ACA微囊的處方和工藝因素對囊膜通透性及強度的影響

呂超，傅紅興，吳嵐嵐，李慧，劉云西，賈雪超，閆麗

（溫州醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院，浙江 溫州 325035）

ACA微囊的處方和工藝因素對囊膜通透性及強度的影響

呂超，傅紅興，吳嵐嵐，李慧，劉云西，賈雪超，閆麗

（溫州醫(yī)學(xué)院 藥學(xué)院，浙江 溫州 325035）

目的：通過考察不同處方和工藝制備的吲哚美辛海藻酸鈉-殼聚糖-海藻酸鈉（ACA）微囊的體外釋放，研究影響囊膜通透性及膜強度的因素。方法：以吲哚美辛為模型藥物，采用不同的交聯(lián)劑氯化鈣、氯化鋇，改變海藻酸鈉、殼聚糖、檸檬酸鈉濃度及制備工藝來制備微囊，以藥物的體外釋放曲線來評價囊膜的通透性，通過超聲破碎評價微囊的強度。結(jié)果：影響微囊中藥物釋放的主要因素為處方中的交聯(lián)劑，提高海藻酸鈉、殼聚糖濃度、降低液化囊心時間，微囊通透性下降；氯化鈣為交聯(lián)劑制備的微囊強度較小。結(jié)論：通過處方和工藝調(diào)節(jié)有望得到通透性和膜強度適宜的ACA微囊。

微囊；通透性；強度；吲哚美辛

微囊化細胞、蛋白質(zhì)或小肽等藥物進行移植或口服給藥是目前正在發(fā)展的前景廣闊的給藥途徑[1-3]，用殼聚糖、聚左賴氨酸包裹海藻酸鈣/鋇芯粒子制備的海藻酸鈉-殼聚糖-海藻酸鈉（ACA）微囊和海藻酸鈉-聚左賴氨酸-海藻酸鈉（APA）微囊廣泛應(yīng)用于該領(lǐng)域[4-7]。

殼聚糖是一種多功能材料，無毒、化學(xué)穩(wěn)定性好。制備海藻膠-殼聚糖微膠囊通常是將海藻酸鈣/鋇芯粒子懸浮在殼聚糖醋酸溶液中成膜[8]，制備條件溫和，不需要有機溶劑，適合于有生物活性的蛋白質(zhì)類藥物，在化工、食品科學(xué)等領(lǐng)域也有很好的應(yīng)用[9-11]。但微囊囊膜的通透性和機械強度是困擾其廣泛應(yīng)用的兩大因素，文獻對Ca2+和Ba2+用于制備此種含藥微囊有較多報道[12-13]，但有關(guān)處方和工藝因素對其膜通透性和強度的影響研究報道較少。

本研究以難溶性藥物吲哚美辛為模型藥物，通過不同處方和工藝制備含藥ACA微囊，考察其體外釋放和微囊的超聲強度，研究影響囊膜通透性及膜強度的因素，為開發(fā)具有適宜膜通透性和強度的ACA微囊奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試劑和儀器

1.1.1 試劑：海藻酸鈉（上海精細化工科技有限公司）；氯化鈣（華盛化工試劑有限公司）；氯化鋇（西隴化工股份有限公司）；吲哚美辛（99.0%，江蘇太倉制藥廠）；泊洛沙姆188（F68，德國巴斯夫公司），十二烷基硫酸鈉（SDS，國藥集團化學(xué)試劑有限公司）；殼聚糖（分子量51000 Da，浙江金殼生物化學(xué)有限公司）；其余均為分析純。

1.1.2 儀器：D-800LS智能藥物溶出儀（天津大學(xué)無線電廠）；UV-7502 PC紫外分光光度計（上海欣茂儀器有限公司）；磁力攪拌器（上海志威電器有限公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 ACA微囊的制備：參考微囊的制備工藝[10-11]，將含一定量吲哚美辛的海藻酸鈉溶液通過滴管滴至100 mmol/L的氯化鈣或氯化鋇溶液中反應(yīng)形成海藻酸鈣/鋇膠珠；用0.9%氯化鈉溶液洗滌3次，棄去上清液得到膠珠I；加入殼聚糖溶液10 mL，反應(yīng)一定時間，用0.9%氯化鈉溶液洗滌3次，棄去上清液得到膠珠II；再將膠珠II混懸于0.15%的海藻酸鈉溶液中反應(yīng)一定時間，用0.9%氯化鈉溶液洗滌3次，棄去上清得到膠珠III；將膠珠III混懸于枸櫞酸鈉溶液中液化囊心，用0.9%氯化鈉溶液洗滌3次，得到含吲哚美辛的ACA微囊IV。

