王秀麗,李士遠(yuǎn),王鵬龍,曲昌海,阮婧華
(北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院,北京 100102;2.貴陽中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院,貴州 貴陽 550001)
抗癌先導(dǎo)物T-OA(3β-羥基齊墩果烷-12-烯-28-?;?3,5,6-三甲基吡嗪基-2-甲酯)是以臨床常用抗腫瘤復(fù)方中的活性成分——齊墩果酸與四甲基吡嗪為原料,利用化學(xué)拼合原理,設(shè)計(jì)并合成的化學(xué)實(shí)體,分子式為C38H58N2O3,分子量為590.44。T-OA是具有結(jié)構(gòu)新穎和多靶點(diǎn)特性于一體的化學(xué)結(jié)構(gòu),現(xiàn)已注冊國家專利。研究表明,T-OA能較顯著的抑制多種腫瘤細(xì)胞的增殖,防止肝癌轉(zhuǎn)移肺細(xì)胞株LM3的侵襲,并且能夠誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡,對正常細(xì)胞毒性較低;能明顯抑制CAM模型新生血管增生;對S180小鼠肉瘤的生長有顯著抑制活性,抑制率達(dá)到50%;該藥物安全性高,毒性小[1-5]。初步的藥代動力學(xué)研究結(jié)果顯示,由于T-OA的溶解性差,幾乎不溶于水,影響藥物吸收的速度和程度,其口服生物利用度小于10%,阻礙了藥物的臨床開發(fā)與應(yīng)用。
脂質(zhì)體作為藥物載體具有靶向性、細(xì)胞親和性與組織相容性,提高藥物穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。脂質(zhì)體制備時用的磷脂等材料可生物降解,對機(jī)體無毒,故本實(shí)驗(yàn)嘗試把抗癌先導(dǎo)物T-OA制備成脂質(zhì)體,來改善其在體內(nèi)的藥動學(xué)行為,進(jìn)而提高T-OA的生物利用度。
Waters UPLC:二元溶劑管理系統(tǒng)、在線脫氣機(jī)、自動進(jìn)樣器、 PDA 檢測器( Waters公司,美國);Sartorius BS 110S型電子分析天平(北京賽多利斯科學(xué)儀器有限公司);超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);DW-86L626 型超低溫保存箱(青島海爾特種電器有限公司);FD-1C-50冷凍干燥機(jī)(北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司);Zetasize Nano ZS 納米粒度儀(英國Malvern 公司);G16型醫(yī)用高速離心機(jī)(白洋離心機(jī)廠)。
抗癌先導(dǎo)物T-OA樣品(北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院);抗癌先導(dǎo)物T-OA標(biāo)準(zhǔn)品(北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院);乙腈(色譜純,F(xiàn)isher Scientific );娃哈哈純凈水(杭州娃哈哈集團(tuán)有限公司);大豆磷脂(西安凱新生物科技有限公司,德國Lipoid,S-100);膽固醇(美國 Amresco);海藻糖;乳糖;Emprove 低內(nèi)毒素蔗糖(批號 K43921892)、Emprove低內(nèi)毒素甘露醇(批號:M759903247)、Emprove 低內(nèi)毒素甘氨酸(批號:VP559490329)、注射級有機(jī)溶劑(批號:DC4DF64301)均由默克化工技術(shù)(上海)有限公司提供。
色譜柱:ACQUITY UPLCTM BEH C18(1.7 μm,2.1 mm×50 mm);流動相:乙腈-水(98∶2);流速:0.4 mL·min-1;進(jìn)樣量:1 μL;樣品室溫度:4 ℃;柱溫:30 ℃;檢測波長:278 nm。
