陳 蓓,陳春燕,高惠靜,王建華,趙 軍(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院藥學(xué)部,烏魯木齊 830011)
阿苯達唑納米脂質(zhì)體凍干粉的制備及性質(zhì)考察Δ
陳 蓓*,陳春燕,高惠靜,王建華,趙 軍#(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院藥學(xué)部,烏魯木齊 830011)
目的:制備阿苯達唑納米脂質(zhì)體凍干粉并對其性質(zhì)進行考察。方法:利用冷凍干燥法制備阿苯達唑納米脂質(zhì)體凍干粉,以粒徑、包封率聯(lián)合外觀、再分散性為指標(biāo),采用單因素試驗聯(lián)合正交試驗篩選凍干處方工藝。考察凍干前、后脂質(zhì)體的形態(tài)學(xué)變化、粒徑、Zeta電位、水分含量、4℃下12個月的穩(wěn)定性。結(jié)果:采用外加凍干保護劑的總量為10%,其中葡萄糖-海藻糖-甘露醇配比為1.0∶1.0∶3.0,以速凍的方式,于-35℃冰箱預(yù)凍18 h,冷凍干燥48 h獲得凍干粉。與凍干前比較,凍干后脂質(zhì)體形態(tài)未發(fā)生明顯變化,可見清晰的磷脂雙分子層膜結(jié)構(gòu);凍干前、后脂質(zhì)體的粒徑分別為(208.63±1.04)、(223.04±2.02)nm,Zeta電位分別為 (-15.6±0.04)、(-19.4±0.06)mV,包封率分別為(94.62±0.49)%、(91.10±0.46)%(n=3);與脂質(zhì)體比較,脂質(zhì)體凍干粉在4℃下12個月較穩(wěn)定。結(jié)論:成功制得阿苯達唑納米脂質(zhì)體凍干粉,其穩(wěn)定性優(yōu)于阿苯達唑納米脂質(zhì)體,凍干工藝可行。
阿苯達唑;納米脂質(zhì)體;凍干粉;粒徑;包封率;穩(wěn)定性;正交試驗
包蟲病是一種嚴(yán)重危害人畜健康的寄生蟲病,新疆是包蟲病高發(fā)區(qū)。阿苯達唑(Albendazole,ABZ)是世界衛(wèi)生組織(WHO)推薦抗包蟲的主要藥物之一,但是因其水溶性差、腸道吸收不好、生物利用度不高,嚴(yán)重影響了其療效[1]。ABZ納米脂質(zhì)體(NL-ABZ)是針對上述問題而研究的一種新型給藥系統(tǒng)。NL-ABZ的處方包含0.5%~1.0%阿苯達唑、1.0%~3.0%卵磷脂、0~0.3%苯甲酸鈉、0~0.02%抗氧劑和0.7%~0.9%氯化鈉溶液,平均粒徑為200 nm,制備工藝為微射流高壓均質(zhì)工藝。大鼠預(yù)實驗結(jié)果表明,與普通ABZ脂質(zhì)體(L-ABZ)相比,NL-ABZ的生物利用度顯著提高。然而液態(tài)的納米脂質(zhì)體混懸液的物理化學(xué)穩(wěn)定性差,磷脂也易水解氧化,并且藥物也容易泄漏,且粒子的聚集導(dǎo)致粒徑變大[2],是其應(yīng)用于臨床的主要局限。真空冷凍干燥技術(shù)制備凍干脂質(zhì)體是目前解決液態(tài)脂質(zhì)體不能長期儲存、提高脂質(zhì)體穩(wěn)定性的最佳方法。凍干制劑特有的疏松多孔結(jié)構(gòu),可以使藥物易于重新復(fù)溶而恢復(fù)活性;而且凍干制劑含水量低,易長期穩(wěn)定保存,可以有效避免脂質(zhì)體以水溶液方式貯存導(dǎo)致的易氧化、水解、聚集、分層、滲漏等問題[3-5]。本研究擬制備NL-ABZ凍干粉,優(yōu)化凍干處方工藝,并考察凍干制劑的理化性質(zhì)和穩(wěn)定性。
1.1 儀器
FDU-1100冷凍干燥機(東京理化器械株式會社);ZEN3690激光粒度分布儀(英國馬爾文公司);JSM-1230透射電子顯微鏡(日本電子株式會社);HS153梅特勒水分測定儀(瑞士Mettler Toledo公司)。
1.2 藥品與試劑
