辣椒堿-殼聚糖 /海藻酸鈉微球的制備與體外釋藥研究

柳昌武， 曾淼洋， 童張法，2， 韋藤幼，2*

（1.廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院， 廣西 南寧 530004； 2.廣西石化資源加工及過程強化技術(shù)重點實驗室， 廣西南寧 530004； 3.浙江新和成股份有限公司， 浙江 新昌 312500）

辣椒堿-殼聚糖 /海藻酸鈉微球的制備與體外釋藥研究

柳昌武1，3， 曾淼洋1， 童張法1，2， 韋藤幼1，2*

（1.廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院， 廣西 南寧 530004； 2.廣西石化資源加工及過程強化技術(shù)重點實驗室， 廣西南寧 530004； 3.浙江新和成股份有限公司， 浙江 新昌 312500）

目的 制備具有緩釋效果的辣椒堿緩釋制劑，拓寬辣椒堿提取物的應(yīng)用。方法 以辣椒堿提取液為原料，制備了辣椒堿-殼聚糖 /海藻酸鈉微球。 采用單因素法優(yōu)化了辣椒堿-殼聚糖 /海藻酸鈉微球的制備工藝， 并研究了其體外緩釋效果。 結(jié)果 辣椒堿-殼聚糖/海藻酸鈉微球的最佳制備工藝條件為： 海藻酸鈉質(zhì)量濃度為 15.00 g/L、 氯化鈣用量為 4 倍辣椒堿海藻酸鈉混合液體積、 殼聚糖用量為 2 倍辣椒堿海藻酸鈉混合液體積、 辣椒堿濃縮液質(zhì)量濃度為 1.49 g/L， 制備的辣椒堿-殼聚糖 /海藻酸鈉微球包封率達(dá)到 43.6%， 載藥量為 18.2 mg/g。 結(jié)論 體外實驗表明辣椒堿-殼聚糖/海藻酸鈉微球在胃液中釋放較小， 在腸液中具有良好的緩釋控制效果， 滿足緩釋制劑的要求。

辣椒堿； 殼聚糖/海藻酸鈉； 緩釋微球； 釋藥機制

辣椒 堿 （ capsaicin） 化學(xué)名 為 ［ （ 4-羥基-3-甲氧基苯基） -甲基］ -8-甲基-（ 反） -6-壬烯酰胺， 是辣椒中引起辛辣味的主要物質(zhì)［1］， 具有鎮(zhèn)痛、 消炎、 治療凍傷、 止癢、殺菌、 戒毒、 祛風(fēng)濕、 殺蟲、 催淚等［2］藥理作用， 在醫(yī)藥、食品、軍事、農(nóng)藥等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。但是辣椒堿的臨床應(yīng)用常會遇到肝首關(guān)效應(yīng)顯著、 半衰期短［3］、 生物利用度低［4］、 皮膚刺激性強烈［5］等問題。 殼聚糖 /海藻酸鈉微球是一種優(yōu)良的緩釋給藥體系，具有生物相容性良好、機械強度高、原料易得、制備工藝簡單、易于工業(yè)化等優(yōu)點［6］。 利用殼聚糖/海藻酸鈉微膠囊技術(shù)， 將天然藥物有效成分的提取物制備成緩釋制劑，能夠控制有效成分的釋放、維持穩(wěn)定的血藥濃度、提高藥物的生物利用度、降低毒副作用、 提高藥物的穩(wěn)定性。 仲博［7］將辣椒堿分散在魚肝油中，采用兩步法制備辣椒堿海藻酸鈣載藥膠囊，研究了制備因素的影響及釋放模型，但該膠囊在胃中存在釋放刺激問題。本實驗在海藻酸鈉微膠囊的基礎(chǔ)上增加殼聚糖，利用殼聚糖在胃酸的保護下降低辣椒堿的釋放，制備辣椒堿-殼聚 糖 /海 藻 酸 鈉 微 球 （ Capsaicin-Chitosa/Sodium Alginate Microsphere， CCSAM）， 并考察 CCSAM的體外釋藥機制，為辣椒堿的制劑研究提供了一定的技術(shù)借鑒和指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑 指天椒 （粉碎至 80 目， 產(chǎn)于廣西橫縣）； 辣椒堿對照品 （純度≥99%， 上海融禾醫(yī)藥科技發(fā)展有限公司）； 甲醇 （一級色譜純， 天津四友化學(xué)藥劑有限公司）； 海藻酸鈉和殼聚糖 （化學(xué)純， 國藥集團化學(xué)試劑有限公司）。