精密稱取T-OA適量,以乙腈配制成一定濃度溶液,分別取空白破乳脂質(zhì)體溶液、T-OA標(biāo)準(zhǔn)溶液、T-OA破乳脂質(zhì)體,T-OA溶液進(jìn)樣分析,考察脂質(zhì)體中的輔料在此條件下對T-OA的檢測是否有干擾。由圖1可知,磷脂、膽固醇等輔料對T-OA的檢測沒有干擾,專屬性良好。
注:A.標(biāo)準(zhǔn)品;B.含藥脂質(zhì)體;C.空白脂質(zhì)體;1. T-OA。圖1 UPLC專屬性試驗(yàn)結(jié)果
線性試驗(yàn)結(jié)果顯示在4.176 ~125.28 μg · mL-1濃度范圍內(nèi)峰面積和濃度呈良好線性關(guān)系,方程為Y=2500X-98.978,r=0.999 9。精密度和重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果的RSD分別為0.56%和0.96%,均小于2%,符合要求。24 h內(nèi)樣品穩(wěn)定性試驗(yàn)RSD為0.75%,小于2%,24 h內(nèi)穩(wěn)定性良好?;厥章试囼?yàn)結(jié)果顯示,高、中、低濃度組T-OA的平均回收率分別為101.79%、 98.89%、100.52%,處于 95%~105%之間,RSD值均小于2%,說明該方法的回收率符合要求。
本文采用冷凍干燥法[6-8]制備T-OA脂質(zhì)體,具體操作如下:稱取處方量的磷脂、膽固醇和T-OA,加適量的有機(jī)溶劑超聲溶解,得到脂質(zhì)液A;取一定量的保護(hù)劑加水超聲溶解,得到保護(hù)劑溶液B,然后將A溶液和B溶液混合,混勻后,用0.22 μm微孔濾膜過濾,分裝于西林瓶中,在-80 ℃冰箱中預(yù)凍13 h,取出放入凍干機(jī)中,凍24 h,凍干,取出即得T-OA脂質(zhì)體。
本實(shí)驗(yàn)采用低速離心法[9]測定T-OA脂質(zhì)體的包封率。取一定體積的脂質(zhì)體,低轉(zhuǎn)速條件下離心,精密移取上清液0.1 mL加適量乙腈超聲破乳,UPLC測定藥物含量為W1,另精密移取脂質(zhì)體混懸液0.1 mL加適量乙腈超聲破乳,UPLC測定藥物含量為W2,包封率(Encapsulation efficiency,EE)計(jì)算公式:
EE(%)=W1/W2×100%
(1)
以包封率和粒徑為評價指標(biāo),考察磷脂與膽固醇的比例、藥脂比例(藥物與脂質(zhì)材料的質(zhì)量比)、凍干保護(hù)劑的種類、糖脂比例以及有機(jī)溶劑與水的比例等因素對T-OA脂質(zhì)體的影響,進(jìn)而選出較佳的制備處方。
3.3.1 磷脂與膽固醇的比例對T-OA脂質(zhì)體的影響 固定其他因素,將磷脂與膽固醇的比例設(shè)置成4∶1、6∶1和8∶1三個水平,按照3.1項(xiàng)下的方法制備脂質(zhì)體,以包封率和粒徑為指標(biāo),選出較佳的磷脂與膽固醇比例。
3.3.2 藥脂比例T-OA脂質(zhì)體的影響 固定其他因素,將藥脂比例設(shè)置成1∶6、1∶8和1∶10三個水平,按照3.1項(xiàng)下的方法制備脂質(zhì)體,以包封率和粒徑為指標(biāo),選出較佳的藥脂比例。
3.3.3 保護(hù)劑種類對T-OA脂質(zhì)體的影響 固定其他因素,選用不同的凍干保護(hù)劑,按照3.1項(xiàng)下的方法制備脂質(zhì)體,以包封率和粒徑為指標(biāo),選出最佳的保護(hù)劑種類。
3.3.4 糖脂比例對T-OA脂質(zhì)體的影響 固定其他因素,將糖脂比例設(shè)成5∶1、6∶1和7∶1三個水平,按照3.1項(xiàng)下的方法制備脂質(zhì)體,以包封率和粒徑為指標(biāo),選出較佳的藥脂比例。
