6－巰基嘌呤在HPMCAS包覆介孔分子篩SBA－15藥物系統(tǒng)中的緩釋行為研究＊

陳 稚，吳都督，何仰芬，陳文芳

（廣東醫(yī)學(xué)院：1.分析中心；2.藥學(xué)院，廣東 東莞 523808）

6－巰基嘌呤（6－MP）是常用的抗癌藥物。但在傳統(tǒng)口服給藥方式中，藥物在到達(dá)腸道以前大部分就被胃吸收或者被胃中的酶所破壞，這樣不僅降低了藥物到達(dá)腸道后的有效濃度，而且藥物對造血系統(tǒng)的毒副反應(yīng)容易使胃、肝等正常器官受到傷害［1－2］。最近，納米技術(shù)的發(fā)展激發(fā)了廣大研究者使用新開發(fā)的納米材料作為醫(yī)藥載體的興趣。而硅基介孔分子篩因具有分布均勻且連續(xù)可調(diào)的納米孔徑、高比表面積和良好的生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，已成為一種新型藥物載體［3－9］。另外，考慮到胃和腸道各自環(huán)境中pH的差異，如能設(shè)計(jì)一種pH控制的藥物釋放載體應(yīng)用于腸道藥物控釋應(yīng)該是一個(gè)切合實(shí)際的研究方向。然而，到目前為止，基于介孔分子篩這種新型載體的腸道藥物控釋研究卻只有很少的報(bào)道。部分學(xué)者利用羧基官能化SBA－15表面的COOH和聚電解質(zhì)PDDA之間的靜電相互作用，研究開發(fā)了一種pH敏感藥物釋放載體，但該釋控系統(tǒng)對酸過于敏感，對6－MP應(yīng)用于腸道給藥價(jià)值不大［10］。因此，如果能設(shè)計(jì)出一種pH控制腸道藥物釋控系統(tǒng)，它能夠很明顯地延緩6－MP在胃液中的釋放速度，而且又不限制6－MP在腸液中的釋放，那么所得到的應(yīng)是一個(gè)好的腸道靶向藥物釋放系統(tǒng)。而且該釋控系統(tǒng)還可阻止毒副反應(yīng)對胃、肝等器官的損害，對腸癌的治療應(yīng)具有廣闊的前景。醋酸羥丙基甲基纖維素琥珀酸酯（HPMCAS）是以羥丙基甲基纖維素與醋酐、琥珀酸酐酯化得到的一種性能優(yōu)良的pH敏感的包覆材料，它因具有安全無毒、溶解性好、在體內(nèi)不易被酶破壞等特點(diǎn)，是一種理想的介孔分子篩的包覆材料［11］。本文以pH敏感的HPMCAS作為包衣材料，通過簡單的提拉方法，將其包覆于介孔分子篩SBA－15表面，制備pH敏感的HPMCAS／SBA－15藥物控釋載體，同時(shí)以6－MP為模型藥物，將其負(fù)載于控釋載體中，并考察其在模擬胃液（SGF）和模擬腸液（SIF）中的緩釋行為，以驗(yàn)證HPMCAS／SBA－15載體的pH敏感性能。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑 6－巰基嘌呤分析純由Sigma公司提供；醋酸羥丙基甲基纖維素琥珀酸酯分析純由湖州四風(fēng)生物科技有限公司提供；P123分析純由Aldrich公司提供；正硅酸乙酯分析純由天津市化學(xué)試劑一廠提供；磷酸二氫鉀、磷酸氫鉀分析純由天津科密歐化學(xué)試劑公司提供；無水乙醇、鹽酸分析純由廣東番禺化學(xué)試劑廠提供。

1.2 方法

1.2.1 介孔分子篩SBA－15的合成 在磁力攪拌下，將6.0g表面活性劑P123加入到80mL 1.5mol／L的HCl溶液中，恒定溫度在40℃，攪拌至P123完全溶解后，加入8.0mL的正硅酸乙酯。反應(yīng)混合物在40℃下恒溫?cái)嚢?4h后轉(zhuǎn)移至100mL的晶化釜中，于100℃下晶化36h。所得產(chǎn)物過濾后，用去離子水和無水乙醇反復(fù)沖洗直至濾液的pH為7.0，然后樣品在80℃下干燥，最后將樣品在索氏抽提器中用無水乙醇萃取48h，80℃下烘干即得純硅基介孔SBA－15。

