氟苯尼考微球的制備及緩釋性能的研究

李仲謹(jǐn)，田曉靜，楊 威

（陜西科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，教育部輕化工助劑化學(xué)與技術(shù)重點實驗室，陜西西安710021）

氟苯尼考微球的制備及緩釋性能的研究

李仲謹(jǐn)，田曉靜，楊 威*

（陜西科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，教育部輕化工助劑化學(xué)與技術(shù)重點實驗室，陜西西安710021）

以可溶性淀粉作為原料，N，N′－亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，采用包埋法制備了氟苯尼考淀粉微球，通過響應(yīng)曲面實驗設(shè)計，以載藥量和包封率的綜合得分為指標(biāo)，優(yōu)化了氟苯尼考淀粉微球的制備工藝；并進一步采用體外動態(tài)釋藥法評價其釋藥特征；分別用激光粒度分布儀和掃描電鏡對載藥微球進行了表征。結(jié)果表明最佳工藝條件為：淀粉4g、氟苯尼考0.18g，交聯(lián)劑0.94g，反應(yīng)時間1.46h；影響因素的大小依次為：氟苯尼考質(zhì)量＞交聯(lián)劑用量＞反應(yīng)時間；按優(yōu)化工藝參數(shù)制得的載藥微球載藥量28.1%，包封率為64.2%；氟苯尼考淀粉微球體外釋藥規(guī)律符合一級釋放方程和Korsmeyer－Peppas模型方程；氟苯尼考載藥微球具有一定緩釋效果，其制備方法合理可行。

淀粉微球，氟苯尼考，包埋載藥，響應(yīng)曲面法，體外釋藥

淀粉微球（starch microspheres）因具有無毒性、生物相容性、可生物降解性、價格低廉等優(yōu)點，已作為靶向制劑的藥物載體在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域得到廣泛研究和應(yīng)用［1－2］。氟苯尼考（Florfenico1）是一種優(yōu)良的動物專用廣譜抗生素［3］，為氯霉素第三代產(chǎn)品，獸醫(yī)臨床上廣泛應(yīng)用于治療敏感菌所致的畜禽細菌性疾病，且效果顯著。有抗吸收好、菌譜廣、體內(nèi)分布廣泛等優(yōu)點［4－5］，但因本品水溶性極差，造成藥物在動物體內(nèi)的吸收及生物利用度很低，故提高該藥的水溶性對于提高生物利用度具有重要意義［6］。作者采用響應(yīng)曲面法研究了氟苯尼考淀粉微球的制備工藝，并考察了其緩釋性能，旨在為氟苯尼考淀粉微球緩釋藥物的實際應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

氟苯尼考 湖北武穴市龍翔藥業(yè)有限公司，2007060015；可溶性淀粉 藥用，惠安集團；環(huán)己烷

西安三浦精細化工廠；NaOH 天津市博迪化工有限公司；Span－60，Tween－60 天津市科密歐科技有限公司；K228、NaHSO3天津市河?xùn)|區(qū)紅巖試劑廠；無水乙醇 天津市津東天正化學(xué)試劑廠；乙酸乙脂、磷酸 天津市化學(xué)試劑六廠；N，N′－亞甲基雙丙烯酰胺 生化試劑，天津市化學(xué)試劑三廠；以上試劑均為分析純，實驗用水為蒸餾水。

水浴鍋、離心機 上海安亭科學(xué)儀器廠；恒溫干燥箱 101A－I，上海亞明熱處理設(shè)備有限公司；超聲波清洗器 KQ－50E，昆山市超聲儀器有限公司；紫外可見分光光度計 UV75－18，天津市拓普儀器有限公司；激光粒度分布儀 BT－9300Z，丹東百特科技有限公司；掃描電子顯微鏡 KYKY1000B，上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 氟苯尼考載藥淀粉微球的制備 將80mL環(huán)己烷加入裝有冷凝器和攪拌裝置的250mL三口燒瓶中升溫至50℃，Span60與Tween60按質(zhì)量比為2∶1的比例加入適量。在30mL水中加入4g可溶性淀粉在80℃左右使其溶解，再加入一定量的氟苯尼考和N，N′－亞甲基雙丙烯酰胺、0.6g過硫酸鉀，溶解后加入油相中攪拌乳化。30min后，加入0.6g亞硫酸氫鈉，升溫至60℃反應(yīng)約2h后停止，分別用乙酸乙酯、無水乙醇、丙酮洗滌，離心，真空干燥，即得。

1.2.2 因素水平確定 根據(jù)單因素考察結(jié)果，選定氟苯尼考和淀粉的投料質(zhì)量比（A）、交聯(lián)劑的質(zhì)量（B）、反應(yīng)時間（C）為影響因素，每因素3水平，見表1。1.2.3 評價指標(biāo) 取0.5g氟苯尼考載藥淀粉微球，加入10mL的10g/L!－淀粉酶，在60℃下充分降解，然后取濾液稀釋到一定濃度范圍，用紫外可見分光光度計檢測其濃度。計算氟苯尼考載藥量（Y1）和包封率（Y2）。

