納米糊精微球?qū)︻^孢曲松鈉的吸附及其釋藥性能

張 素 敏， 賈 治 勇， 孫 慶 元

( 1.大連工業(yè)大學(xué) 生物與食品工程學(xué)院， 遼寧 大連 116034;2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院， 山西 太谷 030801 )

0 引 言

微球作為一種新型的藥物載體，在醫(yī)藥學(xué)方面被廣泛地應(yīng)用和研究。納米級(jí)的微球更是由于其粒子小，可以更好地實(shí)現(xiàn)靶向輸送、局部給藥[1]，這使得納米粒子在藥物和基因輸送方面具有許多優(yōu)越性[2]。聚合物作為載體與藥物利用納米科技制成納米藥物，作為靶向藥物制劑，可以大大地提高藥物的生物利用度[3-4]。迄今為止，很多用于藥物輸送的納米載體材料是納米高分子聚合物[5]，但這類(lèi)材料存在的毒性等問(wèn)題對(duì)其發(fā)展造成了阻礙。近年來(lái)，有良好生物相容性、可生物降解的多糖材料逐漸得到研究者的青睞，已有很多研究是采用淀粉[6-7]和β-環(huán)糊精[8-9]制作微球用作藥物載體。糊精是一種分子質(zhì)量較小的天然物質(zhì)，且糊精分子的糖鏈較淀粉要短，易于與交聯(lián)劑反應(yīng)。因此，本文采用糊精為原料，用反相微乳液法制得納米糊精微球，并在模擬人體血液環(huán)境中對(duì)其吸附載藥以及釋藥性能進(jìn)行了研究。正常人體血漿的pH是7.4[10]，所以選擇較穩(wěn)定的pH 7.4的磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉作為介質(zhì)。人體血液中淀粉酶量的正常值為40～220 U/L，本研究所加的α-淀粉酶量在相應(yīng)的介質(zhì)中的活度為185 U/L。

1 材料和方法

1.1 材 料

糊精、Span60、Tween60,化學(xué)純；正己烷、正戊醇、無(wú)水乙醇、磷酸氫二納、磷酸二氫鈉，分析純；三偏磷酸鈉,食品級(jí)；注射用頭孢曲松鈉(C18H18N8O7S3·3.5H2O摩爾質(zhì)量：661.59 g/mol)；α-淀粉酶(3 700 U/g)。

1.2 方 法

1.2.1 納米糊精微球的制備

以糊精為原材料，選用正己烷為油相，Span60和Tween60為表面活性劑，正戊醇為助表面活性劑，三偏磷酸鈉為交聯(lián)劑，用反相微乳液法制得了納米糊精微球；并通過(guò)正交試驗(yàn)優(yōu)化制備工藝，優(yōu)化后制得微球經(jīng)激光粒度儀測(cè)定平均粒徑為178.5 nm[11]，并用優(yōu)化條件后制得的微球來(lái)進(jìn)行吸附載藥性及釋藥性試驗(yàn)。

1.2.2 納米糊精微球的吸附載藥性能

1.2.2.1 頭孢曲松鈉標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

用pH 7.4的磷酸二氫鈉-磷酸氫二鈉緩沖液配置頭孢曲松鈉溶液，質(zhì)量濃度為0.01 mg/mL，同法配制空白微球的混懸液，用752紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)進(jìn)行紫外全波長(zhǎng)掃描。最后選擇240 nm作為頭孢曲松鈉以pH 7.4的磷酸二氫鈉-磷酸氫二鈉緩沖液為介質(zhì)的測(cè)定波長(zhǎng)。

用pH 7.4的磷酸二氫鈉-磷酸氫二鈉緩沖液配置頭孢曲松鈉溶液，質(zhì)量濃度為0.1 mg/mL。 分別量取1、2、3、4、5、6 mL標(biāo)準(zhǔn)液于50 mL容量瓶中，用磷酸緩沖液定容及作為參比液。用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)在240 nm處測(cè)定其吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到線性方程：

y=0.134 3+53.914 3x，R=0.999 4

1.2.2.2 微球載藥量與包封率的測(cè)定

將空白微球100 mg，加入到一定濃度的頭孢曲松鈉-磷酸緩沖液中，在磁力攪拌器上攪拌10 min后靜置至1 h，使其吸附，離心。取上清液在240 nm處用磷酸緩沖液作參比液測(cè)其吸光度，得到游離的頭孢曲松鈉的量。微球的載藥率和藥物的包封率的計(jì)算公式為

1.2.2.3 吸附平衡時(shí)間的考察

分別用磷酸緩沖液配制頭孢曲松鈉溶液20 mL，質(zhì)量濃度為1 mg/mL，各加入空白微球0.1 g，在25 ℃下分別磁力攪拌10 min后靜置至0.5、1.0、1.5 h，離心，取上清液測(cè)吸光值，計(jì)算載藥率和包封率。

1.2.2.4 投藥量對(duì)載藥的影響

分別用磷酸緩沖液配制頭孢曲松鈉溶液20 mL，質(zhì)量濃度分別為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mg/mL。各加入空白微球0.1 g，在25 ℃下磁力攪拌10 min后靜置至1 h，離心后取上清液測(cè)吸光值，計(jì)算載藥率和包封率。

