陳祎,楊太旺,吳劍蘭,陳莉 (.江西省九江市第一人民醫(yī)院,江西 九江 33000;.廣東云浮中醫(yī)藥職業(yè)學(xué)院,廣東 云浮 57499;3.江西省九江市中醫(yī)醫(yī)院,江西 九江 33900)
姜黃素(curcumin,Cur)是一種多酚類天然活性物質(zhì),主要存在于姜黃根狀莖中[1]。現(xiàn)代藥理研究表明,姜黃素具有抗炎[2]、抗氧化[3]、抗腫瘤[4-5]及治療神經(jīng)性疾病等多種功效,具有良好的臨床應(yīng)用前景。但因其水溶性極差、容易發(fā)生降解等因素,降低了其在人體中的生物利用度,使其使用范圍受限,無(wú)法廣泛應(yīng)用于臨床[6],本研究對(duì)姜黃素納米脂質(zhì)體(curcumin nanoliposomes,Cur-np)的制備工藝進(jìn)行優(yōu)化,采用薄膜分散法制備Cur-np,以載藥量(Drug loading efficiency,DL)及包封率(Entrapment Efficiency,EE)為主要指標(biāo)對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià),利用單因素考察和星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法對(duì)制備工藝進(jìn)行優(yōu)化,以期改善姜黃素的水溶性,提高生物利用度,有效擴(kuò)大其臨床應(yīng)用范圍。
1.1 材料與儀器 姜黃素(上海阿拉丁,純度>98%)、卵磷脂(Avanti Polar Lipids公司,純度95%)、膽固醇、乙醚、無(wú)水乙醇、磷酸緩沖鹽溶液(上海博升)、微孔濾膜(德國(guó)CNW公司)、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮,RE-2000A)、pH計(jì)(上海儀電,PHS-3C)。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 HPLC法測(cè)定樣品中姜黃素的含量 色譜條件為:Kromasii C18柱,MDI檢測(cè)器;流動(dòng)相:甲醇∶水(含4%冰乙酸)=(68∶32);流速1.0mL/min;檢測(cè)波長(zhǎng)為 428nm;柱溫T-30℃;進(jìn)樣量20μL。
1.2.2 薄膜分散法制備Cur-np 精密稱取卵磷脂0.3002g和膽固醇0.1007g于梨形瓶中,加入20mL乙醚,振搖,再加入姜黃素?zé)o水乙醇溶液5mL,于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上30℃蒸干成膜,然后加入磷酸緩沖鹽溶液40mL,旋轉(zhuǎn)20min使膜溶解,放置3h使其充分水合,超聲3min,過(guò)0.45μm濾膜,即得Cur-np。
1.2.3 Cur-np包封率(EE)及載藥量(DL)的測(cè)定 精密量取Cur-np樣品2mL置于離心管中,于4500r·min-1條件下離心15min,吸取上清液超聲破乳后,用無(wú)水乙醇定容,搖勻測(cè)定吸光度定為A包封,計(jì)算包封Cur的質(zhì)量記為m包封;從同一樣品中另取Cur-np樣品2mL超聲破乳后,用無(wú)水乙醇定容,搖勻測(cè)定吸光度定為A總,計(jì)算加入Cur的總質(zhì)量記為m總。按如下公式計(jì)算:EE(%)=m包封/m總×100%,DL(%)=m包封/mCur-np×100%。mCur-np是Cur-np的總質(zhì)量。
2.1 單因素考察 在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選擇對(duì)包封率、載藥量影響較大的3個(gè)因素:PBS濃度、PBS的pH值和姜黃素的用量。進(jìn)行3因素5水平正交試驗(yàn)以優(yōu)化處方,結(jié)果顯示各因素對(duì)包封率、載藥量的影響:A>C>B;當(dāng)PBS濃度為30mmol·L-1時(shí),包封率、載藥量較大;當(dāng)PBS的pH值為5.5時(shí),包封率、載藥量較大;當(dāng)姜黃素用量為1mg時(shí),包封率、載藥量較大。見表1、表2。
表1 正交設(shè)計(jì)的因素和水平
表2 正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)的結(jié)果
2.2 星點(diǎn)設(shè)計(jì)試驗(yàn) 根據(jù)單因素考察結(jié)果,以PBS濃度(A)、PBS的pH值(B)和姜黃素的用量(C)為考察因素,采用星點(diǎn)設(shè)計(jì)優(yōu)化顯微常數(shù)測(cè)定條件,對(duì)其處方作進(jìn)一步優(yōu)化(水平取值為0、±1、±λ)。各因素水平見表3,結(jié)果見表4。
表3 星點(diǎn)設(shè)計(jì)因素水平表
表4 星點(diǎn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)安排及結(jié)果
2.3 回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn) 對(duì)星點(diǎn)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行擬合分析,顯示:模型Y1中A、B、AB、AC、A2、B2極顯著(P<0.001),C、BC顯著(P<0.05),其他項(xiàng)不顯著;模型Y2中A、C、BC、B2極顯著(P<0.001),B、AB、AC、C2顯著(P<0.05),其他項(xiàng)不顯著,見表5。
表5 回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)
2.4 最優(yōu)處方驗(yàn)證試驗(yàn) 依據(jù)選定的最優(yōu)處方制備3批Cur-np樣本,測(cè)定其EE、DL,結(jié)果顯示EE平均在93%以上、DL達(dá)7%以上,均較高;3批Cur-np樣本EE、DL的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值之間的偏差均<2%,表明本研究設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)良好,工藝可復(fù)制性較好,制備工藝穩(wěn)定性高,見表6。
表6 最優(yōu)處方的驗(yàn)證試驗(yàn)
由于Cur在水中的溶解性較差,使藥物的生物利用度受到限制,其次,肝臟的第一關(guān)卡效應(yīng)使其發(fā)揮作用的藥量減少,導(dǎo)致Cur的片劑和膠囊等常用制劑的生物利用度進(jìn)一步降低[7];本研究采用薄膜分散法制備姜黃素納米脂質(zhì)體,通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)篩選出影響較大的3個(gè)因素:姜黃素用量、PBS的pH值、PBS濃度,并進(jìn)一步以Cur載藥量及包封率為指標(biāo),通過(guò)3因素5水平的星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法優(yōu)化得到最終處方。星點(diǎn)設(shè)計(jì)所得到的最佳制備處方為:姜黃素用量為1mg、PBS的pH值為5.5、PBS濃度為30mmol·L-1,處方驗(yàn)證試驗(yàn)證實(shí),包封率在93%以上、載藥量達(dá)7%,均較高,且3批Cur-np樣本EE、DL的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值之間的偏差均<2%。表明本研究制備的Cur-np可改善Cur水溶性和化學(xué)穩(wěn)定性,延緩Cur在生物體內(nèi)的釋放速度,提高生物利用度,可為有效擴(kuò)大其臨床應(yīng)用范圍提供參考依據(jù)。同時(shí)多項(xiàng)研究顯示,Cur納米制劑可大幅度改善Cur的溶解性、提升Cur的生物利用度[8],與本研究結(jié)果具有一定的一致性。
綜上所述,Cur-np的最優(yōu)處方是姜黃素用量為1mg、PBS的pH值為5.5、PBS濃度為30mmol·L-1,根據(jù)優(yōu)化處方工藝制備的Cur-np包封率和載藥量均較高。