表1 實驗因素水平及編碼

1.2.4 氟苯尼考淀粉微球的溶脹率和粒徑分布

1.2.4.1 氟苯尼考淀粉微球的溶脹率測定 稱取多份等量載藥微球，室溫下在水中浸泡24h，離心分離，傾去上層清液，用濾紙吸去樣品多余水分后迅速稱重，按下式計算其溶脹率（SR）：

式中，SR為溶脹率，W0為溶脹前干膠的質(zhì)量（g），W為溶脹后水凝膠的總質(zhì)量（g）。

1.2.4.2 氟苯尼考淀粉微球的粒徑分布 向激光粒度分布儀樣品槽中加入一定量的氟苯尼考淀粉微球直至遮光率為15%左右，檢測其粒徑分布。

1.2.5 氟苯尼考淀粉微球的表征 取適量的氟苯尼考淀粉微球真空冷凍干燥后噴金制樣，掃描電子顯微鏡觀測微球形貌及表面形態(tài)。

1.2.6 體外釋藥特征 采用動態(tài)透析法考察氟苯尼考淀粉微球的體外釋藥。精密稱取3批載藥微球各適量，加入到已經(jīng)處理好的透析袋中，再加5mL磷酸鹽緩沖液（PBS），夾緊兩端，置于裝有200mL PBS的燒杯中，在37℃下磁力攪拌，分別在第0.25、0.5、1、1.5、4、6、10、12、16h取樣5mL稀釋一定的倍率用紫外可見分光光度計檢測濃度，并在燒杯中補加5mL PBS。測定3批樣品的釋藥特征，繪制累積釋藥曲線。

2 結(jié)果與分析

2.1 氟苯尼考淀粉微球的粒徑分布

實驗測得優(yōu)化工藝條件下制得的載藥微球，平均溶脹率為225.2%（n=6），結(jié)果表明載藥微球的吸水性良好；經(jīng)激光粒度分布儀測得的載藥微球的平均粒徑為113.51"m，淀粉微球的粒徑分布較窄，無雙峰現(xiàn)象，基本呈正態(tài)分布，粒徑分布如圖1。

圖1 載藥淀粉微球的粒徑分布圖

2.2 載藥淀粉微球表面形態(tài)分析

圖2是氟苯尼考淀粉微球的掃描電鏡圖，從圖中可以看出載藥淀粉微球表面粗糙，形貌圓整，大小均一。

圖2 載藥淀粉微球表面形態(tài)SEM照片（×1000）

2.3 響應(yīng)曲面實驗結(jié)果

以載藥量（Y1）和包封率（Y2）為指標(biāo)，綜合考慮各項指標(biāo)的優(yōu)劣及重要程度排序，最高的記為10分，最低記為1分，其他按照比例關(guān)系計算出得分，然后將載藥量得分和包封率得分相加，得出每號實驗結(jié)果的經(jīng)驗得分Y0，然后把它作為因變量，將各指標(biāo)經(jīng)驗得分分別作為自變量Y1、Y2，求出它們的回歸線性方程式：Y=0.725Y1+0.293Y2－26.000。再把各號實驗的指標(biāo)實測值代入線性回歸方程式計算即得該號實驗結(jié)果的線性回歸綜合得分，以綜合得分作為響應(yīng)值，響應(yīng)結(jié)果見表2。

利用Design－Expert軟件對表2中的數(shù)據(jù)進行回歸分析，得出二次多元回歸模型為：Y=12.14－0.81x1－0.52x2－0.043x3－0.60x1x2+0.015x1x3+0.55x2x3－，說明該模型與實際實驗擬合較好。

表2 響應(yīng)曲面分析方案及實驗結(jié)果

表3 回歸分析結(jié)果

表3為回歸分析結(jié)果表，回歸方程的各項方差分析結(jié)果表明，一次項和二次項均有顯著性因素，即各實驗因子對響應(yīng)值的影響不是簡單的線性關(guān)系。因此，該回歸方程可以較好地描述各因素與響應(yīng)值之間的真實關(guān)系，可以利用該回歸方程來確定淀粉微球包載氟苯尼考的最佳制備條件。

2.4 響應(yīng)面的分析

根據(jù)回歸方程作出不同因子的響應(yīng)面分析圖，見圖3。圖3分別是當(dāng)氟苯尼考用量、交聯(lián)劑用量和反應(yīng)時間3因素之一取零水平時，其他2因素對于綜合得分的影響。通過觀察可以發(fā)現(xiàn)：在實驗范圍內(nèi)，綜合得分隨實驗因素的變化趨勢都是先增大后減小，且3個因素中對綜合得分影響最大的是氟苯尼考用量，交聯(lián)劑質(zhì)量次之，反應(yīng)時間影響最小。