ABZ原料藥(廣西桂林南藥股份有限公司,批號:M-D60605,純度:99%);大豆磷脂Epikuron 200(德國Lucas Meyer Gmbh公司);0.9%氯化鈉注射液(國藥集團新疆制藥有限公司,批號:20130122);葡萄糖(天津市盛奧化學(xué)試劑有限公司,批號:20120618);麥芽糖(上海藍季科技發(fā)展有限公司,批號:20120812);海藻糖(國藥集團化學(xué)試劑有限公司,批號:20120702);蔗糖、乳糖(天津市天新精細(xì)化工開發(fā)中心,批號:20120710、20120909);甘露醇(天津永晟精細(xì)化工有限公司,批號:20121001);木糖醇、山梨醇(天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所,批號:20121113、20120309);以上試劑均為分析純。
2.1 凍干粉評價指標(biāo)
2.1.1 粒徑 測定復(fù)溶后的納米脂質(zhì)體凍干粉粒徑,與凍干前納米脂質(zhì)體粒徑變化不大者為佳。
2.1.2 包封率 測定復(fù)溶后的納米脂質(zhì)體凍干粉包封率[6],比凍干前納米脂質(zhì)體包封率降低較少者為佳。
2.1.3 外觀 以保持原體積、飽滿、不皺縮、不塌陷、可整塊脫落但不散碎為佳。以“+++”表示松散、光滑、平整飽滿;“++”表示輕度皺縮、塌陷;“+”表示嚴(yán)重皺縮、塌陷;“-”表示不能成型。
2.1.4 再分散性 取納米脂質(zhì)體凍干粉,加入與凍干前同體積的0.9%氯化鈉注射液,振搖分散。振搖后能很快分散、無不溶顆?;驁F塊,得到均勻的納米脂質(zhì)體混懸液者為佳。以“+++”表示振搖1 min內(nèi)能復(fù)溶成均勻混懸液,無不溶顆?;驁F塊;“++”表示振搖1~3 min內(nèi)能復(fù)溶成較均勻混懸液,肉眼可見少量不溶顆粒;“+”表示振搖5 min仍不能復(fù)溶成較均勻混懸液,黏壁,肉眼可見部分不溶顆?;驁F塊。
2.2 統(tǒng)計學(xué)方法
2.3 NL-ABZ的制備
取處方量的ABZ原料藥、大豆磷脂,按質(zhì)量比1∶2混合,加入至適量冰醋酸中溶解,快速攪拌下快速加入氫氧化鈉溶液中和,調(diào)pH至6~7。置于透析袋內(nèi)以0.9%氯化鈉注射液透析,冰水浴超聲40 min,4 000 r/min(離心半徑:6 cm)離心15 min。棄上清,加苯甲酸鈉和0.9%氯化鈉注射液制得脂質(zhì)體初品,再以微射流高壓均質(zhì)處理得到NL-ABZ,規(guī)格為10 g/L。
2.4 NL-ABZ凍干工藝的考察
凍干工藝一般分為預(yù)凍、升華干燥、解析干燥3步[7]。本試驗以10%甘露醇為凍干保護劑,以粒徑和包封率為主要評價指標(biāo),以凍干樣品外觀和再分散性為輔助參考指標(biāo),分別對預(yù)凍方式、預(yù)凍溫度、預(yù)凍時間及干燥時間進行單因素考察。
2.4.1 預(yù)凍方式 預(yù)凍方式分為慢凍和速凍2種。本試驗分別考察了速凍(直接于-35℃放置18 h)、慢凍(4℃放置1 h,-18℃放置12 h,-35℃放置5 h)條件對凍干產(chǎn)品的影響。結(jié)果顯示,速凍優(yōu)于慢凍。
2.4.2 預(yù)凍溫度 根據(jù)文獻[8]報道,預(yù)凍的最低溫度至少要低于樣品共熔點以下10℃。本試驗考察了預(yù)凍溫度分別為-18、-35、-80℃時對凍干產(chǎn)品的影響。結(jié)果顯示,最適預(yù)凍溫度為-35℃。
2.4.3 預(yù)凍時間 如果預(yù)凍時間過短,在干燥階段易導(dǎo)致噴瓶,影響包封率及外觀;預(yù)凍時間過長又會增加不必要的能耗[9]。本試驗考察了預(yù)凍時間分別為12、18、24 h時對凍干產(chǎn)品的影響。結(jié)果顯示,最適預(yù)凍時間為18 h。
2.4.4 干燥時間 干燥時間決定了樣品中的含水量,干燥時間不夠,樣品中含有較高的水分,外觀塌陷,復(fù)溶時極易黏壁,造成產(chǎn)品外觀和再分散性都不理想。本試驗考察了總干燥時間分別為24、36、48 h時對凍干產(chǎn)品的影響。結(jié)果顯示,最適干燥時間為48 h。
2.5 凍干保護劑的篩選
以粒徑和包封率為主要評價指標(biāo),以凍干樣品外觀和再分散性為輔助參考指標(biāo),對凍干保護劑進行篩選。2.5.1 加入方式 凍干保護劑的加入方式分為外加和內(nèi)加2種。本試驗以10%甘露醇為凍干保護劑,考察了內(nèi)加、外加對凍干產(chǎn)品的影響。結(jié)果顯示,內(nèi)加、外加方式制得的NL-ABZ凍干粉復(fù)溶后的粒徑分別為(255.30±3.32)、(251.71±2.61)nm,包封率分別為(75.90±1.18)%、(76.53±0.61)%,外觀分別為“++”“++”,再分散性分別為“++”“++”。這表明凍干保護劑的加入方式對該凍干制劑的上述指標(biāo)無明顯影響(P>0.05),但外加凍干保護劑的用量較少,便于清洗高壓均質(zhì)機,故確定采用外加方式。
