氧氟沙星明膠微球的制備工藝研究

張偉光，邸凱

氧氟沙星明膠微球的制備工藝研究

張偉光，邸凱

目的研究制備氧氟沙星明膠微球的最佳工藝條件。方法以明膠為載體，液體石蠟為油相，Span80為乳化劑，戊二醛為交聯(lián)劑，采用乳化交聯(lián)法制備氧氟沙星明膠微球。采用紫外分光光度法測定微球中氧氟沙星的載藥量和包封率?？疾烀髂z質(zhì)量分?jǐn)?shù)、油水相體積比、明膠與氧氟沙星質(zhì)量比、Span80體積分?jǐn)?shù)對載藥量、包封率的影響。以載藥量、包封率的總和為評價指標(biāo)，針對上述4個因素用L9（34）表正交試驗設(shè)計法進(jìn)行實驗，獲得最佳配方比例。結(jié)果氧氟沙星明膠微球分別在明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%、油水相體積比為3.5∶1、明膠與氧氟沙星質(zhì)量比1∶1、Span80體積分?jǐn)?shù)2.5%時，各自載藥量、包封率的綜合評價指標(biāo)較高。正交設(shè)計證實上述條件下制備工藝最佳。結(jié)論本制備工藝穩(wěn)定可行，氧氟沙星明膠微球的載藥量和包封率可達(dá)到約80%。

氧氟沙星；聚明膠肽；微球體；工藝學(xué),制藥；藥物載體；藥物評價

氧氟沙星是氟喹諾酮類抗菌藥，具有廣譜、高效、與其他抗菌素?zé)o交叉耐藥性等特點［1］。它對結(jié)核分枝桿菌和部分厭氧菌有效，主要用于敏感菌所致的呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、膽道系統(tǒng)和皮膚軟組織感染及盆腔感染等。明膠含有人體所需的多種氨基酸，是分子質(zhì)量分布很寬的多肽分子混合物。明膠作為藥物緩釋材料，具有良好的生物降解性、生物相容性與組織相容性，降解后形成無毒產(chǎn)物而排出體外［2］。在臨床應(yīng)用中，氧氟沙星的不良反應(yīng)以神經(jīng)系統(tǒng)損害及變態(tài)反應(yīng)（包括過敏性休克）為主［3］。有研究認(rèn)為,微球可減少藥物對機體的不良反應(yīng)［4］，并且可提高治療效果［5］。本文以可生物降解的明膠為載體材料［6］，制備氧氟沙星明膠微球，旨在通過實驗篩選制備氧氟沙星明膠微球的最佳工藝。

1 材料與方法

1.1 儀器及材料Lambda 35型紫外可見吸收光譜儀（美國PE公司）；RW20DZM.n數(shù)顯機械式攪拌機（德國IKA公司）；電熱恒溫水浴鍋（鄭州澤銘科技有限公司）；800型臺式離心機（上海浦東物理光學(xué)儀器廠）；SK2200HP超聲清洗器（上?？茖?dǎo)超聲儀器有限公司）。氧氟沙星對照品（中國藥品生物制品檢定所）；氧氟沙星（湖北拓楚慷元醫(yī)藥有限公司）；明膠（河北衡水東都膠業(yè)有限公司）；液狀石蠟（西安化學(xué)試劑廠）；Span80（南通奧諾化工有限公司）；戊二醛（天津市科密歐化學(xué)試劑開發(fā)中心）。

1.2 方法

1.2.1 氧氟沙星明膠微球的制備及含量測定根據(jù)乳化縮聚原理制備微球［7］，采用乳化交聯(lián)法［8］，在裝有氧氟沙星的燒杯中加入適量稀鹽酸溶液，振搖并溶解，超聲處理，形成氧氟沙星飽和溶液。用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的明膠配制成氧氟沙星明膠溶液，經(jīng)乳化、交聯(lián)固化、脫水、洗滌、干燥過篩后得粉末狀明膠微球。用紫外分光光度法測定微球中氧氟沙星的含量［9］。

1.2.2 檢測波長的確定取氧氟沙星對照品適量，以0.1 mol/L鹽酸溶液配制成含氧氟沙星10 mg/L的溶液。在200～390 nm波長范圍內(nèi)進(jìn)行紫外吸收圖譜掃描，測得氧氟沙星的最大吸收波長為293.86 nm。因此，測定氧氟沙星含量時，紫外檢測波長選在294 nm處。

1.2.3 氧氟沙星線性關(guān)系的考察精密稱取氧氟沙星對照品25 mg，置于25 mL容量瓶中，用0.1 mol/L鹽酸溶液稀釋成含氧氟沙星分別為5、10、15、20、40、80 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液。在294 nm處測定其吸光度（A），以A對氧氟沙星濃度（C）進(jìn)行線性回歸，得回歸方程：A=0.005 6+0.076 9C，r=0.999 7，氧氟沙星在5～80 mg/L內(nèi)C與A呈良好線性關(guān)系。