為了進一步確證最佳點的值，對回歸方程取一階偏導(dǎo)等于零數(shù)并整理得：－0.81－3.96x1－0.6x2+0.015x3=0；－0.52－0.6x1－3.56x2+0.55x3=0；－0.043+0.015x1+0.55x2－1.32x3=0，解得x1=－0.185、x2=－0.128、x3=－0.088。代入變換公式即得氟苯尼考質(zhì)量0.18g，交聯(lián)劑用量0.94g，反應(yīng)時間1.46h，即在0.18g，交聯(lián)劑用量0.94g，反應(yīng)時間1.46h時，理論最佳得分為13.25。

圖3 綜合得分的響應(yīng)曲面

2.5 回歸模型的實驗驗證

按照最佳合成條件下進行驗證實驗，3次實驗的最終載藥量28.1%，包封率為64.2%，綜合得分13.2，實驗值模型的理論值相差1.13%，可見該模型可以較好地反映綜合得分與各影響因素的關(guān)系。

2.6 體外釋藥特征

氟苯尼考載藥淀粉的體外釋藥曲線見圖4。圖4中氟苯尼考呈持續(xù)緩慢釋放的趨勢，釋藥初期為快速釋藥，在該階段，存在于微球表面的藥物較快地釋放出來；后期為緩慢釋藥，存在于淀粉微球孔隙中的藥物逐漸釋放出來。

圖4 氟苯尼考載藥微球的釋藥曲線（n=3）

將圖4中累積釋放曲線分別用零級、一級和Korsmeyer－Peppas模型方程擬合得回歸方程，結(jié)果見表4。

表4 氟苯尼考淀粉微球的體外累積釋藥曲線擬合結(jié)果

由表4可知：累積釋放曲線與一級釋放方程和Korsmeyer－Peppas模型方程擬合較好，n值為0.7192（0.45＜n＜0.89）［10］，表明氟苯尼考從淀粉微球網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的釋放以擴散為主，骨架溶蝕為輔。

3 結(jié)論

3.1 通過響應(yīng)曲面實驗和回歸評分法得出氟苯尼考淀粉微球微膠囊的最佳制備工藝條件是：80mL環(huán)己烷、30mL水、淀粉4g、氟苯尼考0.18g、交聯(lián)劑0.94g、反應(yīng)溫度60℃、反應(yīng)時間1.46h。經(jīng)驗證最佳工藝條件下制備的載藥微球的載藥量28.1%，包封率為64.2%。

3.2 激光粒度分布儀和掃描電鏡的分析表明：氟苯尼考載藥淀粉微球表面粗糙，外觀圓整，粒徑分布均勻，跨度較小。

3.3 氟苯尼考載藥淀粉微球具有一定的緩釋性能，累積釋放曲線一級釋放方程和Korsmeyer－Peppas模型方程擬合較好，氟苯尼考的釋放以擴散為主，骨架溶蝕為輔。

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Study on the preparation and drug release of florfenicol starch microsphere inclusion compound

LI Zhong－jin，TIAN Xiao－jing，YANG Wei*
（Key Laboratory of Auxiliary Chemistry&Technology for Chemical Industry，Ministry of Education，Institute of Chemistry and Chemical Engineering，Shaanxi University of Science&Technology，Xi’an 710021，China）

Florfenicol starch microsphere were synthesized with soluble starch as material and N，N′－methylene－bis－acrylamide as crosslinking agent by using pack cementation method.The preparation process was optimized by Response Surface Methodology based on the evaluation indicators of the drug loading and encapsulation efficiency.The constant temperature vibration dialysis method was carried out to evaluate theophylline release from florfenicol starch microspheres inclusion compound in vitro.Florfenicol starch microsphere inclusion compound was characterized by laser particle analyzer and scan electron microscope.The results indicated the best technological conditions were that：the quantity of soluble starch，tilmicosin and N，N′－methylene－bis－acrylamide were 4g，0.18g，0.94g respectively，and the reacting time was 1.46h.Influence factorswere the quantityofN，N′－methylene－bis－acrylamide，the quantity ratio of tilmicosin to soluble starch，the reacting time，the quantity of emulsifier in order.The drug loading and embedding ratio were respective 28.1%and 64.2%by optimizing conditions.The drug release profile could be described by first－order release equation and Korsmeyer－Peppas equation.The retarded release could be observed and this preparation method was reasonable and feasible.

starch microsphere；florfenicol；pack cementation method；response surface methodology；drug release in vitro

TS231

B

1002－0306（2011）02－0205－04

2010－06－29 *通訊聯(lián)系人

李仲謹(jǐn)（1946－），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事天然產(chǎn)物的改性研究。

國家自然科學(xué)基金資助項目（50573046）；陜西省教育廳產(chǎn)業(yè)化培育項目（02JC05）；陜西科技大學(xué)研究生創(chuàng)新基金資助。