1.2 主要儀器與設(shè)備 CBM-10A vp 島津-高效液相色譜儀（日本島津公司）； DHL-A型電腦恒流泵 （上海青浦滬西儀器廠）； HZS-H水浴振蕩器 （哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司）； SZM45-T2 體視顯微鏡 （ 寧波舜宇儀器有限公司）。

1.3 辣椒堿-殼聚糖 /海藻酸鈉微球 （CCSAM） 的制備 按文獻(xiàn)［8-9］得辣椒堿濃縮液。 按兩步法制備 CCSAM， 具體方法如下：

（1） 制備辣椒堿海藻酸鈉混合液： 稱取一定量的海藻酸鈉，加入到一定體積辣椒堿濃縮液中，溶解、超聲脫氣、靜置過夜，備用。

（2） 制備殼聚糖溶液： 稱取一定量的殼聚糖， 加入到一定質(zhì)量的 1%醋酸溶液中， 溶解， 用 NaOH溶液調(diào)節(jié) pH至 6.0， 備用。

（3） 制備 CCSAM： 將辣椒堿海藻酸鈉混合液通過恒流泵滴入到一定濃度的氯化鈣溶液中， 持續(xù)攪拌 0.5 h， 抽濾，收集小球；將小球投入殼聚糖溶液中，持續(xù)攪拌交聯(lián)1 h， 抽濾、 水洗、 40 ℃干燥 24 h， 即得 CCSAM。

按單因素試驗法考察海藻酸鈉質(zhì)量濃度、氯化鈣溶液用量、 殼聚糖溶液用量和辣椒堿濃縮液質(zhì)量濃度對 CCSAM的包封率、載藥量以及微球形態(tài)的影響。

1.4 CCSAM體外釋放試驗

CCSAM在人工胃液或人工腸液中的釋放實驗： 稱取0.100 0 g CCSAM置于磨口三角瓶中， 加入 900 mL人工胃液或人工腸液， 將三角瓶置于37 ℃恒溫水浴振蕩器中， 以90 ～100 r/min 的 速 率 振 蕩， 分 別 于 10、 20、 40、 60 min、1.5、 2、 2.5、 3、 4、 6、 8、 10、 12 h 時刻取 1 mL釋放清液， HPLC測定辣椒堿質(zhì)量濃度及累積釋放率， 按式 （1）計算。

模擬 CCSAM連續(xù)通過人工胃液和腸液的釋放實驗： 按上述步驟，先進行2 h人工胃液中的釋放，然后過濾，再進行腸液中的釋放。

C為溶液中辣椒堿質(zhì)量濃度， mg/L； mms為 CCSAM質(zhì)量， g； DL 為 CCSAM 實際載藥量，%； V為釋放介質(zhì)體積， L。

1.5 辣 椒 堿 的 HPLC測 定［8-9］C18Hypersil ODS 色 譜 柱（4.6mm×250mm， 5 μm）； 流動相為甲醇-0.1%磷酸 （65∶35）； 檢測波長 280 nm； 體積流量 0.6 mL/min； 進樣量20 μL； 柱溫室溫。