3.3.5 有機(jī)溶劑與水的比例T-OA脂質(zhì)體的影響 固定其他因素,將有機(jī)溶劑與水的比例設(shè)置成1∶5、1∶3和1∶1三個水平,按照3.1項(xiàng)下的方法制備脂質(zhì)體,以包封率和粒徑為指標(biāo),選出較佳的有機(jī)溶劑與水的比例。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示,根據(jù)粒徑和包封率的數(shù)據(jù),選擇磷脂和膽固醇的比例為8∶1。
表1 磷脂與膽固醇比例篩選
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示,根據(jù)粒徑和包封率的數(shù)據(jù),選擇藥脂比例1∶10。
表2 藥脂比例篩選
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示,根據(jù)粒徑和包封率數(shù)據(jù),選出的保護(hù)劑為海藻糖。
表3 保護(hù)劑種類的篩選
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示,根據(jù)粒徑和包封率數(shù)據(jù),最終選擇糖脂比例為6∶1。
表4 糖脂比例篩選
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5所示,根據(jù)粒徑和包封率數(shù)據(jù),選擇有機(jī)溶劑與水的比例為1∶3。
表5 有機(jī)溶劑和水比例篩選
綜上,以包封率和粒徑為評價指標(biāo),采用單因素實(shí)驗(yàn)篩選出的較佳處方為磷脂與膽固醇的比例為8∶1,藥脂比例為1∶10,糖脂比例為6∶1,有機(jī)溶劑與水的比例為1∶3,保護(hù)劑為海藻糖。
按照選出的處方制備3批T-OA脂質(zhì)體,并測定其粒徑和包封率,計(jì)算實(shí)際值與預(yù)測值之間的偏差,結(jié)果顯示偏差小于5%,說明單因素實(shí)驗(yàn)篩選得到的工藝條件參數(shù)準(zhǔn)確。
根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)篩選出的處方制備脂質(zhì)體,然后用Zetasize Nano ZS 納米粒度儀測定粒徑和Zeta 電位。
T-OA為脂溶性藥物,幾乎不溶于水,需選擇一定的增溶介質(zhì)。有資料研究表明[3,10],適當(dāng)濃度的十二烷基硫酸鈉和吐溫80對T-OA有一定的增溶作用,且十二烷基硫酸鈉的增溶效果較好,故選擇0.5%十二烷基硫酸鈉作為T-OA的體外釋放介質(zhì)。
精密平行吸取脂質(zhì)體、同濃度的T-OA混懸液(T-OA經(jīng)超聲5 min后混懸分散于水中)各3份,每份3 mL置于100 mL 0.5%SDS釋放外液中,在預(yù)處理好的透析袋中加入3 mL釋放介質(zhì)后浸沒于釋放外液中, 37 ℃水浴磁力攪拌,分別于0.5、1、2、3、4、6、8、10、12、24、30、36 h從透析袋內(nèi)吸取2 mL釋放介質(zhì)(同時補(bǔ)加等量,同溫的釋放介質(zhì)),測定T-OA的含量,計(jì)算藥物的累計(jì)釋放百分率并進(jìn)行模型擬合。
根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)采用篩選出的處方制備脂質(zhì)體,分別于凍干當(dāng)天,凍干后放置7 d,放置14 d,放置28 d測定其粒徑和包封率。
根據(jù)選出的處方制備脂質(zhì)體,測得的粒徑、電位結(jié)果見圖2、圖3。
圖2 T-OA脂質(zhì)體粒徑分布圖
圖3 T-OA脂質(zhì)體Zeta電位結(jié)果
如圖4所示,脂質(zhì)體中藥物的累計(jì)釋放率比原藥的高,T-OA體外釋放曲線符合Weibull方程,r=0.9895 。
圖4 體外釋放結(jié)果
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表6所示,從粒徑和包封率可以看出,隨著放置時間的延長,T-OA脂質(zhì)體的粒徑有所增大,但是粒徑仍小于250 nm;包封率有所減小,但仍大于90%,說明凍干脂質(zhì)體在一個月內(nèi)是相對穩(wěn)定的。
