灯盏花素壳聚糖-海藻酸钠微囊的制备与释药机制考察

amy54321 · 发表于 2014-8-18 17:55:20

  作者：张彦青，张明春，解军波，戚务勤\

【摘要】  目的考察灯盏花素壳聚糖-海藻酸钠微囊的制备工艺和释药机制。方法采用复凝聚法制备了灯盏花素壳聚糖-海藻酸钠微囊。采用常用模型拟合探讨其药物释放机制。结果所得微囊的制备工艺简单, 大小均匀，载药量大且药物含量均匀。结论利用复凝聚法制备灯盏花素海藻酸钙微囊方法简单，药物释放机制为骨架溶蚀作用。

【关键词】  灯盏花素；制备工艺；壳聚糖-海藻酸钠微囊；释药机制

　　Studies on the Preparation Technology and Drug Release Mechanism of Breviscapine Chitosan-alginate Microcapsules

　　Abstract：ObjectiveTo investigate the preparation technology and the drug release mechanism of Breviscapine chitosan-alginate microcapsules. MethodsBreviscapine chitosan-alginate microcapsules were prepared by coacervation technology. Model-fitting were used to study the release mechanism of Breviscapine from the microcapsules.ResultsPrepared Breviscapine chitosan-alginate microcapsules has such advantages as simple technology, uniformity in diameters and drug loading. ConclusionThe preparation procedure is simple. And the release of Breviscapine can be described as matrix erosion.

　　Key words：Breviscapine;  Preparation technology;  Chitosan-alginate microcapsules;  Release mechanism

　　天然高分子多糖类物质壳聚糖和海藻酸钠具有良好的生物相容性和生物可降解性。壳聚糖作为一种阳离子聚电解质，由于壳聚糖分子链上有大量的伯氨基，海藻酸钠的分子链上有大量的羧基，所以壳聚糖和海藻酸钠可以通过正、负电荷吸引形成聚电解质膜，从而提高微囊的稳定性和载药量，并可调节药物释放速度等［1～3］。灯盏花素是由灯盏细辛中提取的黄酮类成分，主要为灯盏花甲素和灯盏花乙素，其中灯盏花乙素含量占95%以上，灯盏花乙素的结构为4',5,6三羟基黄酮7葡糖醛酸苷。灯盏花素可降低脑血管阻力，增加脑血流。灯盏花素临床主要用于治疗冠心病、心绞痛、心肌缺血损伤及脑血栓形成等。尽管灯盏花素临床疗效较好，但化学稳定性差、生物利用度低、血浆半衰期很短等缺点［4～6］，限制了临床应用。为了提高其稳定性和生物利用度，本文通过复凝聚法制备了灯盏花素壳聚糖-海藻酸钠微囊。此外药物释放动力学一直是药物制剂研究的重要课题，而利用一定的已知模型对释药过程进行拟合，是释药机制研究的常用方法，故本文利用常用模型拟合探讨其释药机制。

　　1  器材

　　灯盏花素对照品(中国药品生物制品检定所)；灯盏花素原料药(云南雅阁臣药业有限公司)；壳聚糖（脱乙酰度90％以上）；海藻酸钠（上海化学试剂分装站）；无水氯化钙（天津市凯通化学试剂有限公司）；其他试剂均为分析纯。

　　电热恒温水浴锅（北京市长风仪器仪表公司）；EMS-2型磁力搅拌器（天津欧诺仪表有限公司）；UV-2501PC型紫外检测器（日本岛津诛式会社）；101-4型电热鼓风干燥箱（上海锦屏仪器仪表有限公司）；注射器（宁波和平注射器厂）；RQ218型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；RCZ-8B药物溶出仪、溶出仪自动取样器（天津大学精密仪器厂）。

　　2  方法与结果

　　2.1  微囊的制备工艺称取适量灯盏花素粉末（过100目筛）与一定浓度的海藻酸钠按一定比例混合均匀，用注射器（6号针头）吸取混悬液向一定浓度壳聚糖CaCl2溶液中滴加（30 滴/min），交联反应2 h后，取出微囊，抽滤，并用去离子水冲洗3遍，置于40℃烘箱干燥24 h，即得。

　　2.2  含量测定方法的建立

　　2.2.1  吸收波长的选择称取灯盏花素对照品适量，用pH6.8的磷酸盐缓冲液(PBS)溶解并稀释成一定浓度的溶液，在200～400 nm波长进行扫描。结果药物在pH 6.8的PBS中在336 nm处有最大吸收。将微囊所用辅料按处方比例用pH 6.8 PBS稀释后滤过，在200～400 nm波长进行扫描，结果所用辅料在药物最大吸收波长处没有吸收，表明辅料对药物含量测定没有干扰。

　　2.2.2  标准曲线的制备精密称定105℃干燥至恒重的灯盏花素对照品约10 mg,置于100 ml量瓶中，用pH 6.8 PBS溶解并稀释至刻度。精密吸取该溶液1.0，2.0，2.5，3.0，4.0 ml，分别置于25 ml量瓶中，用pH 6.8 PBS稀释至刻度，摇匀。以pH 6.8 PBS为对照，在336 nm处测定吸光度(A)值。以浓度(C)对A进行线性回归，得标准曲线方程为：C=21.45A-0.160（r=0.999 9）。

