李鳴明,侯維敏,宮蕾,詹世平
(大連大學環(huán)境與化工學院,遼寧大連 116002)
尼群地平作為一種二氫吡啶類鈣通道阻滯劑,是具有良好持久降壓能力和血管擴張作用的藥物之一[1]。在物理性質(zhì)方面,尼群地平最顯著的特征是不溶于水,該性質(zhì)導致其在醫(yī)學市場上的利用率不高,并且還伴有血藥濃度波動大、服用較頻繁等缺點。制備尼群地平載藥微球,利用對特定器官、組織的靶向性和藥物的緩釋性來降低毒副作用,提高尼群地平的生物利用度,可使藥物的釋放達到較為理想的效果[2-3]。
殼聚糖作為藥物載體,除了無毒和優(yōu)良的生物相容性外,還具有很多優(yōu)點:(1)殼聚糖分子鏈上聚集很多功能豐富的基團,可用吸附或包裹的方式運載不同藥物;(2)殼聚糖是天然多糖中唯一的堿性多糖,來源豐富;(3)殼聚糖分子鏈上含有豐富的多糖鏈,能被特異組織或器官所識別,達到靶向定位釋放的效果[4-5]。明膠是由18種氨基酸組成的蛋白質(zhì)大分子,兼具蛋白質(zhì)和高分子材料的雙重特性。明膠由于具有大量不同種類的活性官能團,具備了各種交聯(lián)及目標配位改性的可能,在生物醫(yī)學領域得到了廣泛的應用[6]。明膠與殼聚糖分子間相互作用力強,易于成球。兩者共混后化合物的物理及化學特性可以實現(xiàn)協(xié)同增效的目的,使殼聚糖的分子鏈排列規(guī)則整齊,明膠剛性強度增大;同時微球成球性能突出,表面光滑無皺褶,且力學性能得到很好的提升,使藥物的保存及緩釋得到整體的改善。
本文以尼群地平為模型藥物,以殼聚糖及明膠為載體材料,采用乳化交聯(lián)及丙酮浸泡載藥制備載尼群地平殼聚糖/明膠微球,并對其載藥量和緩釋性能進行了研究,為研制尼群地平微球提供參考。
尼群地平(醫(yī)藥級,西安瑞林生物科技有限公司);殼聚糖(Mw=20w,分析純,天津市凱信化學工業(yè)有限公司);明膠(分析純,天津市科密歐化學試劑有限公司);二氯甲烷(分析純,天津市科密歐化學試劑有限公司);液體石蠟(分析純,天津市科密歐化學試劑有限公司);丙酮(分析純,天津市凱信化學工業(yè)有限公司);戊二醛(分析純,天津市科密歐化學試劑有限公司);Span-80(分析純,天津市科密歐化學試劑有限公司);數(shù)字恒溫水浴鍋DF-101D(鞏義市予華儀器有限責任公司);掃描電鏡(SU3500,日立高科技有限公司);紫外分光光度計(UV2100,美國UNICO)。
將0.45 g殼聚糖溶于10 mL醋酸溶液中(體積分數(shù)3%),稱取1.00 g明膠溶于10 mL 70 ℃蒸餾水中,待殼聚糖和明膠充分溶解后,室溫下用磁力攪拌器將兩者混合均勻。量取80 mL液體石蠟并加入2 mL乳化劑span-80,55 ℃下恒溫攪拌15 min中后加入殼聚糖明膠混合溶液,繼續(xù)攪拌15 min形成穩(wěn)定的混合溶液。在室溫下繼續(xù)攪拌45 min后分兩次加入12.5%(體積分數(shù))的交聯(lián)劑戊二醛,每次間隔10 min,使微球固化。加入90 mL丙酮攪拌10 min,使微球脫水。2 000 r/min下離心15 min后,用丙酮潤洗兩次,再用異丙醇潤洗,離心后于干燥箱中干燥得到空白微球。
采用丙酮浸泡載藥法制備載藥微球,尼群地平溶于90 mL丙酮中攪拌30 min后,將制備好的殼聚糖/明膠空白微球浸泡在溶有藥物的介質(zhì)溶液中,離心后經(jīng)干燥得到載藥微球。
在考察單因素試驗的基礎上,選取對微球質(zhì)量與載藥量影響較為顯著的四個因素作為考察對象,即乳化時間(A)、乳化劑span-80用量(B)、尼群地平用量(C)及殼聚糖與明膠濃度比(D),采用L9(43)正交試驗,試驗設計見表1,以尼群地平吸附量作為評價指標,優(yōu)化制備條件,乳化溫度55 ℃。