選擇不同的處方和工藝，將制備得到的不同膠珠和微囊分別進行釋放度測定，考察微囊的通透性；并對微囊進行超聲破碎和膨脹率測定，考察其囊膜強度。

1.2.2 吲哚美辛含量測定方法的建立：吲哚美辛在1%十二烷基硫酸鈉溶液中溶解度約為0.9 mg·mL-1。藥物在十二烷基硫酸鈉水溶液中紫外掃描結(jié)果顯示，在265 nm處有較好吸收。精密稱取吲哚美辛原料制備標準曲線，以吸光度（A）對濃度（μg·mL-1）作圖，得到的標準曲線方程為：C（μg·mL-1）＝23.706 A－0.6215，r=0.9999，說明藥物在濃度2.5～30.0 μg·mL-1范圍內(nèi)線性良好，確定了藥物的紫外測定方法。

1.2.3 囊膜強度的評價：①超聲破碎：選取20個微囊置于蒸餾水中，在80 W功率下超聲，觀察不同時間微囊的破損率。②膨脹率：文獻報道也可用膨脹率S表示微囊強度[2]。膜強度與膨脹率成反比。

注：Dt：微膠囊的平均直徑；D0：微膠珠的平均直徑

1.2.4 囊膜通透性的評價：以吲哚美辛藥物的體外釋放快慢來評價微囊膜的通透性。按照《中華人民共和國藥典》2010年版二部釋放度測定方法第一法，以500 mL 1%的十二烷基硫酸鈉水溶液為釋放遞質(zhì)，轉(zhuǎn)速100 r·min-1，溫度（37.0±0.5）℃，分別于不同時間取樣5 mL，同時補充等體積同溫釋放遞質(zhì)，于265 nm處測吸光度，以空白釋放遞質(zhì)調(diào)零，計算藥物的累積釋放百分率，并畫出藥物累積釋放曲線圖。

2 結(jié)果

2.1 ACA微囊的外觀性狀 本方法制備的吲哚美辛ACA微囊外觀均為白色、圓整的小球，直徑約為4.0 mm，大小均勻，但肉眼觀察以氯化鋇為交聯(lián)劑的微囊比以氯化鈣為交聯(lián)劑制得的微囊表面光滑。

2.2 不同配方和工藝制備得到的吲哚美辛ACA微囊通透性考察

2.2.1 不同金屬離子交聯(lián)劑的影響：處方一：用1.5%海藻酸鈉與100 mmol/L CaCl2溶液中反應(yīng)10 min，加入0.3%殼聚糖溶液反應(yīng)5 min，再將微珠混懸于0.15%海藻酸鈉溶液中5 min，用55 mmol/L枸櫞酸鈉溶液液化囊心5 min；處方二：用1.5%海藻酸鈉與100 mmol/L BaCl2溶液反應(yīng)10 min，其余處方和工藝同處方一。

對處方一和處方二不同制備階段得到的膠珠和微囊進行釋放度測定，得到的釋放曲線見圖1。

圖1 不同金屬離子交聯(lián)劑制備的各階段膠珠和微囊的藥物平均累積釋放結(jié)果

由圖1可知，以氯化鈣為交聯(lián)劑得到的各階段膠珠藥物釋放均比以氯化鋇為交聯(lián)劑的快。以氯化鈣為交聯(lián)劑，藥物膠珠在液化囊心后釋放最快，說明液化囊心對微囊的藥物釋放有較大影響；而該趨勢在以氯化鋇為交聯(lián)劑得到的各階段膠珠中變化不明顯，提示以Ba2+為交聯(lián)劑得到的各階段膠珠膜孔均較致密。

2.2.2 海藻酸鈉、殼聚糖和檸檬酸鈉濃度對ACA微囊藥物釋放的影響：為研究影響囊膜通透性的處方因素，本研究在處方一中選擇與氯化鈣反應(yīng)的海藻

酸鈉濃度分別為1.5%、1.6%、1.8%、2.0%，殼聚糖濃度為0.1%、0.3%、0.5%，檸檬酸鈉濃度為70、55、40 mmol/L，其余不變，得到的ACA微囊D的藥物釋放曲線見圖2。

