莨菪堿對(duì)照品溶液，以人工鼻液為空白對(duì)照經(jīng)紫外掃描，得到氫溴酸東莨菪堿的特征吸收波長(zhǎng)為258 nm，空白凝膠溶液在258 nm處無(wú)吸收，在此波長(zhǎng)下測(cè)其吸光度，繪制氫溴酸東莨菪堿質(zhì)量濃度（C）-吸光度（A）標(biāo)準(zhǔn)曲線，進(jìn)行線性回歸得到的擬合方程為：A=0.383 9 C+0.004 5（r2=0.999 2）。

（3）精密吸取載藥凝膠溶液2 mL，置截留相對(duì)分子質(zhì)量為12 000的透析袋中，放入含人工鼻液150 mL的燒杯中，置于34℃水浴上，以200 r/min的速度攪拌，定時(shí)取樣2 mL，并及時(shí)補(bǔ)充2 mL人工鼻液，將各時(shí)間點(diǎn)的樣品溶液以人工鼻液為對(duì)照，于波長(zhǎng)258 nm處測(cè)定其吸光度A，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程求濃度，計(jì)算各時(shí)間點(diǎn)處載藥凝膠的累積釋放度（%）。同法測(cè)定氫溴酸東莨菪堿在相同條件下的累積釋放度（%）。

2　結(jié)果

2.1凝膠的凝膠溫度測(cè)定 在25～38℃內(nèi)，殼聚糖/β-甘油磷酸鈉溫敏性凝膠的黏度隨溫度的變化見(jiàn)圖1。在較低溫度下，凝膠溶液的黏度幾乎不隨溫度的變化而變化，而當(dāng)溫度到達(dá)33℃時(shí)，體系的黏度開(kāi)始隨溫度升高而增加，當(dāng)溫度到達(dá)34℃后，體系黏度隨溫度升高而迅速增加，當(dāng)溫度達(dá)到38℃時(shí)，體系已基本完全凝膠化。在較窄的溫度范圍內(nèi)，凝膠黏度發(fā)生了較大的變化，說(shuō)明該體系具有較顯著的溫敏特性。

圖1　殼聚糖/β-甘油磷酸鈉溫敏性凝膠的黏度隨溫度的變化Fig.1 Temperature change on viscosity of tem peraturesensitive CS/β-GP gel

2.2殼聚糖質(zhì)量濃度對(duì)凝膠化時(shí)間的影響 殼聚糖質(zhì)量濃度對(duì)殼聚糖/β-甘油磷酸鈉體系在34℃下的凝膠化時(shí)間影響見(jiàn)圖2。隨著殼聚糖質(zhì)量濃度由0.5%增加到2%，體系凝膠化時(shí)間由10 min減少至3.5 min，說(shuō)明體系凝膠化時(shí)間隨殼聚糖質(zhì)量濃度在一定范圍內(nèi)的增加而減少。

2.3殼聚糖/β-甘油磷酸鈉配比對(duì)凝膠化時(shí)間及凝膠黏度的影響 殼聚糖/β-甘油磷酸鈉配比對(duì)殼聚糖/β-甘油磷酸鈉體系在34℃下的凝膠化時(shí)間及凝膠黏度的影響見(jiàn)圖3。隨著體系中β-甘油磷酸鈉相對(duì)含量在一定范圍內(nèi)的增加，由殼聚糖/β-甘油磷酸鈉體積比為7∶1變化到5∶1時(shí)，體系凝膠化時(shí)間由6 min減少至3 min，凝膠黏度也由2.2 Pa·s增加到6 Pa·s。當(dāng)原位凝膠黏度達(dá)到5 Pa·s時(shí)，凝膠較稠，流動(dòng)性較小，在鼻腔中黏附性較好，適合鼻腔給藥［9］。殼聚糖/β-甘油磷酸鈉體積比為6∶1時(shí)凝膠化時(shí)間較短，凝膠黏度也符合要求，故選殼聚糖/β-甘油磷酸鈉體積比6∶1作為凝膠體系的配比。

圖2　殼聚糖質(zhì)量濃度對(duì)凝膠化時(shí)間的影響Fig.2 Effect of CS mass concentration on the gelation time

圖3　殼聚糖/β-甘油磷酸鈉配比對(duì)凝膠化時(shí)間及凝膠黏度的影響Fig.3 Effect of CS/β-GP ratio on the gelation time and the gel viscosity

