雷公藤提取物微乳處方復(fù)配篩選方法的研究

吳德智， 樂(lè)茜薇， 左潔羽， 朱衛(wèi)豐， 陳麗華， 趙小婷

(現(xiàn)代中藥制劑教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室江西中醫(yī)學(xué)院，江西南昌330004)

微乳是由油相、表面活性劑、助表面活性劑和親水相組成，具有外觀透明、熱力學(xué)穩(wěn)定、各向同性、分散相液滴粒徑小于100 nm等特性［1］。微乳作為一種新型的給藥系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好、溶解能力強(qiáng)、黏度低、制備簡(jiǎn)單、易工業(yè)化、可用濾過(guò)法滅菌等優(yōu)點(diǎn)，近20年來(lái)被廣泛用于透皮、口服、注射、黏膜等多種給藥途徑的研究。

微乳組分中油相、表面活性劑和助表面活性劑的選擇是能否形成微乳以及形成三元相圖中微乳區(qū)域大小的關(guān)鍵。目前常規(guī)通過(guò)三元相圖來(lái)篩選處方的復(fù)配以及確定微乳區(qū)域的方法，耗時(shí)長(zhǎng)，肉眼判斷相變點(diǎn)，主觀性強(qiáng)，試劑的耗損量大，誤差較大，準(zhǔn)確度降低，對(duì)微乳處方的篩選帶來(lái)困難。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，微乳的形成與產(chǎn)生的瞬時(shí)負(fù)界面張力有關(guān)，表面活性劑和助表面活性劑的共同作用，使油/水界面產(chǎn)生瞬時(shí)負(fù)界面張力，體系自發(fā)擴(kuò)張界面，形成微乳［2，3］。因此本實(shí)驗(yàn)擬分別以表面張力、增溶油量為指標(biāo)，優(yōu)化表面活性劑、助表面活性劑和油相的復(fù)配篩選方法，并通過(guò)測(cè)電導(dǎo)率繪制精細(xì)擬三元相圖進(jìn)行驗(yàn)證，篩選出適宜的雷公藤提取物微乳處方。

1 儀器與試藥

1.1 儀器 Agilent 1200液相色譜儀(美國(guó))，包括:四元梯度泵、在線脫氣機(jī)、柱溫箱、G1314B VWD紫外檢測(cè)器;BT25S電子天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司);離心機(jī)(GL-16，上海安亭科學(xué)儀器廠);超聲波清洗器(KQ3200E，昆山市超聲儀器有限公司);DCAT-21表面張力儀(德國(guó)賽菲斯);國(guó)華多頭磁力攪拌器(國(guó)華儀器有限公司);HH-4恒溫水浴鍋(國(guó)華儀器有限公司)。

1.2 試藥 油酸(汕頭市西隴化工廠);Tween80(分析純，浙江清明化工有限公司);聚氧乙烯氫化蓖麻油40(Cremophor 40，BASF公司);辛酸葵酸甘油三酯(Labrasol，GATTEFOSSE SAS，F(xiàn)rance);十二烷基硫酸鈉(SDS，廣東汕頭西隴化工廠);聚氧乙烯(21)硬脂醇醚(721)(Brij 721，廣東汕頭西隴化工廠);1，2-丙二醇(分析純，廣東汕頭市西隴化工廠);PEG400(分析純，廣東汕頭市西隴化工廠);異丙醇(分析純，湖北大學(xué)化工廠);正丁醇(分析純，長(zhǎng)沙市路口化工廠);無(wú)水乙醇 (分析純，安徽安特生物化學(xué)有限公司);雷公藤提取物(桂林市三菱生物制品有限公司，批號(hào):060702);雙蒸水(實(shí)驗(yàn)室自制)。

圖1 不同搭配體系(S+CoS)9∶1，2∶1，1∶2比例下的表面張力值(25℃)

