殼聚糖-海藻酸鈉黃芩微囊的制備及釋放性能評價

吳菁菁， 呂 敏， 劉克海

(上海海洋大學(xué)，上海201306)

黃芩為唇形科植物黃芩Scutellaria baicalensis Georgi的干燥根，具有清熱燥濕、瀉火解毒、止血、安胎等功效，臨床多用于治療呼吸道感染、急性扁桃體炎、急性咽炎、肺炎及痢疾等疾病。主要成分為黃芩苷、黃芩素、漢黃芩苷等黃酮類化合物［1］，其中黃芩苷是其抗菌、抗炎的主要成分之一［2］，但黃芩苷半衰期短且生物利用度低，用藥劑量大，須頻繁給藥，使得患者服用順應(yīng)性低［3］。將黃芩制成微囊劑，可方便入藥，豐富中藥劑型，同時可改善釋放性能，對探索中藥緩釋制劑研究具有一定示范意義。

海藻酸鈉與殼聚糖均為天然高分子材料，具有良好生物相容性、生物可降解性及低免疫原性，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥等行業(yè)［4］。殼聚糖分子鏈上有大量伯氨基，海藻酸鈉分子鏈上有大量羧基，因此殼聚糖和海藻酸鈉可通過正、負電荷吸引形成聚電解質(zhì)膜，自發(fā)形成微囊［5］。該微囊應(yīng)用于制備中藥緩釋制劑可使藥物釋放得以控制，維持血藥濃度平穩(wěn)，延長其在有效濃度范圍內(nèi)作用時間，降低不良反應(yīng)，并可減少中藥提取物刺激性，提高穩(wěn)定性。此外，微囊通過延長在胃腸道內(nèi)的滯留時間，提高生物利用度［6］。

1 儀器與試藥

1.1 材料

1.1.1 試劑 黃芩(上海榮慶堂實業(yè)發(fā)展有限公司)，殼聚糖(浙江金殼生物化學(xué)有限公司)，海藻酸鈉(國藥集團化學(xué)試劑有限公司)，甲醇為色譜純(Fisher Chemicals)，水為重蒸餾水，其余試劑為分析純。

1.1.2 儀器 510液相色譜儀，配有Waters486檢測器和AnaStar色譜工作站(美國Waters公司);AG135電子天平(感量 0.1 mg;0.01 mg。載量 101 g;31 g。瑞士 Mettler公司);SB2200超聲波清洗器(美國Branson公司);TGL-16G高速離心機(上海圣科儀器設(shè)備有限公司);RCZ-1B溶出度測定儀(上海黃浦藥檢儀器有限公司);HH-S11-2-S電熱恒溫水浴箱(上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司)。

1.2 黃芩提取 稱取黃芩，加水提取3次，每次1 h，第1次加10倍量水，第2次，第3次加8倍量水，濾過，合并濾液，濃縮，備用。

1.3 銳孔-凝固浴法制備黃芩微囊［7］稱取海藻酸鈉適量，加入黃芩水提液中，50℃水浴攪拌至海藻酸鈉溶解，得到一定濃度的海藻酸鈉黃芩水溶液，備用。另取殼聚糖與氯化鈣適量，加水溶解，制成一定濃度的凝固液，備用。針管吸取海藻酸鈉黃芩水溶液，滴入殼聚糖-氯化鈣凝固液中，自發(fā)形成微囊，固化10 min，分離，用水漂洗，晾干，即得。

1.4 正交試驗優(yōu)選微囊制備工藝

1.4.1 因素水平選擇 根據(jù)預(yù)實驗知，采用銳孔-凝固浴法制備微囊，選取藥物濃度、海藻酸鈉濃度及殼聚糖濃度作為因素，考察因素不同水平對微囊化效果的影響，因素水平設(shè)計見表1。

表1 因素水平表

1.4.2 指標(biāo)確定 選擇包封率為指標(biāo)，其原由及評價方法如下:藥物包埋率低，則藥物損失大，達不到制劑目的，故制備載藥微囊時，要求其包封率盡可能高，其測定方法如下:

(1)樣品溶液制備:待測微囊置燒杯中，加水適量，并使藥液充分溶出，并轉(zhuǎn)移至100 mL量瓶，加甲醇10 mL，超聲處理10 min，用重蒸餾水稀釋至刻度，取此液離心10 min(轉(zhuǎn)速為15000 r/min)，分取上清液，即得。取黃芩水提液，同法操作。