2.4體系pH對(duì)凝膠化時(shí)間的影響 體系pH對(duì)殼聚糖/β-甘油磷酸鈉體系在34℃下的凝膠化時(shí)間影響見(jiàn)圖4。體系pH較低時(shí)，凝膠化時(shí)間較長(zhǎng)，當(dāng)pH值由6.5增加到7.1時(shí)，凝膠化時(shí)間由90 min減少至4 min，而當(dāng)pH增加到7.2時(shí)，有殼聚糖沉淀析出。

2.5溫度對(duì)凝膠化時(shí)間的影響 溫度對(duì)殼聚糖/β-甘油磷酸鈉體系凝膠化時(shí)間影響見(jiàn)圖5。隨著溫度的升高，體系凝膠化的時(shí)間明顯減少。在4℃，25℃時(shí)，體系為可自由流動(dòng)的液體狀態(tài)，60 min內(nèi)沒(méi)有形成凝膠；而當(dāng)溫度達(dá)到32℃之后，體系凝膠時(shí)間隨著溫度的升高而減少，34℃后可在4 min內(nèi)快速凝膠化。

圖4　pH對(duì)凝膠化時(shí)間的影響Fig.4 Effect of pH value on the gelation time

圖5　溫度對(duì)凝膠化時(shí)間的影響Fig.5 Effect of tem perature on the gelation time

2.6載藥凝膠的累積釋放度測(cè)定 氫溴酸東莨菪堿原藥及載藥凝膠的累積釋放曲線見(jiàn)圖6。氫溴酸東莨菪堿原藥在1 h內(nèi)累積釋放度為93%，2 h達(dá)到98%；載藥凝膠在釋放初期，藥物釋放速度較快，而后變得緩慢，10 h內(nèi)累積釋放度為71%，之后釋放速度下降，曲線漸漸平坦。數(shù)據(jù)分別用零級(jí)動(dòng)力學(xué)方程、一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和Higuchi方程等數(shù)學(xué)模型擬合，以一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合度最佳，r為0.991 5。

圖6　載藥凝膠的累積釋放度Fig.6 Cumulative release of the drug-loaded gel

3　討論

殼聚糖是一類(lèi)帶正電荷的直鏈多糖，富含氨基和羥基，可形成氫鍵，在酸性溶液中殼聚糖上的堿性氨基能夠質(zhì)子化，使殼聚糖分子鏈間帶同種電荷而相互排斥。β-甘油磷酸鈉為弱堿性化合物，結(jié)構(gòu)中存在羥基和磷酸根負(fù)離子。由殼聚糖和β-甘油磷酸鈉的分子結(jié)構(gòu)可知，二者在水溶液中主要存在3類(lèi)相互作用［10-12］：一是靜電作用，如殼聚糖鏈間的靜電斥力、殼聚糖的氨基與β-甘油磷酸鈉的磷酸根間的靜電引力等；二是氫鍵作用，如殼聚糖鏈間的氫鍵、殼聚糖鏈與水之間的氫鍵作用以及β-甘油磷酸鈉的甘油部分與水之間的氫鍵作用等；三是殼聚糖鏈間的疏水作用。

殼聚糖溶解在酸性溶液中，當(dāng)加入β-甘油磷酸鈉后，由于β-甘油磷酸鈉的弱堿性，使氨基去質(zhì)子化，殼聚糖鏈間的靜電斥力減小，殼聚糖鏈間作用力增強(qiáng)；同時(shí)殼聚糖與β-甘油磷酸鈉間也有靜電作用，但在室溫時(shí)由于殼聚糖與水之間的強(qiáng)的氫鍵作用而使殼聚糖/β-甘油磷酸鈉體系仍保持溶液狀態(tài)。但當(dāng)溫度升高時(shí)，β-甘油磷酸鈉的甘油部分與水之間的氫鍵作用增強(qiáng)、而殼聚糖鏈與水間的氫鍵作用減弱，同時(shí)殼聚糖與β-甘油磷酸鈉間的靜電作用增強(qiáng)，殼聚糖疏水作用也增強(qiáng)，導(dǎo)致殼聚糖/β-甘油磷酸鈉溶液凝膠化［13］。

