徐小超,羅 肖,趙慧雯,王永軍
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環(huán)孢素A脂質體的制備及穩(wěn)定性考察
徐小超,羅 肖,趙慧雯,王永軍*
(沈陽藥科大學藥學院,遼寧沈陽,110016)
目的以薄膜分散法制備環(huán)孢素A脂質體,并對其穩(wěn)定性進行考察。方法以微柱離心法測定環(huán)孢素A脂質體的包封率,以包封率為主要考察指標,采用單因素考察與正交設計優(yōu)化處方工藝。通過對影響因素的研究及進行的常溫、低溫實驗,考察液態(tài)脂質體與脂質體凍干粉的穩(wěn)定性。結果環(huán)孢素A脂質體凍干前平均粒徑為80.1 nm,凍干后平均粒徑為82.2 nm,凍干前后的包封率分別為90.2%與88.9%,液態(tài)脂質體對高溫、強光穩(wěn)定性較差,脂質體凍干粉對高溫、強光穩(wěn)定性較好。結論經(jīng)凍干后的環(huán)孢素A脂質體包封率較高,穩(wěn)定性提高。
藥劑學;脂質體;凍干;環(huán)孢素A;包封率;穩(wěn)定性
環(huán)孢素A(cyclosporine A,CyA)是一種強效免疫抑制劑,近年來其在眼科多種疾病的治療如干眼癥[1]、春季卡他性結膜炎、葡萄膜炎和抑制角膜移植排斥反應等方面已有廣泛應用并取得較好療效。
環(huán)孢素A具有強親脂性,臨床上常用來治療干眼癥的環(huán)孢素A眼用制劑主要有兩種:一種為花生油、蓖麻油等植物油制劑[2],該制劑眼部刺激大,患者通常不能耐受,并且由于血-眼房水屏障,吸收進入眼部組織的藥物濃度低,生物利用度較低;另一種為由美國Allergan公司生產(chǎn)的眼用乳劑,商品名為RESTASIS?的環(huán)孢素A[3],已上市,該乳劑對眼睛刺激性很小,病人有較好的耐受性。但是,RESTASIS?的眼部灼燒感、結膜充血、分泌物增加等不良反應較為常見,且價格昂貴,購買不便。脂質體作為一種優(yōu)良的給藥系統(tǒng),目前正成為環(huán)孢素A眼用制劑的研究熱點。
脂質體由磷脂和膽固醇組成,結構與生物膜的雙分子層類似,具有良好的生物相容性與親和性[4],能夠較快透過血-眼屏障,提高角膜穿透能力[5],從而能夠提高環(huán)孢素A的生物利用度。脂質材料本身無毒、無刺激性、無免疫原性、可生物降解,且與眼部組織的相容性好[6],適合作為眼用制劑的載體材料。但部分液態(tài)脂質體制劑易發(fā)生磷脂氧化分解、聚集沉降及藥物滲漏等問題,導致脂質體不穩(wěn)定,冷凍干燥法所得脂質體為固體制劑,能夠提高脂質體的穩(wěn)定性。本文作者應用薄膜分散法制備環(huán)孢素A脂質體,應用冷凍干燥技術制備環(huán)孢素A凍干脂質體,提高了脂質體的穩(wěn)定性。
RE-52A旋轉蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠),79HW-1恒溫磁力攪拌器(浙江樂清樂成電器廠),JY92-2D超聲波細胞粉碎機(寧波新芝科器研究所),UV-1801紫外-可見分光光度計(北京瑞利分析儀器公司),ZetaSizer Nano ZEN1600粒徑測定儀 (英國Malvern儀器有限公司),HITACHI 高效液相色譜儀(日本Hitachi公司),DZ5-2低速自動平衡離心機(北京醫(yī)用離心機廠),F(xiàn)DU-1100冷凍干燥機(東京理化器械株式會社)。
環(huán)孢素A(福建科瑞藥業(yè)有限公司,批號130202N),大豆磷脂(上海太偉藥業(yè)有限公司),膽固醇、麥芽糖(天津博迪化工有限公司),維生素E(德國BASF公司),葡聚糖凝膠G-50(北京瑞達恒輝科技發(fā)展有限公司),甲醇和乙腈(色譜純,天津康科德科技有限公司),其余試劑(分析純,市售)。
2.1.1 色譜條件