(2)樣品測定［8］:采用高效液相色譜法測定黃芩苷量。色譜條件:Shim-pack VP-ODS(4.6 mm ×250 mm，5 μm)柱;甲醇-0.2 mol/L磷酸二氫鈉緩沖液(用磷酸調(diào)節(jié)pH值至2.7)(48∶52)為流動相;檢測波長為275 nm。理論板數(shù)按黃芩苷峰計算應(yīng)不低于5000。記錄色譜圖、峰面積與進樣量作線性回歸，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。黃芩苷進樣量在0.05004～0.40032 μg范圍內(nèi)與峰面積呈很好的線性關(guān)系，回歸方程及相關(guān)系數(shù):Y=29.1391 ×105X-1.4582 ×104，r=0.9999(X為黃芩苷進樣量μg，Y為峰面積)。

(3)包封率計算:包封率(%)=(m1/M1)×100%(m1∶待測微囊中含藥量;M1:投藥量)。

1.5 體外藥物釋放度測定 以200 mL蒸餾水為溶出介質(zhì)，轉(zhuǎn)速100 r/min，溫度為37℃。將一定量微囊放入溶出杯中，在不同時間點取樣，并補入等量介質(zhì)，按上述樣品溶液制備樣品測定方法進行含量測定，并計算各時間點內(nèi)釋放量累積百分率，同時繪制黃芩苷-時間的釋放動力學(xué)曲線。釋放度(%)=(m2/M2)×100%(m2:某時間點藥物累積釋放量;M2:微囊內(nèi)總藥量)。

2 結(jié)果與分析

2.1 正交試驗設(shè)計優(yōu)選微囊制備工藝 銳孔-凝固浴法制備黃芩微囊正交試驗結(jié)果及方差分析見表2、3。

表2 正交實驗結(jié)果

表3 方差分析

由表2直觀評定可見，影響包封率的因素順序為A＞C＞B，其中A、C影響較大，即藥物濃度、殼聚糖濃度有較大影響，其次是海藻酸鈉濃度。從表3知，A、C具有顯著性差異，對微囊制備工藝有較大影響。

對各因素水平選擇，從 A2＞A3＞A1、B3＞B2＞B1、C1＞C3＞ C2，宜分別選 A2、B3、C1，故確定優(yōu)化條件為 A2B3C1，即藥物質(zhì)量濃度0.2g/mL、殼聚糖0.2%、海藻酸鈉2%。按上述工藝條件進行重復(fù)性驗證試驗(見表4)，平均包封率為63.25%，包埋率變異系數(shù)約為1.91%，且微囊成型效果好，大小均勻，說明該工藝合理可行。

表4 重復(fù)性驗證試驗

2.2 黃芩微囊的釋放度曲線 根據(jù)黃芩微囊體外溶出實驗的測定結(jié)果，以時間t(單位h)為橫坐標(biāo)，釋放度為縱坐標(biāo)繪圖，結(jié)果如圖1所示。由圖可以看出，黃芩苷在2 h內(nèi)釋放40%左右，隨后24 h內(nèi)釋放較緩慢，表明該載藥微囊有一定緩釋作用。藥物在前2 h釋放較快，主要來自于吸附在微囊表面的藥物分子，隨后溶劑通過微囊空隙滲入囊內(nèi)，包封于微囊中的藥物溶解于溶劑并從空隙緩慢釋放，從而達到緩釋作用［9］。

圖1 黃芩微囊溶出度釋放曲線

2.3 釋放方程擬合 由圖1的釋放數(shù)據(jù)用零級、一級及Higuchi方程擬合，Q為t時刻藥物釋放度。結(jié)果見表5。

表5 黃芩緩釋微囊釋放曲線的方程擬合

由表5擬合結(jié)果可看出一級方程擬合的相關(guān)系數(shù)最大(r=0.9989)，且Mse最小，說明該方程能較好描述黃芩微囊的體外釋藥特征，其緩釋作用明顯。

3 結(jié)論

通過L9(34)正交試驗確定了銳孔-凝固浴法制備黃芩微囊最佳工藝條件，包埋率可達63.25%，并顯示了良好成型效果，達到了微囊制備的目的和要求。其體外釋放研究表明，殼聚糖/海藻酸鈉黃芩微囊具有明顯緩釋特征，釋藥動力學(xué)擬合符合一級方程，該方法可用于中藥緩釋制劑制備，對探索中藥緩釋制劑研究具有一定示范意義。因中藥成分復(fù)雜，采用單一成分進行體外釋放考察尚不足以全面展現(xiàn)其緩釋特征，故在下一步研究中有必要選擇多成分或化學(xué)指紋圖譜作為探索中藥緩釋制劑的指標(biāo)。

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