圖2 不同配方因素制備的ACA-吲哚美辛微囊的藥物平均累積釋放結(jié)果

由圖2可知，海藻酸鈉濃度越高，藥物釋放越慢，增加殼聚糖和檸檬酸鈉的濃度，也可使藥物釋放速率減慢，此可能解釋為囊膜的通透性與海藻酸鈉與氯化鈣的交聯(lián)程度、殼聚糖與氯化鈣的置換程度呈正相關(guān)，而與檸檬酸鈉液化囊心的程度呈負相關(guān)。

2.2.3 不同制備工藝對ACA微囊藥物釋放曲線的影響：以Ca2+為交聯(lián)劑，分別選擇海藻酸鈉與氯化鈣反應(yīng)時間為2、4、7 min，與殼聚糖反應(yīng)的時間為3、5、8 min，液化囊心時間為3、4、5、6 min得到的ACA-Ca微囊D的藥物釋放曲線圖見圖3。

圖3 不同工藝因素制備的ACA-吲哚美辛微囊的藥物累積釋放結(jié)果

由圖3可知，海藻酸鈉與氯化鈣反應(yīng)的時間不同，檸檬酸鈉液化囊心的時間在4～6 min內(nèi)，藥物的累積釋放速率并沒有顯示相應(yīng)的變化，說明此工藝條件下ACA微囊的性質(zhì)并無大改變，但液化囊心時間為3 min時，藥物釋放較慢，可能為檸檬酸鈉液化囊心不完全，藥物要透過海藻膠形成的屏障，到達囊膜外。

2.3 微囊強度 根據(jù)“2.2”的結(jié)果，我們選擇配方一與配方二的不同交聯(lián)劑制備的ACA微囊D進行膨脹率和超聲破碎實驗比較，結(jié)果如表1。

表1 氯化鈣和氯化鋇為交聯(lián)劑制備的微囊膨脹率及超聲破碎率比較

從表1可以看出，以氯化鈣為交聯(lián)劑制備的微囊與以氯化鋇為交聯(lián)劑制備的微囊相比，膨脹率較高，而囊膜強度比氯化鋇為交聯(lián)劑的低。

3 討論

ACA微囊的開發(fā)具有廣闊的市場前景。ACA微囊的制備方法文獻報道較多，配方濃度和反應(yīng)時間也有不同報道，因此導(dǎo)致處方不均勻，本研究有助于各微囊研究人員進行微囊相關(guān)藥物的開發(fā)提供通透性和強度變化因素的參考。

處方中交聯(lián)劑Ca2+、Ba2+的選擇對囊膜的通透性有較大影響；海藻酸鈉、殼聚糖濃度的提高使囊膜的通透性下降，而檸檬酸鈉濃度的提高則使囊心液化的程度提高，囊膜也可能被部分液化，使藥物釋放加快；在一定范圍內(nèi)改變海藻酸鈉與氯化鈣反應(yīng)時間、海藻酸鈣膠珠與殼聚糖反應(yīng)時間和檸檬酸鈉液化囊心時間，藥物累積釋放曲線均無明顯改變，但縮短液化囊心時間，則微囊液化囊心不充分，藥物釋放速率較慢。

本實驗中筆者也曾用過氯化鎂和殼聚糖直接作為第一步反應(yīng)的交聯(lián)劑，但海藻酸鈉與兩者反應(yīng)10 min后，得到的膠珠強度均太低，只在海藻膠珠外形成一層薄膜。此外在殼聚糖溶液中添加不同濃度的泊洛沙姆188做致孔劑，調(diào)節(jié)氯化鋇和氯化鈣不同濃度制備ACA吲哚美辛微囊，但藥物的釋放均不受影響。微囊最終在藥物釋放后溶解于釋放遞質(zhì)中，因此顯示了該微囊很好的降解性能。

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R944

B

1000-2138（2012）01-0075-04

2011-08-08

國家自然科學(xué)基金資助項目（81071277）；浙江省自然科學(xué)基金資助項目（Y2080915）；浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動資助項目（2011R413006）。

呂超（1988-），男，安徽亳州人，本科生。

傅紅興，藥劑學(xué)碩士，講師，Email：hx_fu79@163.com。

丁敏嬌）

·論 著·