1.2.4 精密度實驗吸取濃度為40 mg/L氧氟沙星標(biāo)準(zhǔn)溶液，重復(fù)6次，在294 nm處測定其A，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）= 0.86%（n=6），表明該方法精密度良好。

1.2.5 回收率實驗取氧氟沙星對照品25.21、26.51、25.47、26.36、25.28 mg，分別置于100 mL容量瓶中，加入0.1 mol/L鹽酸溶液，加入40 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液25 mL，再加0.1 mol/L鹽酸溶液稀釋至100 mL。搖勻后進(jìn)樣，測定氧氟沙星的質(zhì)量，獲得平均回收率為98.96%，RSD=0.67%（n=5）。

1.2.6 微球載藥量及包封率測定精密稱取氧氟沙星明膠微球80 mg，置25 mL容量瓶中，加入適量稀鹽酸溶液，溫水浸泡25 min，加稀鹽酸溶液稀釋至25 mL，超聲提取15 min，用800型臺式離心機離心8 min，用0.45 μm微孔濾膜濾過，制成樣品溶液，測定A，根據(jù)上述回歸方程計算檢測質(zhì)量分?jǐn)?shù)和微球中藥物總質(zhì)量。計算載藥量和包封率：載藥量（%）=微球中氧氟沙星的總質(zhì)量（mg）/微球的質(zhì)量（mg）× 100%；包封率（%）=微球中藥物的總質(zhì)量（mg）/投入藥物質(zhì)量（mg）×100%。

1.3 觀察指標(biāo)考察明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)、油水相體積比、明膠與氧氟沙星質(zhì)量比、Span80體積分?jǐn)?shù)對載藥量及包封率的影響。以載藥量、包封率的總和為評價指標(biāo)，針對上述4個因素用L9（34）表正交試驗設(shè)計法進(jìn)行實驗，獲得配方比例，并以此進(jìn)行正交試驗以獲得最佳載藥量和包封率。

2 結(jié)果

2.1 明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對載藥量和包封率的影響隨著明膠溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，微球的平均粒徑增大，載藥量和包封率也隨之增大；明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%時，載藥量、包封率的綜合評價指標(biāo)較高。但是明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)22%時，氧氟沙星的包封率開始減少，顯示明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)過大時，微球的流動性受影響，導(dǎo)致部分有粘連現(xiàn)象，見圖1。

Fig.1Effect of the gelatin concentration on the drug loading capability and entrapment efficiency圖1 明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對載藥量和包封率的影響

2.2 油水相體積比對載藥量和包封率的影響固定明膠溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%不變，檢測不同油水相體積比條件下制備的微球，來確定適宜的油水相體積比。結(jié)果顯示當(dāng)油水相體積比為3.5∶1時，氧氟沙星明膠微球的載藥量和包封率較高，形成的油包水（W/O）微乳液更加穩(wěn)定均勻，微球粒徑適度，見圖2。

Fig.2Effect of water/oil volume ratio on drug loading capability and entrapment efficiency圖2 油水相體積比對載藥量和包封率的影響

2.3 明膠與氧氟沙星質(zhì)量比對載藥量和包封率的影響固定明膠溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%、油水相體積比3.5∶1不變，隨著明膠與氧氟沙星質(zhì)量比的增加，氧氟沙星明膠微球的載藥量和包封率增大，當(dāng)明膠與氧氟沙星質(zhì)量比超過1∶1時，其開始下降，見圖3。

Fig.3Effect of gelatin/ofloxaxcin mass ratio on the drug loading capability and entrapment efficiency圖3 明膠與氧氟沙星質(zhì)量比對載藥量和包封率的影響

2.4 Span80體積分?jǐn)?shù)對載藥量和包封率的影響固定明膠溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%、油水相體積比3.5∶1、明膠與氧氟沙星質(zhì)量比1∶1不變，隨著乳化劑Span80體積分?jǐn)?shù)的增加，氧氟沙星明膠微球的載藥量和包封率增大，當(dāng)體積分?jǐn)?shù)超過2.5%時，微球的載藥量和包封率開始下降，見圖4。

2.5 正交設(shè)計確定氧氟殺星明膠微球的最佳制備工藝條件氧氟沙星明膠微球的配方比例，見表1。按此配方進(jìn)行正交試驗，最佳工藝條件的實驗為A1B2C1D2，即明膠溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，油水相體積比為3.5∶1，明膠與氧氟沙星質(zhì)量比為1∶1，乳化劑Span80體積分?jǐn)?shù)為2.5%，對載藥量和包封率的影響因素貢獻(xiàn)依次為：A＞D＞B＞C。按照最佳工藝條件重復(fù)3次制備氧氟沙星明膠微球，載藥量和包封率分別為79.92%、79.96%、80.17%，制備工藝重現(xiàn)性較好，見表2。

Fig.4Effect of the span 80 volume fraction on the drug loading capability and entrapment efficiency圖4 Span80體積分?jǐn)?shù)對載藥量和包封率的影響