1.2.2 藥物吸附 分別取1.0g SBA－15粉末和1.5g 6－巰基嘌呤，加入到250mL的去離子水和甲醇的等體積混合溶劑中。室溫下攪拌12h后過濾，所得固體在80℃烘箱中干燥。取2.0mL濾液稀釋到25.0mL，用 WFZ－26A型紫外可見分光光譜儀（天津拓普儀器有限公司）測定溶液中的6－MP的濃度，并按以下公式確定載藥量。載藥量＝［（投入藥物質(zhì)量－游離藥物質(zhì)量）／載體質(zhì)量］×100% 。

1.2.3 HMPCP／SBA－15的制備和藥物緩釋 取0.20g負(fù)載了藥物的SBA－15粉末，在5.0MPa的軸向壓力下制得13mm×3mm的藥片。然后將4.0g的HPMCAS加入到甲醇和去離子水的混合溶劑中（甲醇和水的體積比＝1∶1），攪拌至HPMCAS全部溶解。接著以提拉的方式在SBA－15藥片上包覆HPMCAS聚合物，提拉的速度控制在20cm／min。每個(gè)藥片的HPMCAS包覆過程分重復(fù)5次。最后，將包覆有HPMCAS聚合物膜的藥片置烘箱中干燥1h，備用。然后，在100r／min的攪速下，將以上所得藥片分別在模擬胃液（pH ＝1.2，HCl水溶液）和模擬腸液（pH＝7.4，磷酸氫鉀和磷酸二氫鉀的緩沖溶液）中研究藥物緩釋行為，實(shí)驗(yàn)溫度控制在37℃。用WFZ－26A型紫外可見分光光譜儀測定溶液中釋放出來的6－巰基嘌呤的濃度，并按以下公式確定藥物釋放率。藥物釋放率＝（釋放過程中游離的藥物質(zhì)量／負(fù)載的藥物質(zhì)量）×100%。

1.2.4 材料表征 透射電鏡（TEM）測試于日立H 600透射電鏡儀進(jìn)行，具體操作：首先把少量樣品放入稱量瓶內(nèi)，乙醇作分散劑，超聲振蕩20min后，用潔凈的滴管取一滴于銅網(wǎng)上，干燥后進(jìn)行觀察，操作電壓為200kV。

紅外光譜在FTS175C－UMA500型傅利葉紅外光譜儀（美國Bio－Rad公司）上測得，光譜分辨率為4cm－1，掃描累加128次。采用KBr壓片法進(jìn)行測定。

X－射線衍射（XRD）測試于日本理學(xué)（Rigaku）D／max－γA型X射線衍射儀進(jìn)行，使用CuKα輻射（λ＝0.154 2nm），金屬Ni濾波，石墨單色器，電壓40kV，電流30mA，閃爍記數(shù)器記錄強(qiáng)度。

N2吸附脫附和孔分布在美國Tristar 3000自動(dòng)物理吸附儀上進(jìn)行。樣品在80℃和10－6mm Hg下脫氣12h后，在－196℃下進(jìn)行測定，并由Brunauer－Emmett－Teller（BET）方程計(jì)算樣品的比表面積，用Barrett－Joyner－Halenda（BJH）方法和N2吸附－脫附曲線中的脫附分支計(jì)算材料的孔分布。

2 結(jié) 果

2.1 SBA－15介孔分子篩的材料表征與其負(fù)載6－MP前后的XRD圖 圖1是SBA－15介孔分子篩透射電鏡圖。由圖可見，本文所合成的SBA－15長度約為10～20m。圖2是負(fù)載6－MP前后的SBA－15介孔分子篩的XRD圖，由圖可見，SBA－15在負(fù)載6－MP前后均在2θ＝1.0°左右存在一個(gè)六方晶系d100衍射主峰。