精確稱取辣椒堿對照品 4.60 mg， 溶解后轉(zhuǎn)移至 500 mL量瓶中并用甲醇定容至刻度， 制得 9.11mg/L辣椒堿標(biāo)準(zhǔn)溶液。 精密吸取 1、 5、 10、 15、 20 μL進樣， HPLC測定峰面積， 以辣椒堿質(zhì)量濃度 c（mg/L） 為橫坐標(biāo)、 峰面積 Y為縱坐標(biāo)， 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線， 得標(biāo)準(zhǔn)回歸方程： Y=19 065.6 c-0.375 94 （ r2=0.999 8 ）， 線 性 范 圍 為 0.46 ～9.11 mg/L。

1.6 CCSAM包封率和載藥量的測定 取 CCSAM于研缽中研細(xì)， 精密稱取一定量 CCSAM粉末置于 250 mL量瓶中，加 50%甲醇定容， 超聲 10 m in， 25 ℃水浴振蕩 12 h， 取少量釋放介質(zhì)， 測定其辣椒堿質(zhì)量濃度 c， 按下式計算CCSAM的包封率和載藥量。

c為辣椒堿質(zhì)量濃度， mg/L； mcap為 CCSAM 中辣椒堿的質(zhì)量， g； n 為稀釋倍數(shù)； DL 為 CCSAM實際載藥量，%；SDL 為 CCSAM 理 論 載 藥 量，%； mms為 CCSAM 質(zhì) 量， g；mda為辣椒堿投藥量， g； mam為輔料藥量， g； EE為 CCSAM的包封率，%。 對每個樣品， 測定2次， 結(jié)果取平均值。

1.7 體視顯微鏡掃描 取微球樣品， 體視顯微鏡進行放大掃描，觀察微球形態(tài)。

2 結(jié)果與討論

2.1 海藻酸鈉質(zhì)量濃度對 CCSAM的影響 海藻酸鈉質(zhì)量濃度對 CCSAM的包封率和載藥量的影響如圖 1 所示。 由圖知， 隨著海藻酸鈉質(zhì)量濃度的增大， CCSAM的載藥量及包封率均下降， 但海藻酸鈉質(zhì)量濃度大于 15.00 g/L后包封率的下降已趨于穩(wěn)定。海藻酸鈉質(zhì)量濃度過高，體系黏度大，微球的包封率和載藥量低，但海藻酸鈉質(zhì)量濃度太低時， 殼聚糖-海藻酸鈉聚電解質(zhì)膜過薄， 不能形成微球或形成的微球機械強度低。 圖2 是當(dāng)海藻酸鈉質(zhì)量濃度為15.00 g/L時的微球， CCSAM呈規(guī)則的球形， 表面光滑， 是較為適宜的海藻酸鈉質(zhì)量濃度。

圖1 海藻酸鈉質(zhì)量濃度對 CCSAM制備的影響

圖 2 海藻酸鈉質(zhì)量濃度為 15.00 g/L時 CCSAM 的形態(tài) （圖中每小格原尺寸為1 mm×1 mm）

2.2 氯化鈣溶液用量的影響 氯化鈣溶液用量對 CCSAM的包封率和載藥量的影響如圖3所示，氯化鈣溶液體積在40 mL時效果是最好的。 氯化鈣溶液用量較低時， 辣椒堿海藻酸鈉混合液中的鈉離子與溶液中的鈣離子交換率低，完成凝膠化的時間增加， CCSAM的載藥量和包封率偏低；反之，過大的溶液體積也會使氯化鈣溶液中的辣椒堿溶解量增大， 導(dǎo)致 CCSAM的載藥量和包封率偏低。

圖 3 氯化鈣溶液用量對 CCSAM 制備的影響

2.3 殼聚糖溶液用量的影響 圖 4 顯示了殼聚糖溶液用量對 CCSAM的包封率、 載藥量的影響， 殼聚糖溶液用量為 20 mL效果最好。殼聚糖溶液用量過多， 辣椒堿海藻酸鈣微球與殼聚糖的交聯(lián)反應(yīng)時間較長，微球中的辣椒堿溶出增加。