Tab.1Factors and levels of L9（34）orthogonal test表1 L9（34）正交實驗的因素和水平

Tab.2Results and analysis of L9（34）orthogonal test表2 L9（34）正交試驗結(jié)果和分析

3 討論

以聚乳酸-羥基乙酸共聚物為緩釋材料制備微球為近些年較新的研究成果，效果較好［10］，但其成本較高，不適用大規(guī)模生產(chǎn)。明膠價格低廉，目前廣泛應(yīng)用于藥物微球的研究［11］。明膠溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對微球的粒徑影響很大，其濃度越大，制得的微球粒徑也越大［12］。在微球制備過程中選擇合適的乳化劑、

固化劑也很重要。Span80作為乳化劑有利于微球制備中W/O型乳液的快速形成，且具有較好的光滑圓整度。明膠微球常用的固化劑有甲醛和戊二醛，戊二醛只需在中性條件下即可固化完全，使其適用范圍較大。

研究顯示，微球制備過程中明膠溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,載藥量越大,但相應(yīng)的包封率會下降［13］。本研究結(jié)果顯示，當(dāng)明膠濃度過大時，載藥量和包封率均開始下降，考慮是由于微球之間交聯(lián)過度，相鄰微球之間的一些基團(tuán)相互交叉，分子與分子相互糾纏，從而導(dǎo)致了微球粘連，使被包封藥物容易滲出。本研究顯示，隨著油水相體積比的增加，載藥量和包封率也增大，與相關(guān)文獻(xiàn)報道相似［14］，當(dāng)油水相體積比超過3.5∶1時，微球容易出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，考慮原因為微球表面積累大量的正負(fù)電荷，顆粒形狀極不規(guī)則，造成表面電荷的聚集，使微球極不穩(wěn)定，導(dǎo)致載藥量和包封率開始下降。微球粘連時是少量微球連在一起，而微球團(tuán)聚時會有大量微球聚集相連，團(tuán)聚嚴(yán)重時基本上找不到單個微球，而分散在乳液中的明膠分子與乳化劑接觸不均勻，形成的微球直徑差別也較大，從而導(dǎo)致載藥量和包封率開始下降。另外，本研究顯示，當(dāng)明膠與氧氟沙星質(zhì)量比增加時，載藥量和包封率先增大后降低，考慮原因為明膠與乳化劑相互碰撞的機會較均勻，生成微球的直徑相差較小所致。另外，隨著乳化劑Span80體積分?jǐn)?shù)的增加，氧氟沙星明膠微球的載藥量和包封率增大，當(dāng)體積分?jǐn)?shù)超過2.5%時，微球的載藥量和包封率開始下降，原因可能為當(dāng)乳化劑的體積分?jǐn)?shù)增大到一定值時，對乳液界面的表面張力影響變小，不能分散成穩(wěn)定的液滴，從而導(dǎo)致微球的載藥量和包封率開始下降。

綜上所述，本研究認(rèn)為制備氧氟沙星明膠微球最佳制備工藝條件為：明膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%，油水相體積比為3.5∶1，明膠與氧氟沙星質(zhì)量比1∶1，Span80體積分?jǐn)?shù)2.5%。在此條件下，氧氟沙星明膠微球的載藥量和包封率可達(dá)到約80%。

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（2014-11-07收稿 2014-12-15修回）

（本文編輯 陸榮展）

Study in preparation of ofloxaxcin gelatin microspheres

ZHANG Weiguang,DI Kai
College of Chemistry and Chemical Engineering，Qiqihar Unversity，Qiqihar 161006，China

ObjectiveTo study the optimum condition of preparing ofloxaxcin gelatin microspheres.MethodsOflox?axcin gelatin microspheres were manufactured using the emulsion chemical-cross linking method and gelatin was employed as carrier,liquid paraffin as oil phase,Span80 as emulsifier,.The loading capability and entrapment efficiency of the ofloxax?cin gelatin microspheres were determined by UV Spectrophotometry.The effect of gelatin concentration,oil/water volume ra?tio,gelatin/ofloxaxcin mass ratio and volume fraction of span80 on drug loading capability and entrapment efficiency were in?vestigated.The optimum proportions of each component was obtained by L9（34）orthogonal test,based on the above 4 factors, using sum of drug loading capability and entrapment efficiency as evaluation index.ResultsThe optimum condition for

Ofloxaxcin；polygeline；microspheres；technology,pharmaceutical；drug carriers；drug evaluation

R944

A

10.11958/j.issn.0253-9896.2015.10.015

黑龍江齊齊哈爾，齊齊哈爾大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院（郵編161006）

張偉光（1970），男，碩士，副教授，主要從事藥物脂質(zhì)體、精細(xì)化學(xué)品及大豆磷脂的應(yīng)用研究

manufacturing high quality ofloxaxcin gelatin microspheres used 20%of gelatin concentration，water/oil volume ratio at 3.5∶1, gelatin/ofloxaxcin mass ratio at 1∶1,the span 80 volume fraction of 2.5%.ConclusionDrug loading capability and entrap?ment efficiency of the ofloxaxcin gelatin microspheres reached 80%using this manufacture technology therefore the prepara?tion was stable and feasible.