載帶姜黃素的卵磷脂/果膠鋅凝膠球的性能

劉 敏，趙遠航，王麗娟，諶 晨，吳家全，武文潔

(天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，天津 300457)

載帶姜黃素的卵磷脂/果膠鋅凝膠球的性能

劉 敏，趙遠航，王麗娟，諶 晨，吳家全，武文潔

(天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，天津 300457)

采用滴制法制備載帶姜黃素的卵磷脂/果膠鋅凝膠球，以粒徑、粒質(zhì)量、載藥量、包封率以及體外釋藥性能為評價指標，討論工藝參數(shù)對評價指標的影響．實驗制備的載帶姜黃素的卵磷脂/果膠鋅凝膠球成球均勻，平均粒徑1.34～1.59mm，平均粒質(zhì)量1.74～3.45mg．當卵磷脂與果膠的質(zhì)量比為5∶4、藥膠質(zhì)量比為16∶20、氯化鋅質(zhì)量濃度為70g/L、果膠質(zhì)量濃度40g/L、NaOH質(zhì)量濃度為30g/L時，載藥量為18.03%，包封率為85.81%，模擬小腸液中8h累積釋藥率為1.64%，再進入模擬結(jié)腸環(huán)境36h累積釋藥率為68.72%．結(jié)果表明，卵磷脂的加入改善了果膠鋅凝膠球?qū)S素的載帶效果以及緩釋效果．

姜黃素；果膠；卵磷脂；結(jié)腸靶向給藥；凝膠球

果膠廣泛存在于植物果皮中，如蘋果、柑橘、南瓜等，是一種天然親水性高分子膠，廣泛用于食品、藥品行業(yè)．果膠生物相容性好，常用作藥物的載體材料[1]．由于果膠在結(jié)腸定位給藥途徑中能保持完整的結(jié)構(gòu)，并被結(jié)腸菌群所產(chǎn)生的特異性酶降解，所以顯示出良好的應(yīng)用前景[2]．但是由于果膠在生理環(huán)境中易發(fā)生溶脹，致使在生理環(huán)境中溶解度高的藥物易提前釋放出來[3]．本課題組曾報道兩性小分子物質(zhì)卵磷脂對果膠基結(jié)腸定位給藥系統(tǒng)的影響，卵磷脂的加入改善了果膠鋅凝膠球?qū)胚崦佬恋妮d藥釋藥性能[4]．

姜黃素是從姜黃中提取的一種植物多酚物質(zhì)[5]，具有多種藥理作用，如保肝、抗炎、抗氧化、抗癌等，且抗癌譜廣、幾乎無毒副作用，被認為是理想的天然抗癌先導(dǎo)化合物之一[6]．但由于其水溶性差，在體內(nèi)吸收少、代謝過快，生物利用度低，限制它的應(yīng)用[7]．

本文以果膠為載體，氯化鋅為交聯(lián)劑，加入改性劑卵磷脂，采用滴制法制備載帶姜黃素的卵磷脂/果膠鋅凝膠球，考察卵磷脂/果膠鋅凝膠球結(jié)腸定位給藥體系對姜黃素的載帶效果及釋藥性能．

1 材料與方法

1.1 藥品與儀器

果膠(蘋果果膠，酯化度62.14%)，三門峽富元果膠工業(yè)有限公司；姜黃素(Cur，純度95%)，三信天然色素有限公司；果膠酶，天津市利華酶制劑技術(shù)有限公司；卵磷脂(PC)，北京華清美恒天然產(chǎn)物技術(shù)開發(fā)有限公司；氯化鋅(分析純)，天津大學(xué)科威新材料科技開發(fā)公司；其他試劑均為分析純．

756,PC型紫外可見分光光度計，上海光譜儀器有限公司；JSM–6380型掃描電鏡，F(xiàn)EI公司；79,HW–1型恒溫磁力攪拌器，江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；D–8401型電動攪拌器，天津市華興科學(xué)儀器廠；XYJ–802型離心沉淀機，江蘇醫(yī)療儀器廠；DB–2型數(shù)顯控溫電熱板，江蘇金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠；HH–ZK2型雙孔恒溫水浴鍋，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司．