表6 定性試驗(yàn)結(jié)果
由于抗癌先導(dǎo)物T-OA溶解性差,幾乎不溶于水,影響藥物吸收的速度和程度,其口服生物利用度低,阻礙了藥物的臨床開發(fā)與應(yīng)用。脂質(zhì)體的磷脂雙分子層,使其具有細(xì)胞親和性與組織相容性,同時,難溶性藥物能夠以分子狀態(tài)存在于磷脂雙分子層,因此,將難溶性藥物包載于脂質(zhì)體能夠促進(jìn)其釋放、吸收。本文的釋放結(jié)果也很好地證明了將T-OA包載于脂質(zhì)體能夠促進(jìn)其釋放。
筆者同時也對T-OA脂質(zhì)體的口服藥代動力學(xué)進(jìn)行了考察,并對T-OA的腸淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)情況進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,T-OA脂質(zhì)體口服給藥后,由于血漿樣品中藥物含量小于最低檢測限,無法在血漿樣品中檢測到T-OA。但在淋巴樣品中能夠檢測到T-OA,且脂質(zhì)體組藥物在淋巴中的累積轉(zhuǎn)運(yùn)量顯著高于T-OA混懸液給藥,因?yàn)橹|(zhì)體的脂性結(jié)構(gòu)有助于增加T-OA 口服后的腸淋巴轉(zhuǎn)運(yùn),促進(jìn)T-OA吸收(另文發(fā)表)。
脂質(zhì)體制備的方法有很多,常用的是薄膜分散法,但存在制備工藝繁瑣、不適合工業(yè)放大、液態(tài)產(chǎn)品不穩(wěn)定等問題。而冷凍干燥法[11]是一種低溫下物質(zhì)干燥的過程,優(yōu)點(diǎn):(1)能減少揮發(fā)性成分及受熱變性成分(如磷脂)的損失;(2)干燥后體積、形狀基本不變,復(fù)溶性好;(3)能保護(hù)易氧化的物質(zhì);(4)能提高穩(wěn)定性,延長保存時間。故本實(shí)驗(yàn)選擇用冷凍干燥法制備T-OA脂質(zhì)體。
單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,磷脂與膽固醇的比例、有機(jī)溶劑與水的比例對T-OA脂質(zhì)體的包封率和粒徑結(jié)果影響較大,其次是凍干保護(hù)劑、藥脂比例、糖脂比例等因素。海藻糖[12]為葡萄糖的非還原雙糖,在本實(shí)驗(yàn)中被選為凍干保護(hù)劑,它最明顯的性質(zhì)為在無水條件下有保護(hù)生物膜的能力。海藻糖是通過氫鍵與磷脂膜的極性基團(tuán)結(jié)合起來穩(wěn)定脫水的膜,有效地取代了在極性基團(tuán)周圍的殘余水分,這種“水置換”改變了凍干脂質(zhì)體膜組成的物理性質(zhì),闡明了缺少水的穩(wěn)定性。但過量的凍干保護(hù)劑在凍干過程中會促進(jìn)脂質(zhì)體顆粒的聚集,使粒徑和離散度均有一定增大,選用適當(dāng)?shù)膬龈杀Wo(hù)劑可提高包封率數(shù)據(jù),最終選擇的糖脂比為6∶1。
本研究采用冷凍干燥法制備的T-OA脂質(zhì)體包封率較高,提高了T-OA的溶解度,且建立了精密度、重復(fù)性、穩(wěn)定性均良好的T-OA含量測定方法。使用冷凍干燥法制備T-OA脂質(zhì)體,以包封率及粒徑為指標(biāo),應(yīng)用單因素法進(jìn)行處方優(yōu)化。最終確定的最佳處方為磷脂與膽固醇比例為8∶1,藥脂比例為1∶10,糖脂比例為6∶1,有機(jī)溶劑與水比例為1∶3,凍干保護(hù)劑為海藻糖。此制備工藝簡單,重現(xiàn)性及穩(wěn)定性較好,適合工業(yè)放大生產(chǎn),所得脂質(zhì)體粒徑均一,大小在200 nm左右,包封率為93.24%;體外釋放結(jié)果顯示T-OA脂質(zhì)體的累積釋放度比T-OA混懸液高,釋放曲線符合Weibull方程。