2.5.2 單一凍干保護劑的篩選 固定凍干保護劑總量為10%,以不加任何凍干保護劑所制得的NL-ABZ凍干粉作為陰性對照,考察不同單一凍干保護劑(葡萄糖、麥芽糖、蔗糖、乳糖、海藻糖、甘露醇、山梨醇、木糖醇)對凍干產(chǎn)品的影響,結(jié)果見表1。
由表1可知,各種凍干保護劑單獨使用均不能達到凍干制劑的要求。綜合考察,以甘露醇、葡萄糖、海藻糖三者合用作為凍干保護劑,以期達到滿意的效果。
2.5.3 正交試驗優(yōu)選凍干保護劑 以葡萄糖(A)、海藻糖(B)、甘露醇(C)3種凍干保護劑的質(zhì)量比為因素,每個因素設(shè)3個水平,以綜合評分[(最小粒徑/平均粒徑)× 50%+(平均包封率/最大包封率)×50%]為指標(biāo),按L9(34)表設(shè)計正交試驗。因素與水平見表2,正交試驗設(shè)計與結(jié)果見表3,方差分析結(jié)果見表4。
由表3可知,對綜合評分的影響大小先后順序為A>C>B;由表4可知,A和C對綜合評分均有顯著影響(P<0.05)。綜合考慮,確定最優(yōu)凍干保護劑處方為A1B1C1,即葡萄糖-海藻糖-甘露醇(1.0∶1.0∶3.0)。為驗證上述結(jié)果的重現(xiàn)性,保證納米脂質(zhì)體凍干粉制備工藝的穩(wěn)定可行,按上述條件制備3批凍干粉進行驗證試驗。結(jié)果顯示,3批凍干粉復(fù)溶后粒徑為(223.04± 2.02)nm,包封率為(91.10±0.46)%。
2.5.4 凍干保護劑總量的考察 固定葡萄糖-海藻糖-甘露醇質(zhì)量比為1.0∶1.0∶3.0,考察凍干保護劑總量分別為4%、8%、12%、16%、20%時對凍干產(chǎn)品的影響,結(jié)果見表5。
表1 不同單一凍干保護劑對凍干粉的影響(n=3)Tab 1 Effects of different single freeze-dried protective agents on freeze-dried powder(n=3)
表2 因素與水平Tab 2 Factors and levels
表3 正交試驗設(shè)計與結(jié)果Tab 3 Design and results of orthogonal test
表4 方差分析結(jié)果Tab 4 Result of variance analysis
表5 不同總量凍干保護劑對凍干粉的影響(n=3)Tab 5 Effects of freeze-dried protective agents with different contents on freeze-dried powder(n=3)
由表5可知,當(dāng)凍干保護劑總量為10%、12%時,凍干產(chǎn)品粒徑、包封率、外觀和再分散性等指標(biāo)均為最佳??紤]到制備成本,最后確定凍干保護劑總量為10%。
綜上所述,取NL-ABZ,外加10%凍干保護劑[葡萄糖-海藻糖-甘露醇(1.0∶1.0∶3.0)],-35℃預(yù)凍18 h,干燥48 h,制得NL-ABZ凍干粉。
2.6 NL-ABZ凍干粉的性質(zhì)考察
2.6.1 形態(tài)學(xué) 取適量NL-ABZ及NL-ABZ凍干粉,加入0.9%氯化鈉注射液稀釋。用1%醋酸雙氧鈾負(fù)染法制樣,干燥后置于透射電子顯微鏡下觀察形態(tài),結(jié)果見圖1。
圖1 NL-ABZ和NL-ABZ凍干粉的電鏡圖(×7 000)Fig 1 Electron microscopy of NL-ABZ and NL-ABZ freeze-dried power(×7 000)
由圖1可見,NL-ABZ外觀圓整、大小均一,可清晰觀察到磷脂雙分子層結(jié)構(gòu)。NL-ABZ凍干粉復(fù)溶后脂質(zhì)體形態(tài)未發(fā)生明顯改變,有清晰的磷脂雙分子層膜結(jié)構(gòu)。