色譜柱:ACCHROM CBB18BB柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);流動相:乙腈-甲醇-水(體積比60∶20∶20);流速:1.0 mL·min-1;檢測波長:210 nm;柱溫:60 ℃。
2.1.2 含量測定方法
量取環(huán)孢素A脂質體適量,精密稱定。置于5 mL量瓶中,加甲醇破乳,用甲醇定容至刻度,取20 μL注入高效液相色譜儀中,通過外標法計算其含量。
2.1.3 標準曲線的制備
取環(huán)孢素A適量,精密稱定。以甲醇溶解并稀釋至質量濃度分別約為2.5、5、10、20、30、40和50 mg·L-1的溶液,各進樣20 μL,記錄峰面積。以溶液質量濃度()對峰面積()進行線性回歸,得標準曲線方程為= 3.774 5?104-1.130 6?104,= 0.999 9。環(huán)孢素A質量濃度在2.5~50 mg·L-1內與峰面積呈良好的線性相關性。
2.1.4 回收率與精密度試驗
分別取環(huán)孢素A約10、12.5和15 mg各3份,精密稱定。置于25 mL量瓶中,分別加入處方量的空白脂質體,用甲醇溶解并稀釋至刻度,配制成低、中、高3種質量濃度的溶液;另取環(huán)孢素A適量,加甲醇溶解并稀釋制成每1 mL中約含環(huán)孢素A 20 μg的溶液,作為對照溶液。按“2.1.1”條色譜條件測定,得環(huán)孢素A的平均回收率分別為(100.8士1.0)%、(100.4士0.3)%和(100.7士0.9)%。低、中、高3種質量濃度的日內RSD分別為1.5%、0.6%和0.9%,日間RSD分別為1.6%、0.6%和0.6%,各項指標均符合測定要求。
2.2.1 葡聚糖凝膠柱的制備
取葡聚糖凝膠顆粒(Sephadex G-50)適量,浸泡在蒸餾水中使其充分溶脹,加熱煮沸除盡氣泡,裝入底部墊有濾紙片的2 mL注射器中。待水分自然流下,將其置于離心機中,2 000 r·min-1離心2 min,使凝膠柱失水皺縮,凝膠部分高約2.0 cm,待用。
2.2.2 微型凝膠柱對空白脂質體的吸附作用考察
精密量取0.2 mL空白脂質體置于葡聚糖凝膠柱頂端,將其放于離心機中,1 800 r·min-1離心1 min,收集接受液,移取水化介質0.2 mL,置于葡聚糖凝膠柱頂端,2 000 r·min-1離心3 min,連續(xù)操作3次,收集4次的接受液。上述操作平行操作2份并合并2次的接受液,置于2 mL量瓶中,用水化介質定容至刻度,于波長500 nm處測定吸光度(BBtBB);另取空白脂質體0.4 mL置于2 mL量瓶中,用水化介質定容至刻度,于波長500 nm處測定吸光度(BB0BB);以上平行操作6份。根據(jù)公式(%)=(BBtBB/BB0BB)×100%,計算空白脂質體的回收率,結果見表1。由表1可知,空白脂質體的平均回收率為95.8%,表明微型凝膠柱對空白脂質體幾乎無吸附。
Table 1 Recovery of blank liposome through mini-column (n=6)
2.2.3 微型凝膠柱對游離藥物吸附作用的考察
稱取環(huán)孢素A約5 mg加至10 mL空白脂質體中,混合均勻,移取0.2 mL置于葡聚糖凝膠柱頂端,將其放入離心機中,1 800 r·min-1離心1 min,收集接受液;取水化介質0.2 mL置于葡聚糖凝膠柱頂端,2 000 r·min-1離心3 min,連續(xù)操作3次,收集4次的接受液。按“2.1.2”條的方法測定被洗脫藥物的量)(BBtBB);另取上述空白脂質體與環(huán)孢素A混合物0.2 mL,置于5 mL量瓶中,用甲醇定容至刻度,按“2.1.2”條方法檢測藥物的總量(BB0BB)。以上平行操作6份,根據(jù)公式:(%)=(BB0BB-BBtBB)/BB0BB×100%,計算被吸附藥物含量的質量分數(shù),結果見表2。結果表明,凝膠柱對游離藥物的吸附≥95%,平均值為95.8%,說明微型凝膠柱基本能將游離藥物與脂質體分離。
Table 2 The adsorption of free drug on mini-column (n=6)