圖 4 殼聚糖溶液用量對 CCSAM 制備的影響

2.4 辣椒堿濃縮液質(zhì)量濃度的影響 圖 5 顯示了辣椒堿質(zhì)量濃度增加， CCSAM包封率和載藥量均增加， 當(dāng)辣椒堿質(zhì)量濃度升高至 1.49 g/L后包封率增加緩慢， 考慮到所制備的 CCSAM 形 態(tài) 規(guī) 則 等 因 素， 選 擇 辣 椒 堿 質(zhì) 量 濃 度為1.49 g/L。

圖 5 辣椒堿質(zhì)量濃度對 CCSAM 制備的影響

2.5 辣椒堿-殼聚糖 /海藻酸鈉微球體外釋放動力學(xué)研究

圖 6 的三條曲線分別是 CCSAM在人工胃液、 腸液和胃液 2 h 后轉(zhuǎn)腸液的釋放曲線。 CCSAM在人工胃液中釋放速度緩慢， 12 h 辣椒堿累積釋放率為 50.4%， 在腸液中 12 h 辣椒堿累積釋放率為 69.6%。 而先在胃液釋放 2 h 后轉(zhuǎn)入腸液時出現(xiàn)突釋現(xiàn)象， 在 3 h 內(nèi)釋放達(dá)到 77.7%， 7 h 基本保持不變， 這是因為在胃液中 CCSAM表面的殼聚糖膜發(fā)生溶解，轉(zhuǎn)入腸液后，其釋放阻力大大降低，基本上實現(xiàn)了胃中不釋放、腸中緩釋的效果。

圖6 CCSAM的釋放曲線

對圖6的人工胃液2 h后轉(zhuǎn)人工腸液的釋放曲線分別采用 Zero-order（ Q=at+b） 、 First-order（ ln （100-Q） = at+b） 、 Higuchi（ Q=kt1/2+b） 、 Ritger-Peppas（ ln Q= n ln t+b） 模型［10］進行擬合其結(jié)果見表 1。 由表 1 知 First-order方程相關(guān)系數(shù)最大， 符合一級釋放模型， 在腸液中的釋放受 Fickian 擴散控制。

表 1 CCSAM 在人工胃 液 2 h后 在腸液中 釋 放 曲線 的 擬 合結(jié)果

3 結(jié)論

3.1 辣椒堿-殼聚糖 /海藻酸鈉微球的最佳制備工藝條件為海藻酸鈉質(zhì)量濃度為 15.00 g/L、 氯化鈣用量為 4 倍辣椒堿海藻酸鈉混合液體積、殼聚糖用量為2倍辣椒堿海藻酸鈉混合液體積， 辣椒堿濃縮液質(zhì)量濃度為 1.49 g/L。 制備的CCSAM包封率達(dá)到 43.6%， 載藥量為 18.2mg/g。

3.2 辣椒堿-殼聚糖 /海藻酸鈉微球在 pH2.0 HCl溶液中 2 h 內(nèi)基本沒有釋放， 進入 pH6.8 PBS 溶液后其釋藥行為符合一級動力學(xué)模型， 3 h 累積釋放率為 77.7%， 7 h 累積釋放率達(dá)到 85.2%， CCSAM在腸液中具有良好的緩釋控制作用。

［1］ 董新榮，劉仲華，楊建奎，等.辣椒素類物質(zhì)的化學(xué)研究進展［ J］ .天然產(chǎn)物研究與開發(fā)， 2004， 16（5） ： 486-489.

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R944

： B

： 1001-1528（2014）03-0620-03

10.3969/j.issn.1001-1528.2014.03.040

2013-03-12

廣西科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計劃課題 （桂科能 05112001-3A6）

柳昌武 （1987—） ， 男， 碩士生， 研究方向： 林產(chǎn)化學(xué)加工工程。 E-mail： liu_chw@163.com。

*通信作者： 韋藤 幼 （1959—）， 男， 教授， 碩士生導(dǎo)師， 研究方向： 藥用植 物提取與分離以及材料制備及應(yīng)用。 Tel： （0771）3236484， E-mail： weity@gxu.edu.cn