　　2.3  载药量与包封率的测定称取灯盏花素壳聚糖－海藻酸钠微囊适量置研钵中研磨，精密称取粉末适量置100 ml量瓶中，用pH 6.8 PBS溶液溶解，超声10 min，稀释至刻度，摇匀，静置，经0.45 μm 醋酸纤维素微孔滤膜滤过，弃去初滤液，取续滤液备用。精密吸取续滤液2 ml置50 ml量瓶中，用pH 6.8 PBS溶液稀释至刻度，摇匀，于336 nm波长处测定吸收度A。根据标准曲线方程，求算微囊中药物的含量。并按下式计算包封率。　　包封率（%）=微囊中的含药量微囊和介质中的总药量×100%
　　2.4  释放度的测定方法

　　2.4.1  释放条件转篮法。转速为100 r/min，温度为(37±0.5)℃，溶出介质为900 ml pH 6.8 PBS。

　　2.4.2  测定方法精密称取微囊适量，置于转篮中。在上述释放条件下，以pH 6.8 PBS为释放介质。在预定时间间隔内取样5 ml(同时补充同温同体积的新鲜介质)，立即用0.45 μm微孔滤膜滤过，取续滤液以溶出介质为空白对照，在336 nm处测定A值，按标准曲线方程求算对应浓度和累积释放百分率。

　　2.5  工艺重现性考察按前述处方工艺条件制备3批灯盏花素壳聚糖-海藻酸钠微囊，测定包封率、载药量与体外释放，结果见表1与图1。由表1与图1可知包封率、载药量与体外释放重现性良好，并且体外释放与原料药相比具有良好的缓释作用。

　　表1  3批微囊的包封率与载药量（略）

　　图1  灯盏花素壳聚糖-海藻酸钠微囊优化处方释药曲线（略）

　　2.6  灯盏花素壳聚糖-海藻酸钠微囊释药机制的考察按前述处方工艺条件制备的微囊体外释药结果用常见的动力学模型零级模型、一级模型、Higuchi 模型和Ritger-Peppas模型进行拟合，结果见表2。可见,采用的各种模型均具有较好的相关性，其中First-order模型和Ritger-Peppas模型明显优于零级和Higuchi模型。根据Ritger-Peppas［7］，时间项的指数对于圆球形的制剂来讲，当n﹥0.85时，药物释放机制为骨架溶蚀。本实验的释药曲线n的平均值为1.00，同时观察发现，释放实验进行不久，微囊就发生严重的溶蚀，到释放度测定完毕时微囊骨架已全部溶蚀。可以推断在pH 6.8 PBS中灯盏花素从制备的微囊中以骨架溶蚀行为释药，即骨架溶蚀结果。

　　表2  微囊中灯盏花素释药模型的拟合结果（略）

　　3  讨论

　　药物释放动力学一直是药物制剂研究的重要课题，而利用一定的已知模型对释药过程进行拟合是释药机制研究的常用方法。近年来出现了大量的关于药物释放的数学模型，大多是基于Fick's方程的初始条件和边界条件下的解析。归纳起来主要有零级模型、一级模型、Higuchi模型和Ritger-Peppas模型等。本实验通过对灯盏花素海藻酸钠微囊的药物释放动力学过程进行常用模型拟合，并通过观察溶出前后微囊的微观结构的改变两个方面来探讨其释药机制。结果发现采用的各种模型均具有较好的相关性，其中First-order模型和Ritger-Peppas模型明显优于零级和Higuchi模型，其中Ritger-Peppas时间项的指数平均值为1.00；同时观察发现，释放实验进行不久，微囊就发生严重的溶蚀，到释放度测定完毕时微囊骨架已全部溶蚀。可以推断在pH 6.8 PBS中灯盏花素从制备的微囊中以骨架溶蚀行为释药，即骨架溶蚀结果。

【参考文献】
  　　［1］ Kari P R ,Chandy T,Sharma C P.Chitosan/calcium alginate beads for oral delivery of insulin［J］.J Appl Polymer Sci，1996，59:1795.

　　［2］ Li SH, Hou XP.Studies on the formation mechanism of alginate-chitosan microcapsule and its drug-loading and release properties on macromolecular drug［J］.Acta Pharmaceutica Sinica，2003,38(5):380.

　　［3］ Xu LM,Chen GQ,Liu JN. Preparation of dexamethsone sodium phosphate chitosan-alginate microencapsules［J］.The Chinese Journal of Modern Applied Pharmacy, 2005,22(3):212.

　　［4］ Ding CG,Ge QH. Progress of Pharmacokinetics of Breviscapine ［J］.Chinese Journal of Pharmaceuticals，2006, 37(2):137.

　　［5］ Gao HM, Wang ZHM,Tian J.Pharmacokinetics and metabolites of scutellarin in normal and model rats［J］.Acta Pharmaceutica Sinica，2005,40(11):1024.

　　［6］ Ge QH, Zhou Z, Zhi XJ.Pharmacokinetics and absolute bioavailability of Breviscapine in Beagle dogs ［J］.Chinese Journal of Pharmaceuticals，2003, 34:618.

　　［7］ RitgerRL,PeppasNA.A simple equation for description of solute release Fickian and non-Fickian release from non-swellable devices in the form of slabs,spheres,cylindersordiscs［J］.J Controlled Release,1987,5(1):23.

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