圖1 SBA－15介孔分子篩的透射電鏡圖

圖2 SBA－15介孔分子篩的XRD圖

2.2 SBA－15介孔分子篩的主要紅外吸收峰變化與織構(gòu)參數(shù)和藥物負(fù)載量 表1列舉了SBA－15介孔分子篩在吸附6－MP前后的主要紅外特征吸收峰的變化。由表1可見，純SBA－15介孔分子篩在3 462.0、1 648.0、1 089.0、971.1和801.8cm－1出現(xiàn)特征吸收峰。其中，3 462.0cm－1屬于分子篩表面吸附水的O－H伸縮振動(dòng)，1 648.0cm－1屬于吸附水的O－H彎曲振動(dòng)，1 089.0cm－1屬于 Si－O 的不對稱伸縮振動(dòng)，971.1cm－1和801.8cm－1屬于SiO－H 的彎曲振動(dòng)［10］。當(dāng)SBA－15介孔分子篩吸附6－MP后，其表面除了依然有上述硅骨架的特征峰外，還在2 590.0cm－1和1 588.0cm－1出現(xiàn)了新的特征峰。其中，2 590.0cm－1屬于6－MP的S－H伸縮振動(dòng)，1 588.0cm－1屬于－C＝N－的伸縮振動(dòng)［12］。根據(jù)UV／Vis所測得的濃度，計(jì)算出6－MP在SBA－15介孔分子篩上的藥物負(fù)載量為10.4%。表2列舉了SBA－15介孔分子篩在吸附6－MP前后的主要織構(gòu)參數(shù)的變化。藥物負(fù)載后，分子篩的比表面由429.4m2／g降為401.8 m2／g，孔容由0.847cm3／g降為0.802cm3／g，孔徑由6.8nm降為6.4nm。

圖3 6－MP在純SBA－15和 HPMCAS／SBA－15中的釋放曲線

2.3 兩種載藥粒在模擬胃液、腸液中的緩釋和膜的干燥溫度對藥物釋放的影響 SBA－15載藥粒和 HPMCAS／SBA－15載藥粒在模擬胃液和模擬腸液中的緩釋行為見圖3。膜的干燥溫度對藥物釋放行為的影響見圖4。

圖4 膜的不同干燥溫度對6－MP在HPMCAS／SBA－15中的釋放影響

表1 SBA－15介孔分子篩的主要紅外吸收峰（cm－1）

表2 SBA－15介孔分子篩的結(jié)構(gòu)參數(shù)和藥物負(fù)載量

3 討 論

圖1表明本文合成的介孔分子篩具有直徑均一的棒狀結(jié)構(gòu)。圖2中SBA－15出現(xiàn)的d100衍射峰，表明樣品長程有序的六方孔道結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成，且與文獻(xiàn)報(bào)道一致［13］。另外，SBA－15在負(fù)載6－MP后，其XRD圖基本不變，表明6－MP在SBA－15負(fù)載并不會(huì)改變分子篩的有序結(jié)構(gòu)。

表1中歸屬于6－MP的特征峰的出現(xiàn)，意味著6－MP已成功地負(fù)載到介孔SBA－15的表面。在表2中，分子篩在吸附藥物后，其比表面、孔徑和孔容都有不同程度的減小，這可能是由于藥物6－MP分子負(fù)載到介孔SBA－15的孔道內(nèi)的緣故。另外，根據(jù)UV／Vis所測得的濃度，計(jì)算出6－MP在SBA－15介孔分子篩上的藥物負(fù)載量為10.4%。

從圖3a中可以看到，未包覆HPMCAS的SBA－15載藥粒在模擬胃液中釋放6－MP的速度很快，而 HPMCAS包覆的SBA－15載藥粒在模擬胃液中釋放6－MP的速度較慢。這表示HPMCAS／SBA－15可以很好的延緩6－MP在模擬胃液中的釋放速度。另外，本研究發(fā)現(xiàn)，在模擬腸液中，藥物緩釋過程基本不受所包覆的HPMCAS膜層的影響，包覆前后的藥物緩釋曲線變化不大，6－MP在模擬腸液中均可快速釋放（圖3b）。由此可見，該藥物緩釋系統(tǒng)，不僅可以明顯延緩6－MP在胃液中的釋放速度，而且又不影響6－MP在腸液中的釋放，因而是一種理想的pH敏感載體。