1.2 凝膠球的制備

采用滴制法[8]，以姜黃素為模型藥物，高甲氧基蘋果果膠為載體．向經(jīng)過氫氧化鈉皂化的40g/L果膠溶液中加入卵磷脂和姜黃素，超聲分散，制成懸濁液，滴加到70g/L氯化鋅溶液中，形成卵磷脂/果膠凝膠球，繼續(xù)凝膠反應(yīng)10min后，洗滌、干燥備用．

1.3 檢測方法

1.3.1 平均粒徑和平均粒質(zhì)量的測定

隨機取50粒樣品，測定其長度和質(zhì)量，并計算平均粒徑和平均粒質(zhì)量．

1.3.2 載藥量和包封率的測定[9]

紫外分光光度法測定姜黃素含量，并計算載藥量和包封率．測定波長為427nm，標準方程為A＝0.160,3ρ＋0.008,6(r＝0.999,7)，其中：A為吸光度，ρ為質(zhì)量濃度，r為回歸系數(shù)．

式中：mAQ為載入凝膠球的姜黃素質(zhì)量，g；mTQ為投入姜黃素質(zhì)量，g；mWP為所得姜黃素果膠凝膠球的總質(zhì)量，g．

1.3.3 體外釋藥性能的測定[10]

采用紫外分光光度法對體外釋藥性能進行測定，檢測波長為427nm．pH 6.8的磷酸鹽緩沖溶液(含0.5%的吐溫80)1,L模擬小腸液，180r/min、(37 ±0.5)℃恒溫水浴攪拌，每隔1h取樣5mL，過濾后測定吸光度，按標準曲線計算不同時間的累積釋藥率．標準曲線方程為A＝0.151,2ρ－0.012,7(r＝0.999,7)．

1.3.4 模擬結(jié)腸液實驗

在模擬小腸液(pH 6.8的磷酸鹽緩沖溶液，含0.5%的吐溫80)中加入果膠酶，即模擬結(jié)腸液，模擬結(jié)腸實驗，具體方法同1.3.2．

2 結(jié)果與討論

2.1 凝膠球的電鏡掃描結(jié)果

凝膠球的電鏡掃描結(jié)果如圖1所示．制備的果膠鋅凝膠球和卵磷脂/果膠鋅凝膠球呈均勻的球形顆粒，但是加入卵磷脂的凝膠球體積要稍大一些．從切面圖可以看到，卵磷脂/果膠鋅凝膠球的內(nèi)部空洞比果膠鋅凝膠球少一些．

圖1 果膠鋅凝膠球和卵磷脂/果膠鋅凝膠球及其切面電鏡圖Fig. 1SEM images of the hydrogel microspheres of zincpectin and lecithin/zinc-pectin at optimized conditions and its cross-section

2.2 姜黃素與果膠質(zhì)量比對凝膠球性能的影響

姜黃素與果膠質(zhì)量比對凝膠球性能的影響結(jié)果見表1．由表1可見：隨著姜黃素加入量的增加，即姜黃素與果膠質(zhì)量比增加，凝膠球的平均粒徑和平均粒質(zhì)量均呈現(xiàn)遞增的趨勢，密度變化不大．凝膠球的成球狀況在姜黃素與果膠質(zhì)量比為13∶20至16∶20范圍內(nèi)時較好，當姜黃素加入量過大時，成球均勻性變差，拖尾逐漸嚴重．

表1 姜黃素與果膠質(zhì)量比對凝膠球性能的影響Tab. 1 Effect of mass ratio of curcumin to pectin on the performance of composite microspheres

隨著姜黃素與果膠質(zhì)量比增加，載藥量呈現(xiàn)增加的趨勢，包封率隨著姜黃素與果膠質(zhì)量比的增大呈現(xiàn)先升后降的趨勢．

不同姜黃素與果膠質(zhì)量比的8h累計釋藥率曲線如圖2所示．

圖2 不同姜黃素與果膠質(zhì)量比的8h累積釋藥率Fig. 2 Effect of different mass ratio of curcumin to pectin on drug release in 8h