表1 因素設計表
準確稱取定量(20 mg)載藥微球,用適量二氯甲烷(DCM)溶解,加入pH為6.86的磷酸鹽緩沖溶液(PBS),將溶液置于水浴中45℃加熱并攪拌,等待二氯甲烷完全揮發(fā),將溶液經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過濾后,于236 nm處測濾液的吸光值。通過尼群地平的標準曲線計算濃度。載藥量按式(1)計算。
將掃描樣品進行噴金處理后進行電鏡掃描,觀察樣品的形貌及粒徑。
藥物緩釋微粒的體外釋放性能由其在磷酸緩沖液(PBS,pH6.86)中的藥物溶出量表征[7]。精確稱量20 mg載藥微球后置于透析袋中,放在10 mL磷酸緩沖液中,在37.0 ℃水平恒溫振蕩器中振蕩,設3組平行樣,每次測量取1 mL并補充相同體積緩沖液,所取的溶液用紫外分光光度計于236 nm處測定吸光度,重復取樣測定,繪制時間-累積釋放率的藥物釋放曲線。
用紫外吸收法測定尼群地平,制作標準曲線。用測得的吸光度對濃度回歸,作標準曲線和計算回歸方程。結(jié)果如圖1所示。由圖1可以看出,標準曲線的方程為C=1.00037+14.05365A,其中C為尼群地平的質(zhì)量濃度(μg/mL),A為吸光度,R=0.9997,尼群地平在3~25 μg有良好的線性關系。
圖1 尼群地平的標準曲線
對載藥微粒的制備工藝條件進行正交試驗優(yōu)化。正交試驗結(jié)果如表2所示。以吸附藥量為評判標準,由表2正交試驗結(jié)果可知,乳化時間(A)、乳化劑span-80用量(B)、尼群地平用量(C)及殼聚糖與明膠濃度比(D)四個因素對載藥量的影響RB>RC>RA>RD,因此在微粒的制備過程中,影響因素最大的是乳化劑用量,其他影響因素排序依次為尼群地平用量、乳化時間和殼聚糖明膠濃度比。試驗最佳組合為第8組,即A3B2C1D3,制備條件為乳化時間18 min、乳化劑用量4 mL、尼群地平0.025 g、殼聚糖明膠濃度比為1∶4,乳化溫度55 ℃,交聯(lián)劑戊二醛用量12.5%(體積分數(shù),在此條件下,尼群地平吸附量為6.404 mg,載藥微粒載藥量為32.02%。
用掃描電鏡對殼聚糖/明膠空白微球及載尼群地平殼聚糖/明膠微球(第8組)進行形貌表征觀察,結(jié)果如圖2a、2b所示。圖2a可以看出,微球表面光滑圓潤,成球性良好,粒徑多分布在1~10μm。圖2b可以看出,載藥微粒成球狀,形態(tài)比較均勻,表面光滑無褶皺,粒徑分布在4~28 μm。
表2 載藥微球制備最佳工藝條件正交試驗結(jié)果
圖2 SEM表征
載藥微粒在PBS溶液中的累積釋放曲線如圖3所示。由圖3可知,載藥微粒的釋藥前期出現(xiàn)了一定程度的突釋現(xiàn)象。在5 h時,累積釋藥量達到80%,后階段釋放很緩慢,趨于平緩,10 h基本釋放完全,由此可見載尼群地平殼聚糖/明膠微球具備明顯的緩釋性能。
圖3 載藥微粒在PBS溶液中的釋放曲線
采用乳化交聯(lián)法制備殼聚糖/明膠空白微球,并用丙酮浸泡載藥/常溫干燥法制備載尼群地平殼聚糖/明膠微球。通過正交試驗確定了最佳制備工藝條件:乳化時間為18 min、乳化劑用量為4 mL、尼群地平為0.025 g、殼聚糖明膠濃度比為1∶4、乳化溫度 55 ℃、交聯(lián)劑戊二醛用量12.5%(體積分數(shù)),在此條件下,尼群地平吸附量為6.404 mg,載藥微粒載藥量為32.02%??瞻孜⑶蚣拜d藥微球均為完整球形,光滑,均勻。載藥微粒在PBS緩沖溶液中5h累積釋藥量為80%,體外釋藥性能表明微粒具有明顯的緩釋作用。