2 方法與結(jié)果

2.1 不同表面活性劑與助表面活性劑復(fù)配的表面張力 以 Tween80、Cremophor40、SDS、Brij 721、Labrasol為表面活性劑(S)，乙醇、正丁醇、異丙醇、丙二醇、PEG40i 0 為助表面活性劑(CoS)［4］，以蒸餾水為溶劑，按 S/CoS=9∶1、2∶1、1∶2的比例制備成 S與CoS的混合溶液，其中Tween80、Cremophor40、Brij 721、Labrasol體系水溶液的最終濃度為15 g/L、SDS體系水溶液的最終濃度為25 g/L的(SDS的CMC值較大，需配制較高濃度才能達(dá)到飽和)。DCAT-21全自動(dòng)表面張力儀測(cè)量水溶液表面張力的變化。結(jié)果見(jiàn)圖1。

由圖1可知，降低水溶液表面張力的程度從強(qiáng)到弱依次為:SDS＞Labrasol＞Brij 721＞Tween80＞RH 40。S與CoS復(fù)配后發(fā)現(xiàn)，少量的CoS加入之后均可使表面活性劑水溶液的表面張力降低，利于微乳的形成，其中Tween80、Brij 721、RH 40與CoS在2∶1比例與9∶1比例相比均有明顯降低，而Labrasol、SDS水溶液表面張力受5種CoS影響不明顯;1∶2比例表面張力值升高，因CoS含量較大，使S降低水的表面張力的能力降低，體系表面張力值升高。因此，本實(shí)驗(yàn)擬選用Tween80作為表面活性劑，Km=2∶1。

2.2 油相與表面活性劑的復(fù)配篩選 在前期研究中發(fā)現(xiàn)，混合油相比單一油相有更好的增溶效果?；旌媳砻婊钚詣┮部梢垣@得單個(gè)表面活性劑不能達(dá)到的理想HLB值，調(diào)節(jié)表面活性劑在油水界面的排列，改善界面膜的結(jié)構(gòu)，增加膜的流動(dòng)性，使微乳更易形成。本實(shí)驗(yàn)擬根據(jù)表面張力測(cè)得的結(jié)果，采用增溶油量對(duì)混合油相、混合表面活性劑進(jìn)行篩選。

2.2.1 混合油相被增溶的效果 配制10%的labrasol表面活性劑水溶液，分別測(cè)定油相Gemseal 40、MCT、IPM、油酸、Labrafac 兩兩按 10 ∶0、9 ∶1、8∶2、7 ∶3、6 ∶4、5 ∶5、4 ∶6、3 ∶7、2 ∶8、1 ∶9、0 ∶10的比例混合后，計(jì)算labrasol表面活性劑對(duì)其的增溶量。

圖2 不同混合油相被增溶的效果(w%)(25℃)

由圖2可知，混合油相被增溶效果均有所改善。其中，Gemseal 40與油酸混合后，被增溶的效果最為明顯，與油酸、Gemseal 40單用相比，混合油的被增溶效果更好，分別增大了3.425倍和8.224倍。增溶油量越多，形成微乳的區(qū)域越大，載藥量也越大。因此，本實(shí)驗(yàn)擬選擇油酸、Gemseal 40作為混合油相。

2.2.2 混合表面活性劑增溶的能力 根據(jù)表面活性劑的復(fù)配原則，配制 Tween80-labrasol(1∶4)、Tween80-平平加 O、Tween80-span80的混合表面活性劑，與助表面活性劑乙醇、正丁醇按9∶1、8∶2、7∶3、6 ∶4、5 ∶5、4 ∶6、3 ∶7、2 ∶8、1 ∶9 的比例混合，制成10%的水溶液，加油酸滴定，直至體系混濁。結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 不同混合表面活性劑增溶的效果(w%)(25℃)

由圖3可知，混合表面活性劑與單一表面活性劑相比，增溶油相的量相差不大。但混合表面活性劑可以改善界面膜的致密度，使微乳易于形成且更加穩(wěn)定。因此，本實(shí)驗(yàn)仍選用增溶量最多的Tween80-labrasol作為混合表面活性劑。