2.2.4 包封率的測定
移取環(huán)孢素A脂質體0.2 mL置于葡聚糖凝膠柱頂端,將其放入離心機中,1 800 r·min-1離心1 min,收集接受液,移取水化介質0.2 mL置于葡聚糖凝膠柱頂端,2 000 r·min-1離心3 min,連續(xù)操作3次,收集4次的接受液,置于5 mL量瓶中,用甲醇定容至刻度,按“2.1.2”條方法測定被包封藥物的量(BBinBB);另取環(huán)孢素A脂質體0.2 mL,置于5 mL量瓶中,用甲醇定容至刻度,按“2.1.2”條方法測定藥物的總量(BB0BB)。根據(jù)公式BBEEBB(%)=BBinBB/BB0BB×100%,計算環(huán)孢素A脂質體的包封率。
2.3.1 單因素考察
2.3.1.1 藥脂質量比對包封率的影響
固定其他因素不變,改變藥脂質量比為1∶3、1∶5、1∶10、1∶20、1∶30和1∶40,考察不同藥脂質量比對環(huán)孢素A脂質體包封率的影響,結果見圖1。結果表明,隨著藥脂質量比的減小,脂質體包封率升高,當藥脂質量比達1∶30以上時,脂質體包封率不再升高,所以作者選擇藥脂質量比1∶30作為藥脂比例。
Fig. 1 The influence of the ratio of CyA to C on entrapment efficiency of CyA-liposome
2.3.1.2 磷脂與膽固醇的質量比對包封率的影響
膽固醇是脂質體的“流動性緩沖劑”,可以調節(jié)磷脂的流動性。固定其他因素不變,改變磷脂與膽固醇的質量比,使其分別為3∶1、6∶1、8∶1、12∶1和20∶1,考察其對環(huán)孢素A脂質體包封率的影響,結果見圖2。
m(C)∶m(CH)
由圖2可以得出,隨著磷脂-膽固醇質量比的升高,包封率先上升后下降。當磷脂與膽固醇的質量比為8∶1時,包封率較高,膽固醇比例繼續(xù)增加時,包封率沒有明顯升高,所以作者選擇磷脂與膽固醇的質量比為8∶1。
2.3.1.3 水化溫度對包封率的影響
作者考察水化溫度為40、45、50和55 ℃時脂質體包封率的變化,結果見圖3。由圖3可知,隨著水化溫度的升高,包封率呈上升趨勢。但是溫度過高時,磷脂易降解,所以選擇50 ℃為水化溫度。
Fig. 3 The influence of hydration temperature on entrapment efficiency of CyA-liposome
2.3.1.4 水化介質濃度對包封率的影響
水化介質中離子強度會顯著影響脂質體的形成,實驗中考察磷酸鹽濃度為0.1、0.5、1.0、10和50 mmol·L-1時脂質體的外觀、粒徑與包封率,結果見圖4。
Fig. 4 The influence of hydration medium concentration on entrapment efficiency of CyA-liposome
其中10與50 mmol·L-1BS作為水化介質所得脂質體均為渾濁狀不均勻體系,在制備幾小時后即沉降分層。由圖4可以看出,隨著磷酸鹽濃度的增大,脂質體包封率降低,當磷酸鹽濃度過大時,脂質體放置幾小時后沉降,不穩(wěn)定,而磷酸鹽濃度過小時緩沖能力較弱,不易維持脂質體系統(tǒng)pH值穩(wěn)定。綜合考慮包封率與穩(wěn)定性,選擇0.5 mmol·L-1作為水化介質濃度。
2.3.1.5 水化時間對包封率的影響
實驗中考察了水化時間為15、20、30、45和60 min時,脂質體包封率的變化情況,結果見圖 5。
Fig. 5 The influence of hydration time on entrapment efficiency of CyA-liposome
從圖5可以看出,水化時間對脂質體包封率影響不大,故選擇最短的水化時間15 min。
2.3.2 正交設計試驗