在β-甘油磷酸鈉質(zhì)量濃度一定時(shí)，殼聚糖質(zhì)量濃度越大，殼聚糖鏈間的氫鍵作用和殼聚糖整體的疏水作用就越強(qiáng)，殼聚糖/β-甘油磷酸鈉溶液在相同的時(shí)間內(nèi)凝膠化的溫度就會(huì)越低。當(dāng)殼聚糖質(zhì)量濃度一定，本身為弱堿性的β-甘油磷酸鈉質(zhì)量濃度相對(duì)增大時(shí)，使殼聚糖主鏈上的電荷密度降低，游離出更多的胺基，導(dǎo)致殼聚糖鏈間靜電斥力減弱；同時(shí)殼聚糖與β-甘油磷酸鈉間的靜電引力也增大，而使得殼聚糖/β-甘油磷酸鈉溶液凝膠化時(shí)間減少。

pH對(duì)凝膠化也有影響［14］。一定的pH范圍內(nèi)，升高殼聚糖/β-甘油磷酸鈉體系的pH，溶液中質(zhì)子減少，則游離氨基多，殼聚糖鏈間靜電斥力減小，分子鏈間氫鍵作用增強(qiáng)，使殼聚糖/β-甘油磷酸鈉在34℃時(shí)的凝膠化時(shí)間也減少。當(dāng)pH≥7.2時(shí)，殼聚糖鏈上的電荷密度進(jìn)一步減少，鏈間的靜電斥力進(jìn)一步降低，使殼聚糖疏水作用和氫鍵引力相對(duì)提高，β-甘油磷酸鈉從殼聚糖鏈間被擠出而出現(xiàn)沉淀。故選擇殼聚糖/β-甘油磷酸鈉體系pH 7.1。

本實(shí)驗(yàn)中體積配比為6∶1的殼聚糖/β-甘油磷酸鈉體系常溫時(shí)可長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)保持液相，當(dāng)溫度升高至34℃時(shí)，凝膠化時(shí)間為4 min，該凝膠溫度和鼻腔溫度33～35℃相近。殼聚糖和β-甘油磷酸鈉均具有良好的生物相容性，以氫溴酸東莨菪堿為模型藥物，制備得到的載藥凝膠測(cè)定其釋放度，結(jié)果表明，氫溴酸東莨菪堿鼻用原位凝膠釋放符合一級(jí)釋藥方程。在之后的實(shí)驗(yàn)中，可對(duì)載藥凝膠的透皮吸收規(guī)律、添加劑的選擇、對(duì)鼻纖毛的毒副作用和藥效學(xué)等方面進(jìn)行考察，為氫溴酸東莨菪堿的鼻腔制劑的進(jìn)一步研究提供依據(jù)。

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Preparation of tem perature-sensitive nasal in situ gel of scopolam ine hydrobrom ide

LIMei-yan， LIN Yu*， OUYANG Xue， ZHENG Xin
（Chongqing Medical Uniυersity，Chongqing 400016，China）

AIM To prepare temperature-sensitive nasal in situ gel containing scopolamine hydrobromide. METHODS In situ gel containing differentmass concentration ratios of chitosan andβ-glycerophosphate were prepared under the condition of different pH values，and their gelation time，viscosity changes and the cumulative release weremeasured.RESULTS The in situ gel viscosity reached 5 Pa·s in the condition with pH valued 7.1，and volume ratio of 2%chitosan and 56%β-glycerophosphate reached 6∶1.Meanwhile，the gelation time after its initial gelation at34℃in the previouslymentioned condition tended to be shorterwith the temperature elevation，and increasement inmass concentration of chitosan，contentofβ-glycerophosphate and pH value rising from 6.5 to 7.2.When scopolamine hydrobromide asmodel drugwas loaded to temperature-sensitive gel，its cumulative release amounted to 71%in 10 h，and the release curve was in conformity to the first-order kinetic equation. CONCLUSION Temperature-sensitive in situ gel containing scopolamine hydrobromide，formed by chitosan andβ-glycerophosphate，shows sustained-release effectand therefore is suitable for the preparation of nasal formulation.

chitosan（CS）；β-glycerophosphate（β-GP）；temperature-sensitive gel；scopolamine hydrobromide；sustained-release

R944

A

1001-1528（2015）03-0517-05

10.3969/j.issn.1001-1528.2015.03.012

2014-11-13

李美燕（1989—），女，碩士生，主要從事中藥制劑研究與開(kāi)發(fā)、中藥制劑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及中藥化學(xué)成分的研究。Tel：15025373975，E-mail：358674706@qq.com

林 於（1958—），女，教授，主要從事中藥制劑研究與開(kāi)發(fā)、中藥制劑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及中藥化學(xué)成分的研究。Tel：13452905223，E-mail：747746856@qq.com