隨著姜黃素與果膠質(zhì)量比的增加，8h累積釋藥率總體呈上升趨勢；姜黃素與果膠質(zhì)量比小于1∶1時，8h累積釋藥率小于5%；姜黃素與果膠質(zhì)量比大于1∶1、小于2∶1時，8h累積釋藥率5%～10%．

綜合考慮，選擇姜黃素與果膠質(zhì)量比為16∶20時為最佳條件．

2.3 卵磷脂與果膠質(zhì)量比對凝膠球性能的影響

卵磷脂與果膠質(zhì)量比對凝膠球性能的影響結(jié)果見表2．由表2可見，隨著卵磷脂與果膠質(zhì)量比的增加，凝膠球平均粒徑和平均粒質(zhì)量均呈現(xiàn)增大的趨勢，密度變化不大．凝膠球的成球狀況在卵磷脂與果膠質(zhì)量比為1∶4至5∶4范圍內(nèi)時較好．

隨著卵磷脂與果膠質(zhì)量比的增大，凝膠球的載藥量和包封率呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，當卵磷脂加入比例過大時，載藥量和包封率出現(xiàn)明顯的下降，當卵磷脂與果膠質(zhì)量比為5∶4時，載藥量與包封率均為最佳．

表2 卵磷脂與果膠質(zhì)量比對凝膠球性能的影響Tab. 2 Effect of mass ratio of lecithin to pectin on the performance of composite microspheres

圖3為不同卵磷脂與果膠質(zhì)量比的凝膠球在模擬小腸液中的8h累積釋藥率曲線．當卵磷脂與果膠質(zhì)量比為3∶4和5∶4時8h累積釋藥降低到1%以下，比未加卵磷脂的凝膠球表現(xiàn)出了顯著的緩釋優(yōu)勢，引入卵磷脂后在一定程度上提高了體系疏水性．當卵磷脂添加過量時緩釋效果會變差，卵磷脂與果膠質(zhì)量比為7∶4時，累積釋藥率高達100%，這可能是由于過多的卵磷脂會影響鋅離子與果膠的交聯(lián).

圖3 不同卵磷脂與果膠質(zhì)量比的8h累積釋藥率Fig. 3Effect of different mass ratio of lecithin to pectin on drug release in 8h

綜上，當卵磷脂與果膠質(zhì)量比5∶4為最佳條件．

2.4 氯化鋅質(zhì)量濃度對凝膠球性能的影響

氯化鋅質(zhì)量濃度對凝膠球性能的影響結(jié)果見表3．由表3可見：隨著氯化鋅質(zhì)量濃度增大，平均粒徑和平均粒質(zhì)量呈現(xiàn)遞增趨勢，密度變化不大．凝膠球的成球狀況在氯化鋅質(zhì)量濃度為70～90g/L時較好．

表3 氯化鋅質(zhì)量濃度對凝膠球性能的影響Tab. 3 Effect of ZnCl2concentration on the performance of composite microspheres

凝膠球的載藥量和包封率隨著交聯(lián)劑氯化鋅質(zhì)量濃度的增加均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，當氯化鋅質(zhì)量濃度為70g/L時，載藥量與包封率均為最佳．

圖4為不同氯化鋅交聯(lián)劑質(zhì)量濃度下制備的凝膠球在模擬小腸液中的8h累積釋藥率曲線．由圖4和表3可知：氯化鋅質(zhì)量濃度過低時，凝膠球緩釋性能不佳；隨著氯化鋅質(zhì)量濃度增加，凝膠球緩釋性能明顯提高，這可能是由于隨著鋅離子濃度增大，果膠與鋅離子的交聯(lián)緊密，藥物分子不易釋放出來．氯化鋅質(zhì)量濃度70g/L時為最佳氯化鋅質(zhì)量濃度，8h累積釋藥率0.95%．因此，氯化鋅質(zhì)量濃度70g/L為最佳條件．

圖4 不同ZnCl2質(zhì)量濃度的8h累積釋藥率Fig. 4 Effect of different ZnCl2concentration on drug release in 8h

