李國祥,楊 磊,盧代嬋,施新丹,蔡明月,邵 宇
(1.生物資源保護與利用湖北省重點實驗室(湖北民族學院),湖北 恩施445000;2.湖北民族學院 化學與環(huán)境工程學院,湖北 恩施445000)
雙氯芬酸鈉化學名稱為2-[(2,6-二氯苯基)氨基]苯乙酸鈉,又名雙氯滅痛.其抗炎、鎮(zhèn)痛和解熱作用很強,是使用最廣泛的非甾類抗炎藥之一.臨床上主要用于類風濕性關(guān)節(jié)炎、神經(jīng)炎、紅斑狼瘡及癌癥和手術(shù)后疼痛,以及各種原因引發(fā)的發(fā)熱.但因其口服吸收迅速,生物半衰期較短,普通片劑常需日服3~4 次才能維持藥效,而使體內(nèi)血藥濃度產(chǎn)生峰谷現(xiàn)象[1-2],且對胃腸道有刺激性.因此臨床上常將雙氯芬酸鈉制成緩控釋制劑,通過控釋制劑的釋放部位可緩解對胃腸的刺激,將其制成緩釋制劑以低劑量持續(xù)地給藥也可避免高濃度引起的副作用.
雖然目前已有相關(guān)的緩釋制劑的研究及應用報道[3-4],但具有的共同特點是制備工藝較為繁瑣和復雜,因此探究一種較為簡單、可控的工藝制備出具有良好緩釋性能的制劑具有重要的意義.殼聚糖是甲殼素脫乙?;难苌?,是一種豐富的可再生資源,能溶于稀酸溶液制備成凝膠、膜、纖維、微球等材料,是重要的藥物載體[5-6],其制劑具有較好的順應性、生物相容性及生物可降解性.
因此,本文試圖以殼聚糖為原料制備載有雙氯芬酸鈉的微丸,并考察其緩釋性能,希望能為雙氯芬酸鈉制劑的臨床使用及工業(yè)生產(chǎn)的改進提供有益借鑒.
UV757CRT 型紫外可見分光光度計(上海精密科學儀器有限公司),SHZ-82 型數(shù)顯氣溶恒溫振蕩器(金壇市科興儀器廠);殼聚糖(浙江省磐安縣殼聚糖廠),雙氯芬酸鈉(華星制藥),其它試劑均為國產(chǎn)分析純.
準確稱取適量雙氯芬酸鈉于燒杯中,加入100 mL 蒸餾水,使充分溶解.再稱取2.0 g 殼聚糖于燒杯中,攪拌下加入2.0 mL 冰乙酸,將混合液置于電動攪拌器上攪拌30 min,使混合均勻.將所制得混合液靜置1 h,脫去汽泡后用5 mL 的注射器將混合液滴入2%的NaOH 溶液中,控制注射器與液面的高度與滴入速度,使制得小球保持一定球形度.待小球固化后將其用1%的戊二醛溶液交聯(lián)1 h,取出后用蒸餾水洗去表面的戊二醛,自然表干后備用.
采取測量微丸平面臨界角的方法來測量圓整度,取適量微丸于玻璃板上,將玻璃板的一側(cè)抬起,當微丸剛好滾動時記下玻璃的傾斜角,多次重復取其平均值.角度越小則說明微丸的圓整度越好.
取10 mL 的量筒1 支,首先測量其質(zhì)量m1,接著放入適量的微丸后再次測得裝有微丸的量筒質(zhì)量為m2,在桌面上輕輕敲擊量筒直至其內(nèi)微丸的體積不再減小為止,記錄下此時微丸體積V.按公式(1)計算堆密度.
分別準確稱取一定量的載藥微丸于錐形瓶中,加入30 mL 緩沖溶液.將錐形瓶置于37 ℃度的恒溫搖床中,以100 rd/min 進行體外緩釋實驗.分別按15 min、30 min、45 min、1 h、1.5 h、2 h、4 h、8 h、12 h 時間間隔取5 mL 緩釋液,并加入5 mL 的空白緩沖液.用紫外可見分光光度計測定其在波長275 nm 處的吸光度,依據(jù)標準曲線計算樣品濃度,繪制微丸中雙氯芬酸鈉的緩釋總量-時間曲線.累積釋放量Mn可按下面的公式進行計算.
式中:Mn為累積釋放量,單位為mg;Cn為第n次時的濃度,單位為mg/mL;V0為固定緩釋液體積,本實驗為30 mL;ΔV為每次取樣體積,本實驗為5 mL;Ci為累積濃度,其中i=n-1.
改變凝固液濃度、交聯(lián)劑的濃度和pH 值等條件,采用類似方法分別考察微丸對雙氯芬酸鈉的緩釋性能.
圖1 微丸形貌Fig.1 Morphology of the pellets
殼聚糖是一種帶有氨基陽離子的生物多糖,具有優(yōu)良的生物醫(yī)用功能特性.用稀酸溶解殼聚糖,以稀堿液為凝固液,采用溶膠-凝膠法能制備出多種醫(yī)用功能材料,如圖1 所示,通過一種簡便方式制備的殼聚糖載藥微丸它們?yōu)榍蛐瓮饷玻嗜榘咨?,且粒徑呈窄分布,溶脹狀態(tài)下平均直徑約2 mm. 且將該微丸在緩沖溶液中緩釋一定時間,用紫外分光光度計測定吸光度,如圖2 所示,在λ=275 nm 檢測到有明顯的吸收,這是雙氯芬酸鈉的特征吸收波長,表明目標藥物的存在,從而證實固載有雙氯芬酸鈉的殼聚糖微丸成功制備.