2.6.2 粒徑和Zeta電位 取適量NL-ABZ及NL-ABZ凍干粉,加入0.9%氯化鈉注射液稀釋,混勻后采用激光粒度分布儀測定粒徑和Zeta電位。結(jié)果顯示,NL-ABZ(凍干前)的平均粒徑為(208.63±1.04)nm,Zeta電位為(-15.60±0.04)mV;NL-ABZ凍干粉(凍干后)復(fù)溶后的平均粒徑為(223.04±2.02)nm,Zeta電位為(-19.40±0.06)mV,表明凍干前后粒徑及Zeta電位無顯著變化。NL-ABZ凍干前、后的粒徑分布見圖2,Zeta電位見圖3。
2.6.3 水分含量 采用梅特勒水分測定儀測定NL-ABZ凍干粉的含水量為3.12%(<5%),說明處方工藝可行。
2.6.4 穩(wěn)定性 以粒徑、包封率、磷脂氧化指數(shù)、ABZ含量為指標(biāo),分別考察4℃條件下NL-ABZ(凍干前)和NL-ABZ凍干粉(凍干后)12個月內(nèi)的穩(wěn)定性,結(jié)果見表6。
圖2 NL-ABZ凍干前、后的粒徑分布Fig 2 Particle size distributions of NL-ABZ before and after freeze-drying
圖3 NL-ABZ凍干前、后的Zeta電位Fig 3 Zeta potentials of NL-ABZ before and after freeze-drying
表6 4℃下12個月內(nèi)的穩(wěn)定性試驗結(jié)果(n=3)Tab 6 Results of stability test within 12 months at 4℃(n=3)
由表6可知,NL-ABZ在4℃下貯存,隨放置時間的延長,其外觀逐漸變黃,粒徑增大的幅度較大;6個月時磷脂氧化指數(shù)略超過0.2,磷脂被氧化;9個月時包封率已下降至70%以下;12個月時ABZ含量與0個月時比較顯著下降(P<0.05)。NL-ABZ凍干粉于4℃下貯存,放置12個月的外觀、粒徑、包封率、磷脂氧化指數(shù)及ABZ含量與0個月時比較均無明顯變化(P>0.05)。由此可見,凍干工藝能明顯延長NL-ABZ在4℃下的穩(wěn)定性。
糖類凍干保護劑能夠有效防止脂質(zhì)體在冷凍干燥過程中的破壞,目前主要認(rèn)為有兩大機制:玻璃化和水取代機制[10]。預(yù)凍過程中,糖類溶液作為保護劑能誘導(dǎo)玻璃態(tài)的生成,使磷脂膜免受冰晶的機械破壞,減小冰晶嵌入脂質(zhì)體雙分子層膜的概率,防止膜破裂;同時可以作為間隔基質(zhì),阻礙脂質(zhì)體粒子之間的相互融合和聚集,但本身屬于無定形保護劑,在凍干時不會有良好的外觀[11]。另一個保護機制是水取代機制。糖類作為凍干保護劑可與脂質(zhì)體中磷脂的頭部基團形成氫鍵,脫水后代替水分作為脂質(zhì)體的保護劑,保持脂質(zhì)體雙分子膜的完整性,避免包封藥物的泄漏[12]。
醇類凍干保護劑甘露醇由于自身結(jié)晶的支撐能力,容易獲得飽滿的外觀,但是結(jié)晶的形成又會對脂質(zhì)體膜造成機械破壞,導(dǎo)致脂質(zhì)體的包封率下降和粒徑的增大。
然而一個合格的脂質(zhì)體凍干粉制劑應(yīng)同時滿足兩個條件:(1)需要有玻璃態(tài)(無定形)存在,能保護脂質(zhì)體膜不受到冰晶的機械破壞作用;(2)外觀飽滿、平整、致密,有一定硬度,在升華干燥階段不會塌陷。這是兩個相互制約的方面。而本文考察的各種保護劑單獨使用也均不能同時滿足上述兩個條件,因此對所有納入的凍干保護劑進行了兩兩搭配。結(jié)果表明,將糖類與醇類聯(lián)用時,不僅能獲得良好的外觀和再分散性,復(fù)溶后的脂質(zhì)體粒徑和包封率較凍干前也無明顯變化(P>0.05),能夠獲得滿意的凍干保護效果。
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Preparation and Properties Study of Albendazole Nanoliposomes Freeze-dried Powder
CHEN Bei,CHEN Chunyan,GAO Huijing,WANG Jianhua,ZHAO Jun(Dept.of Pharmacy,the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University,Urumqi 830011,China)