以包封率為主要考察指標,通過正交設計法對環(huán)孢素A眼用脂質體進行處方工藝優(yōu)化。根椐單因素考察結果,采用四因素三水平LBB9BB(34)正交試驗,對脂質體包封率影響較大的藥脂質量比()、磷脂與膽固醇質量比()、水化溫度()和水化介質濃度()4個因素進行考察。各因素及其水平與正交試驗結果見表3。
Table 3 The results of the orthogonal design of CyA-liposome preparations
由表3可知,正交設計與單因素考察的結果基本一致,處方工藝各因素對脂質體包封率影響大小順序為>>>,最佳工藝為BB3BBBB2BBBB2BBBB2BB,即藥脂質量比為1∶30、磷脂與膽固醇質量比為8∶1、水化溫度為50 ℃、水化介質為0.5 mmol·L-1BS。
2.3.3 環(huán)孢素A眼用脂質體具體處方與工藝
環(huán)孢素A眼用脂質體的具體處方為:環(huán)孢素A 5 mg,大豆磷脂150 mg,膽固醇 18.75 mg,維生素E 1.5 mg,水化介質為0.5 mmol·L-1pH值7.4 BS。
采用薄膜分散法制備環(huán)孢素A眼用脂質體。將環(huán)孢素A、大豆磷脂、膽固醇、維生素E等溶于適量二氯甲烷并置于圓底燒瓶中,于30 ℃減壓旋轉蒸發(fā)除去溶劑,使其在瓶壁上形成均勻的脂質薄膜,于溫度為50 ℃加入pH值7.4的磷酸鹽緩沖液適量,水化15 min,所得混懸液用探針式細胞粉碎機超聲至藍色半透明,再用已滅菌的0.22 μm的微孔濾膜過濾,即得。
以50 g·L-1麥芽糖作為凍干保護劑,將“2.3.3”條下制備的環(huán)孢素A脂質體于NBB2BB保護下分裝于安瓿瓶中,置于冷凍干燥機中干燥。凍干程序為-80 ℃預凍12 h,升溫至-40 ℃維持3 h,再升溫至-20 ℃維持15 h,最后升溫至30 ℃維持3 h。
2.5.1 外觀評價
環(huán)孢素A脂質體溶液為半澄明的淡藍色膠體溶液,凍干制劑為白色粉末。
2.5.2 粒徑的測定
用Malvern粒徑測定儀對環(huán)孢素A脂質體凍干前后粒徑進行測定,環(huán)孢素A脂質體凍干前平均粒徑為80.1 nm,凍干后平均粒徑為82.2 nm,凍干前后多分散系數(shù)DI分別為0.267與0.226,粒徑分布均較為均勻。
2.5.3 包封率的測定
按“2.2.4”條方法測定環(huán)孢素A脂質體凍干前后的包封率分別為90.2%與88.9%。
將環(huán)孢素A脂質體溶液與凍干粉進行高溫、強光、常溫和低溫實驗,進行穩(wěn)定性考察,結果見表4、5。
Table 4 Stability of CyA-liposome in stress tests
Table 5 Stability of CyA-liposome freeze-dried powder in stress tests
由表4可知,液態(tài)環(huán)孢素A脂質體穩(wěn)定性較差,對高溫、光照等均不穩(wěn)定,放置10 d后,粒徑增大,粒度分布變大,藥物含量與包封率均明顯降低,但在常溫、低溫環(huán)境中較為穩(wěn)定。
由表5可知,環(huán)孢素A脂質體凍干粉對高溫、強光照較液態(tài)脂質體穩(wěn)定,各項性質變化不大,將環(huán)孢素A脂質體凍干有利于提高脂質體的穩(wěn)定性。
目前常用的脂質體包封率測定方法包括微柱離心法、透析法[7]、超速離心法[8]、陽離子交換樹脂法[9]和超濾膜過濾法[10]等。超速離心法重現(xiàn)性較差;陽離子交換樹脂法的機制是基于離子交換,對藥物有電荷要求;透析法則容易造成藥物的泄漏;超濾膜過濾法耗時較長。作者采用微柱離心法測定環(huán)孢素A脂質體的包封率,可將環(huán)孢素A與脂質體很好的分離,且所需樣品少,耗時短,重現(xiàn)性好,準確度高。
環(huán)孢素A為脂溶性藥物,采用被動載藥法將環(huán)孢素A包封于脂質雙分子層之間,所得制劑包封率高,且操作方便[11]。