2.2.3 混合油相、混合表面活性劑復(fù)配效果 制備混合表面活性劑(Tween80-labrasol 1∶4)與助表面活性劑乙醇10%的水溶液，混合油相(Gemseal 40-油酸6∶4)滴定。另配置表面活性劑Tween80與助表面活性劑labrasol 10%的水溶液，油酸滴定。結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4顯示，混合表面活性劑增溶混合油相的量為14.14%，增溶效果明顯大于單一表面活性劑和單一油相，為單一表面活性劑和單一油相的4.48倍。經(jīng)上述結(jié)果可知，采用增溶油量法篩選的微乳處方是(Tween80-labrasol1∶4)的混合表面活性劑與乙醇為助表面活性劑，(Gemseal 40-油酸6∶4)為混合油相。

圖4 混合油相、混合表面活性劑與單一油相、單一表面活性劑的增溶油量(w%)(25℃)

2.3 電導(dǎo)率法繪制雷公藤微乳的擬三元相圖 將油相與混合溶液(S+CoS)按0.5 ∶9.5，1 ∶9，2 ∶8，3 ∶7，4 ∶6，5 ∶5，6 ∶4，7 ∶3，8 ∶2，9 ∶1 的比例磁力攪拌混勻，25℃下恒溫20 min后，磁力攪拌下向混合液中定量滴加蒸餾水，邊加水邊測(cè)體系的電導(dǎo)率，做體系水的百分量與電導(dǎo)率變化的曲線，記錄曲線的相變點(diǎn)及體系由澄清變混濁的臨界點(diǎn)。計(jì)算臨界點(diǎn)體系各相組成部分的比例，用origin 7.5軟件作圖，可得到上述各體系較為精細(xì)的擬三元相圖［5］。根據(jù)油相與S、CoS篩選的結(jié)果，采用測(cè)量電導(dǎo)率的方法詳細(xì)繪制以下體系(Oil/S/CoS/Water)油酸/Labrasol/乙醇/水、油酸/Brij 721/乙醇/水、油酸/SDS/乙醇/水、油酸-Gemseal 40/Tween80-Labrasol/乙醇/水的三元相圖。結(jié)果見(jiàn)圖5。

由測(cè)得的電導(dǎo)率找出各體系微乳液的不同類型的分界點(diǎn)，并由此繪制出各體系的精細(xì)三相圖。深色的區(qū)域?yàn)镺/W區(qū)，灰色的區(qū)域?yàn)锽.C.雙連續(xù)型區(qū)域，LC為液晶相區(qū)域，G為凝膠相區(qū)域，連線以下為乳劑型區(qū)域(E)。由圖5可見(jiàn)，油酸-Gemseal 40(Gemseal40-油 酸 6 ∶4)/Tween80-Labrasol(Tween80-labrasol 1 ∶4)/乙醇/水體系，Km=2 ∶1時(shí)的O/W區(qū)域最大，與通過(guò)表面張力和增溶油量篩選出的的結(jié)果一致。

2.4 雷公藤提取物微乳的制備 根據(jù)以上偽三元相圖的研究結(jié)果，從油酸-Gemseal 40/Tween80-Labrasol/乙醇/水體系的擬三元相圖中篩選6個(gè)不同的處方，制備載藥量為0.5%的微乳液。首先將0.5 g雷公藤提取物溶于表1所示量的無(wú)水乙醇中，微膜濾過(guò)，備用。表面活性劑、水和油按表1所示量均勻混合，攪拌條件下緩慢滴入備用液中，得到棕黃色透明微乳液。并采用離心法3 000 r/min速度離心5 min，觀察是否分層或是否澄明，如仍澄明或判斷為穩(wěn)定的微乳。結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 雷公藤提取物微乳的處方設(shè)計(jì)

圖5 體系的精細(xì)三元相圖(25℃)

由表1可知，綜合篩選出的微乳區(qū)域，篩選區(qū)域中的6個(gè)處方進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果均能形成透明澄清，有藍(lán)色乳光的溶液。經(jīng)離心實(shí)驗(yàn)后，仍能保持澄清透明。由此認(rèn)為通過(guò)表面張力、增溶油量、電導(dǎo)率篩選出的微乳處方是科學(xué)、可行的。