OBJECTIVE:To prepare the Albendazole nanoliposomes freeze-dried power and study its properties.METHODS:Freeze-drying method was conducted to prepare Albendazole nanoliposomes freeze-dried power,using the particle size,encapsulation efficiency,appearance,redispersibility as indexes,single factor test was combined with orthogonal test to screen freeze-drying preparation technology.The morphological changes,particle size,Zeta potential,moisture content,12 months stability at 4℃before and after freeze-drying were detected.RESULTS:Plus a total content of freeze-dried protective agent was 10%,the ratio of glucose-trehalose-mannitol was 1.0∶1.0∶3.0,using quick-freeze,pre-freezing 18 h in-35℃refrigerator,dry-freezing 48 h to obtain freeze-dried powder.Compared with before freeze-drying,the freeze-dried liposomal morphology had no obvious changes,showing clear phospholipid bilayer membrane structure;the particle sizes before and after freeze-drying were(208.63±1.04)nm and(223.04±2.02)nm,Zeta potentials were(-15.6±0.04)mV and(-19.4±0.06)mV,encapsulation efficiencies were(94.62±0.49)%and(91.10±0.46)%(n=3),respectively.Compared with liposomes,liposomes freeze-dried power had good stability in 12 months at 4℃.CONCLUSIONS:Albendazole nanoliposomes freeze-dried power is prepared successfully,its stability is superior to albendazole nanoliposomes,and the freeze-drying technology is feasible.
Albendazole;Nanoliposomes;Freeze-dried powder;Particle size;Encapsulation efficiency;Stability;Orthogonal test
R943
A
1001-0408(2017)07-0967-04
2016-07-29
2016-09-15)
(編輯:鄒麗娟)
新疆重大疾病醫(yī)學(xué)重點實驗室——省部共建國家重點實驗室培育基地開放項目(No.SKLIB-XJMDR-2014-10)
*主管藥師,碩士。研究方向:藥物新制劑。電話:0991-4363438。E-mail:chenbei_lisa@163.com
#通信作者:主任藥師,碩士。研究方向:新藥研發(fā)。電話:0991-4363438。E-mail:1184888385@qq.com
DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.07.30