圖2 雙氯芬酸鈉在250~320 nm 范圍的紫外吸收Fig.2 The UV absorbance of diclofenac sodium in the range of 250~320 nm
經(jīng)測量微丸的開始滾動時的平面臨界角平均值為27°,說明采用本實驗工藝制備的載藥微丸具有較好的圓整度.圓整度高的微丸具有較好的流動性,若制成膠囊劑,在不用添加潤滑劑等輔料的情況下也能輕易的填充入膠囊殼,適合進行工業(yè)化的大批量生產(chǎn)且具有成本低的特點.
測得m1為17.48 g,m2為19.38 g,V為2.60 mL.由公式(1)計算得堆密度為0.73 g/mL.微丸的堆密度與其真密度、粒徑等都具有密切的聯(lián)系.堆密度越大,則微丸一般具有越小粒徑,且粒徑的大小也將影響到微丸的緩釋性能.粒徑越大,等質(zhì)量的微丸表面積越小,藥物的釋放將越緩慢,但粒徑變大將直接影響患者服用的順應性,因此選擇合適的粒徑對于制劑至關(guān)重要.
2.4.1 凝固液氫氧化鈉濃度的影響 分別改變凝固液中氫氧化鈉的濃度為1%、2%、4%,考察不同氫氧化鈉濃度的凝固液對微丸緩釋性能影響,結(jié)果如圖3 所示.圖3 顯示,三種不同NaOH 濃度的凝固液所制備的微丸均有顯著的緩釋性能,隨著時間延長,微丸藥物釋放量逐步增加,初始3 h 內(nèi),藥物釋放量增加較快,且緩釋時間可以持續(xù)至10 h 左右.另外,由緩釋曲線可知,在凝固液中隨著NaOH 濃度的增加對微丸載藥量有一定的促進作用,這可能是微丸在成型過程中不同濃度的凝固液改變了微丸凝膠速度,從而影響了微丸對雙氯芬酸鈉的包封率,導致載藥量發(fā)生變化.如果繼續(xù)增加NaOH的量,過高的堿濃度將可能會影響藥物的結(jié)構(gòu)和生物活性,故凝固液中堿的濃度應綜合考慮.
圖3 經(jīng)不同凝固液處理的微丸的釋放行為Fig.3 The release behavior of processed pellets from different coagulating solution
2.4.2 交聯(lián)劑戊二醛的濃度的影響 分別改變戊二醛的濃度為0.5%、1%、2%,考察戊二醛的濃度對微丸緩釋性能的影響,結(jié)果如圖4 所示.圖4 顯示,交聯(lián)劑的濃度對載藥微丸釋藥影響較大,隨著戊二醛濃度的增加,微丸的釋藥速率逐步降低,且載藥微丸的釋藥率呈現(xiàn)下降趨勢.這可能是由于戊二醛分子中的醛基和殼聚糖分子中的氨基發(fā)生反應,形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而使高分子鏈收縮,而致使微丸釋藥的有效空隙減小,使得藥物在殼聚糖基質(zhì)中擴散速率減少,進而影響釋藥率,且這種影響隨著戊二醛濃度的增加而更加顯著.
圖4 經(jīng)不同交聯(lián)劑處理的微丸的釋放行為Fig.4 The release behavior of processed pellets from different crosslinked agent
2.4.3 不同pH 環(huán)境下的緩釋性能 分別配制pH 值為4.5、6.8、7.4 的緩沖溶液,將載藥微丸于不同緩釋體系中作體外釋放試驗,考察不同pH 釋放體系對載藥微丸的影響,結(jié)果如圖5 所示.
圖5 顯示,24 h 時間內(nèi),隨著時間的增加雙氯芬酸鈉的釋放量不斷增加.且整個過程有三個明顯的階段:即剛開始1 h 內(nèi)釋放速度較快,為暴釋階段;接下來較長時間內(nèi)釋放逐漸變得平緩,藥物累積量增加趨勢慢慢減弱,釋放速率逐漸變小,即為穩(wěn)定的緩釋階段;最后隨著時間的延長,釋放速率減小,以致總釋放量趨于一定值,緩釋曲線趨于一條直線.相比較而言,堿性條件下總緩釋量偏低,因此,堿性條件下不是最佳緩釋環(huán)境;而酸性和中性條件下藥物釋放量均超過600 μg,高于堿性介質(zhì).但雙氯芬酸鈉總的緩釋時間均低于牛血清白蛋白藥物[5],這可能是和牛血清白蛋白分子相比,雙氯芬酸鈉分子較小,在殼聚糖載體中更容易擴散和釋放所致.
圖5 雙氯芬酸鈉分別在堿性、酸性、中性介質(zhì)中的釋放行為Fig.5 The release behavior of diclofenac sodium in alkaline,acidic and neutral media
以殼聚糖為原料成功制備了殼聚糖/雙氯芬酸鈉緩釋微丸,并對所制備的微丸進行了體外緩釋性能的研究,結(jié)果表明微丸在不同pH 環(huán)境下具有顯著的緩釋行為,呈現(xiàn)出一定的pH 敏感性,使得此制劑在體內(nèi)能夠穩(wěn)定而緩慢地釋放藥物.經(jīng)交聯(lián)處理后的殼聚糖分子上的部分氨基與交聯(lián)劑戊二醛反應形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),阻止了藥物在其分子內(nèi)部的轉(zhuǎn)移,有助于藥物的控制釋放.
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