另外，本研究考察了膜的干燥溫度對藥物釋放行為的影響［14］。從圖4a可見，樣品干燥溫度越高，6－MP的釋放速度越慢。而在模擬腸液中，本研究發(fā)現(xiàn)制樣時(shí)的干燥溫度對6－MP的釋放速度基本沒有影響，6－MP在短時(shí)間內(nèi)均可快速釋放（圖4b），這主要是因?yàn)镠PMCAS在模擬腸液中，其表面的靜電斥力起主導(dǎo)作用，可使其快速溶解的緣故［15］。

綜上所述，本文通過簡單的提拉鍍膜的方法，將HPMCAS成功包覆于負(fù)載有6－MP的SBA－15藥片的表面，制備了pH敏感型藥物緩釋材料HPMCAS／SBA－15，并且考察了其在模擬胃液和模擬腸液中的緩釋行為。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，HPMCAS／SBA－15能夠有效地延緩抗癌藥物6－MP在模擬胃液中的釋放速度，且不影響藥物在模擬腸液中的釋放速度，是一種良好的pH敏感型藥物緩釋材料，有望在腸道腫瘤治療的主動(dòng)靶向和控制釋藥方面取得應(yīng)用。

［1］ 張波，徐小薇，曾學(xué)軍，等.巰嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶活性對硫唑嘌呤中間代謝物6－巰基嘌呤藥動(dòng)學(xué)的影響［J］.中國藥學(xué)雜志，2006，41（14）：1093－1096.

［2］ 冶保獻(xiàn)，木合塔爾·吐爾洪，曲松.抗癌藥物6－巰基嘌呤與DNA相互作用的電化學(xué)研究［J］.分析科學(xué)學(xué)報(bào)，2004，20（4）：364－366.

［3］ Angelos S，Johansson E，Stoddart JF，et al.Meslostructured silica supports for functional materials and molecular machines［J］.Adv Funct Mater，2007，17（14）：2261－2271.

［4］ Vallet－Regi M，Rámila A，Del Real RP，et al.A new property of MCM－41：Drug delivery system［J］.Chem Mater，2001，13（2）：308－311.

［5］ Radu DR.，Lai CY，Jeftinija K，et al.A polyamidoamine dendrimer－capped mesoporous silica nanosphere－based gene transfection reagent［J］.J Am Chem Soc，2004，126（41）：13216－13217.

［6］ Song SW，Hidajat K，Kawi S.Functionalized SBA－15materials as carriers for controlled drug delivery：Influence of surface properties on matrix－drug interactions［J］.Langmuir，2005，21（21）：9568－9575.

［7］ Horcajada P，Ramila A，Gerard F，et al.Influence of superficial organic modification of MCM－41matrices on drug delivery rate［J］.Solid State Sci，2006，8（10）：1243－1249.

［8］ 董貝貝，李彩霞，李永，等.介孔分子篩SBA－15的研究進(jìn)展 ［J］.化學(xué)研究，2012，23（4）：97－100.

［9］ 陳如大，任非，李國鋒，等.紫杉醇聚氰基丙烯酸正丁酯納米粒制備研究 ［J］.南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，30（4）：763－766，770.

［10］Yang Q，Wang S，F(xiàn)an P，et al.pH－Responsive Carrier System Based on Carboxylic Acid Modified Mesoporous Silica and Polyelectrolyte for Drug Delivery ［J］.Chem Mater，2005，17（24）：5999－6003.

［11］邵自強(qiáng)，鄭一平，李永紅，等.醋酸羥丙基甲基纖維素琥珀酸酯的性能表征 ［J］.中國藥學(xué)雜志，2005，40（11）：846－849.

［12］Zhao DY，F(xiàn)eng JL，Huo QS，et al.Triblock copolymer syntheses of mesoporous silica with heriodic 50to 300 angstrom pores［J］.Science，1998，279（5350）：548－552.

［13］任宏江，王雄斌，王渭娜.2，6－二巰基嘌呤異構(gòu)體紅外光譜的量子化學(xué)理論研究 ［J］.西安文理學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，11（1）：72－76.

［14］徐武軍，高強(qiáng)，徐耀，等.基于 HPMCP包覆介孔SBA－15的pH 敏感藥物緩釋系統(tǒng)［J］.化學(xué)學(xué)報(bào)，2008，66（14）：1658－1662.

［15］Qiu Y，Park K.Environment－sensitive hydrogels for drug delivery［J］.Adv Drug Deliv Rev，2001，53（3）：321－339.