由于部分液態(tài)脂質體在貯藏過程中容易出現(xiàn)聚集、藥物從脂質膜中泄漏、磷脂氧化和水解等問題[12],所以作者采用冷凍干燥法提高脂質體的長期貯藏穩(wěn)定性。在凍干過程中,低溫、凍結、脫水等過程均可導致脂質體脂質雙分子層的折疊、融合、破裂及藥物滲漏,而在凍干過程中加入適宜的凍干保護劑,則可大大減輕甚至消除凍干對脂質體質量的影響。故作者選擇麥芽糖作為凍干保護劑,脂質體凍干前后性質變化不大,穩(wěn)定性提高。
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(本篇責任編輯:趙桂芝)
Preparation of cyclosporine A liposome and the study on its stability
XU Xiaochao, LUO Xiao, ZHAO Huiwen, WANG Yongjun*
(,,110016,)
ObjectiveTo prepare CyA-loaded liposome by thin-film dispersion method and to study the stability of CyA liposome. Method Minicolumn-centrifuge method was employed to determine the encapsulation efficiency of the liposome. Single factor test was performed with entrapment efficiency as the main index and orthogonal design was adopted to optimize the formulation. The influence factors, as room temperature and low temperature, were investigated with regard to the stability of liposome in the form of liquid and freeze-dried powder. Result The particle size of CyA liposome before and after freeze drying were 80.1 nm and 82.2 nm, respectively. The entrapment efficiency was 90.2% and 88.9% , respectively. CyA liposome of liquid state was not stable to heat and light, but CyA-liposome freeze-dried powder only had a little sensitive to heat and light in influence factors test. ConclusionThe entrapment efficiency of CyA-loaded liposome is high after freeze-drying and the stability is improved.
pharmaceutics; liposome; freeze-drying; cyclosporine A; entrapment efficiency; stability
(2016)01–0001–10
10.14146/j.cnki.cjp.2016.01.001
R94
A
2015-04-13
徐小超(1990–), 女(漢族), 湖南長沙人, 碩士研究生, E-mail xuxiaochao8321@163.com;
王永軍(1977–), 男(漢族), 山東榮成人, 副教授, 博士, 碩士生導師, 主要從事新型抗癌藥物納米給藥系統(tǒng)及藥物制劑新劑型新技術等研究, Tel. 024-23986325,E–mail i_maple@163.com。