1.2.2.5 溫度對(duì)載藥的影響

分別用磷酸緩沖液配制頭孢曲松鈉溶液20 mL，質(zhì)量濃度為1 mg/mL，各加入空白微球0.1 g，分別在25、37、50 ℃下磁力攪拌10 min后靜置1 h，離心取上清液測(cè)吸光值，計(jì)算載藥率和包封率。

1.2.3 載藥微球的釋藥性能

用磷酸緩沖液配制頭孢曲松鈉溶液160 mL，質(zhì)量濃度為1 mg/mL，加入空白微球0.8 g，在25 ℃下磁力攪拌10 min至1.5 h后，取10 mL混合液，離心后測(cè)吸光值，計(jì)算此時(shí)的游離藥量和載藥量。然后在剩下的150 mL混合液中加入α-淀粉酶7.5 mg，在37 ℃下反應(yīng)(不斷搖晃)每隔一定的時(shí)間，取適量的混合液離心，測(cè)吸光值，計(jì)算游離藥量和釋放度。

釋放度=(A1-A0)/B

式中，A0為未加酶時(shí)的游離藥量,mg；A1為加入淀粉酶降解后的游離藥量,mg；B為未加酶時(shí)微球的載藥量,mg。

2 結(jié)果與分析

2.1 納米糊精微球吸附載藥量與吸附時(shí)間的關(guān)系

由表1可知，糊精微球?qū)︻^孢曲松鈉的吸附載藥量在1.0 h之前，隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)，納米糊精微球的載藥率會(huì)上升，但在吸附1.0 h時(shí)的載藥率和在吸附1.5 h的載藥率是一樣的，說(shuō)明整個(gè)吸附過(guò)程在1.0 h時(shí)已經(jīng)達(dá)到了吸附平衡，糊精微球已經(jīng)最大限度地發(fā)揮了吸附能力。

表1 納米糊精微球載藥率與吸附時(shí)間的關(guān)系Tab.1 Effect of time on adsorption with drug of DNM

2.2 投藥量與納米糊精微球吸附載藥量的關(guān)系

由圖1可知，隨著投藥量的增加，微球的載藥率是逐漸增大的，包封率是逐漸減小的。由于微球表面的孔隙結(jié)構(gòu)，藥物是通過(guò)細(xì)孔進(jìn)入微球內(nèi)部的，所以對(duì)于吸附載藥存在一個(gè)飽和點(diǎn)，當(dāng)吸附達(dá)到平衡時(shí)，增加投藥量，也只能留在介質(zhì)中而不能被微球吸附，雖然投藥量增加，載藥量也會(huì)增加，但是此時(shí)藥物和微球的結(jié)合并不牢固，很容易被洗脫，所以用吸附法載藥時(shí)要綜合考慮投藥量。

圖1 投藥量與載藥率和包封率的關(guān)系Fig.1 The relationships of the dosage with the drug-loading rate and the entrapment rate

2.3 納米糊精微球吸附載藥量與吸附溫度的關(guān)系

由表2可知，隨著溫度的提高，微球的載藥率是逐漸下降的。這是因?yàn)槲⑶蜉d藥時(shí)是一個(gè)物理吸附過(guò)程，隨著溫度的上升，抑制了微球和藥物的吸附作用。從表2還可看到，在考察的溫度范圍內(nèi)，溫度對(duì)吸附載藥的影響并不顯著。

表2 納米糊精微球載藥量與溫度的關(guān)系Tab.2 Effect of temperature on adsorption with drug of DNM

2.4 吸附載藥納米糊精微球的釋藥性能分析

隨著降解時(shí)間的延長(zhǎng)，由于α-淀粉酶的作用，微球逐漸被酶解，釋放出吸附的藥物，介質(zhì)中的游離藥量也在不斷的增加。由圖2可知，在模擬人體血液環(huán)境中，6 h后有23.94%的藥物被釋放。由于糊精微球表面的孔隙結(jié)構(gòu)，溶脹后藥物

圖2 載藥微球的降解曲線Fig.2 The degradation curve of the microsphere with drug

釋放主要是通過(guò)糊精被酶降解或微球的骨架結(jié)構(gòu)的潰散釋放的。結(jié)果表明，在模擬人體血液環(huán)境中，載藥納米糊精微球具有很好的生物降解性。

3 結(jié) 論

納米糊精微球在pH 7.4的磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉緩沖溶液中對(duì)注射用頭孢曲松鈉的吸附率為9.44%；吸附1.0 h后可達(dá)到吸附平衡；糊精微球的載藥能力隨著溫度的升高而下降，但是下降幅度較小，說(shuō)明溫度對(duì)載藥能力的影響不顯著；載藥能力隨著投藥量的增加而增加，但是包封率卻是下降的，所以要綜合考慮最佳的投藥量。載藥微球在模擬人體血液環(huán)境中6 h后有23.94%的藥物被釋放，說(shuō)明納米糊精微球作為藥物載體在人體內(nèi)具有很好的可被降解性。因此納米糊精微球因其具有無(wú)毒及可生物降解性可以被用作藥物載體。

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