3 討論

3.1 表面張力與微乳形成的關(guān)系 根據(jù)負(fù)界面張力原理，微乳的形成與產(chǎn)生的負(fù)界面張有關(guān)。其中表面活性劑降低界面張力促進(jìn)微乳的形成，是微乳形成所必需的物質(zhì);助表面活性劑可協(xié)助表面活性劑降低界面張力，減少微乳形成時(shí)的界面彎曲能，調(diào)節(jié)表面活性劑的HLB值，使表面活性劑在油與水界面有較多的吸附;油相選擇應(yīng)與界面膜表面活性劑分子之間保持一定的滲透和結(jié)合，油相分子的鏈長(zhǎng)越短滲透進(jìn)入界面膜的程度越深，易于形成微乳［4］。因此，微乳的形成應(yīng)盡可能使體系有更低的表面張力。用表面張力儀來(lái)篩選微乳處方中助表面活性劑與表面活性劑的搭配，有一定的指導(dǎo)意義。界面張力、CMC值越小的表面活性劑與助表面活性劑的組合，增容油量越大，形成的O/W微乳范圍越大。此法與傳統(tǒng)的作擬三元相圖篩選的方法相比，更方便、快捷。

3.2 表面張力與增溶油量在篩選微乳處方中的關(guān)系 表面活性劑水溶液增溶油相量的多少，可間接反映微乳區(qū)域的大小。增溶油量越多，形成微乳的區(qū)域越大，載藥量也越大。且在相同比例下，界面張力降低越大的表面活性劑與助表面活性劑的混合溶液，增溶油相的量也是最多。篩選微乳混合油相、混合表面活性劑組合時(shí)，可選擇混合后油/水界面張力最小的組合，可使微乳增溶油量更大，同時(shí)易于形成微乳。而且通過(guò)表面張力法篩選油相與S、CoS的搭配不僅可快速、便捷的進(jìn)行大量篩選，覆蓋面較廣，而且可以考察出某一體系最適宜的Km值(S/CoS)。用此法來(lái)篩選微乳處方的油相與S、CoS的復(fù)配，同時(shí)亦可以得到適宜的Km值，相比做一系列的不同組分、不同Km值的擬三元相圖方法，更簡(jiǎn)便，快捷，也兼顧全面。

3.3 電導(dǎo)率繪制偽三元相圖 通過(guò)電導(dǎo)率繪制偽三元相圖結(jié)果與采用表面張力和增溶油相的結(jié)果一致，均是油酸-Gemseal 40(Gemseal 40-油酸6∶4)/Tween80-Labrasol(Tween80-labrasol 1 ∶4)/乙醇/水體系，Km=2∶1時(shí)的O/W區(qū)域最大。該法可對(duì)偽三元相圖中澄清的非乳劑區(qū)域進(jìn)行更詳細(xì)的分區(qū)，特別是找出O/W微乳區(qū)域，比一般文獻(xiàn)僅靠肉眼觀察更為客觀，準(zhǔn)確。一般以肉眼觀察出現(xiàn)藍(lán)色乳光即為形成O/W微乳，溶液變黏稠來(lái)判斷液晶相與凝膠相的形成。但以肉眼判斷則無(wú)法準(zhǔn)確判斷W/O到雙連續(xù)區(qū)，再到O/W區(qū)的轉(zhuǎn)變，且許多體系往往不會(huì)出現(xiàn)明顯的凝膠相或液晶相，這給肉眼的觀察增加了判斷的難度。加水稀釋過(guò)程中，電導(dǎo)率變化出現(xiàn)的相變點(diǎn)均可反映在擬三元相圖上，使得擬三元相圖的分區(qū)更加細(xì)致而準(zhǔn)確，解決了以往在三元相圖連線以內(nèi)區(qū)域選擇處方制備微乳，卻往往得不到微乳溶液的問(wèn)題。

綜上所述，表面張力、增溶油量、電導(dǎo)率3種方法的綜合應(yīng)用能快速地對(duì)微乳處方進(jìn)行篩選。與傳統(tǒng)方法相比不僅更簡(jiǎn)捷，很好的解決傳統(tǒng)方法在篩選過(guò)程中的盲目性，而且能夠準(zhǔn)確地反映出制作過(guò)程中的各相轉(zhuǎn)變點(diǎn)成功制備微乳。

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