2.5 體外模擬結(jié)腸液中的釋藥性能

制備兩種凝膠球：(1)載帶姜黃素的卵磷脂/果膠鋅凝膠球A(制備條件：姜黃素與果膠質(zhì)量比16∶20，卵磷脂與果膠質(zhì)量比5∶4，氯化鋅質(zhì)量濃度70g/L，果膠濃度40g/L，NaOH質(zhì)量濃度30g/L)；(2)不含卵磷脂的姜黃素果膠鋅凝膠球B(制備條件：姜黃素與果膠質(zhì)量比16∶20，氯化鋅質(zhì)量濃度70g/L，果膠濃度40g/L，NaOH質(zhì)量濃度30g/L)．

針對上述兩種凝膠球進行模擬結(jié)腸液中的體外釋藥性能實驗，結(jié)果如圖5所示：a曲線為不含卵磷脂的凝膠球B在模擬小腸液中36h釋藥曲線，8h的累積釋藥率98.33%，36h累積釋藥率100%；b曲線為載帶姜黃素的卵磷脂/果膠鋅凝膠球A，先在模擬小腸液中8h，再在模擬結(jié)腸液中繼續(xù)到36h的釋藥曲線，8h累積釋藥率1.64%，在模擬結(jié)腸液介質(zhì)中36h累積釋藥率68.72%；c曲線為載帶姜黃素的卵磷脂/果膠鋅凝膠球A在模擬小腸液中36h釋藥曲線，8h累積釋藥率0.97%，36h累積釋藥率55.65%．

圖5 體外模擬結(jié)腸環(huán)境中累積釋藥性能Fig. 5 Drug release in simulated coloic fluid

3 結(jié) 論

(1)采用滴制法，皂化高甲氧基蘋果果膠為骨架材料，氯化鋅為交聯(lián)劑，制成載帶姜黃素的卵磷脂/果膠鋅凝膠球．

(2)卵磷脂的加入改善了果膠鋅凝膠球?qū)S素的載帶效果以及緩釋效果．當卵磷脂與果膠質(zhì)量比為5∶4、姜黃素與果膠質(zhì)量比為16∶20、氯化鋅質(zhì)量濃度為70g/L時，載藥量從11.63%提高到18.03%，包封率從38.70%提高到85.81%，模擬小腸液中8h累積釋藥率從98.33%降低到0.95%．模擬小腸液中8h累積釋藥率1.64%，再進入模擬結(jié)腸環(huán)境中，36h累積釋藥率為68.72%．參考文獻：

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［10］國家藥典委員會. 中華人民共和國藥典(二部)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

責(zé)任編輯：郎婧

Performance of Lecithin/Zinc-pectin Composite Microspheres Carrying Curcumin

LIU Min，ZHAO Yuanhang，WANG Lijuan，CHEN Chen，WU Jiaquan，WU Wenjie

(College of Material Science and Chemical Engineering，Tianjin University of Science & Technology，Tianjin 300457，China)

Hydrogel microspheres were prepared with the dripping method，and the effect of parameters on the size，weight，drug loading，encapsulation efficiency and the vitro drug release properties of the microspheres were investigated. It has been found that the formulations were spherical with the average diameter of 1.34-1.59mm，and the average mass was 1.74-3.45mg. When the mass ratio of lecithin to pectin was 5∶4，the mass ratio of curcumin to pectin 16∶20，the mass concentration of ZnCl270g/L，the mass concentration of pectin 40g/L，and the mass concentration of NaOH 30g/L，the encapsulation efficiency was 85.81%，drug loading 18.03%，and drug release in simulated intestines fluid for 8h was only 1.64%；and then drug release in simulated colonic fluid for 36h was 68.72%. The addition of lecithin has improved the performance of zinc-pectin-lecithin composite microspheres carrying curcumin.

curcumin；pectin；lecithin；colon targeted drug delivery；hydrogel microsphere

TB332；O636.1

A

1672-6510(2014)04-0044-04

10.13364/j.issn.1672-6510.2014.04.010

2013–11–20；

2014–02–18

劉 敏（1988—），女，山東濰坊人，碩士研究生；通信作者：武文潔，教授，wwjie@tust.edu.cn.